автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Методы и средства защиты алмазорудных карьеров Якутии от подземных вод противофильтрационными завесами

РОССИЙСКАЯ АКАДЕНИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА

На правах рукописи

Для спуаебкфгд додоэрэдния Экз. Н1

ЛАГУНОВ Владимир Андреевич

УДК 622. 257. 1 + 556.3+551.34(571. 56)

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАШИТЫ ^ЛМАЗОРУДНЫХ КАРЬЕРОВ ЯКУТИИ

ОТ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 'ОТИВОФИЛЬТРАПИОННЫМИ ЗАВЕСАМИ

Специальность: 05. 15.03 - открытая разработка

местороздений полезных ископаемых

05.15.11 - физические процессы горного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Новосибирск - 1992

Работа выполнена в Производственно-научном объединении "Якуте Российской корпорации "Алмаззолото"

Официальные оппоненты: доктор техн. наук, профессор

Демин Александр Максимович

доктор техн. наук, профессор Зотеев Вадим Гаврилович

доктор техн. наук, профессор Чернов Олег Игнатьевич

Ведущая организация: Проектно-изыскательокий институт„ВИОГЕМ'

(г. Белгород)

Защита состоится " 2Л " с^О Л 1992 г. в А7 ~ ^ на заседании Специализированного совета Д. 003.17.01 при Иней горного дела СО РАН (630091, Новосибирск-91, Красный проспега

С диссертацией южно ознакомиться в библиотеке ЙГД СО РАН.

Автореферат разослан " /5" " Стр-е^-Н 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор техн. наук

0. Б. Кортелев

ОВЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Открытая разработка гашберлитовых место-1ждений Якутии в настоящее время характеризуется тем. что вскрытие шасов руды на глубинах более 300-350 м осуществляется в зонах ин-•нсивной обводненности горного массива (трубки "Мир"."Интернацио-шьная","Удачная","Юбилейная" и др.). Напорные подмерзлотные подомные воды, имеющие минерализацию 90-350 г/л, с растворенными роводородом. газами тяжелых углеводородов, солями щелочных и ред--земельных металлов, в ряде случаев промышленного содержания, сос-■ доточены в толпах трещиноватых и трещиновато-пористых горных по->д при температуре минус 1.5-2.5 град. С. Их откачка на поверхность использованием скважинных систем осушения и карьерного водоотлива >и дебитах, достигающих 1200-1700 мЗ/чао, служит источником зколо-меской напряженности в регионе, приводит к необратимым изменениям щрогеологического режима, загрязнению земной поверхности, рек и 'мосферы, оказывает вредное влияние на условия труда и зксплуата-по горного оборудования.

При разработке, например, трубки "Мир" открытым способом, вы-ишенной до глубины 460 м под защитой системы осушения, объем отбиваемых подземных рассолов в период 1978-1987 г. и их утилизации >росом в бассейн рек Вилюй-Лена составил более 70 млн. куб. метров.

В связи с негативным влиянием на окружающую среду откачиваемых 1 карьеров высокоминерализованных вод, постановлением правительства ) мерах по усилению охраны мерей, рек и других водоемов Арктическо-I бассейна от загрязнения" их сброс в реки с 1988 г. запрещен.

фактическая неготовность производств к обезвреживанию значи-¡льных количеств откачиваемых рассолов, невозможность их бессточ->го складирования и длительного хранения на земной поверхности, юокие запасы алмазов в рудных телах, заключенных в водоносных мплексах мощностью более 200 м, - являются основанием для изыска-ш и привлечения в технологию открытой разработки алмазорудных юторождений альтернативных экологически "чистых" решений по защи-! глубоких карьеров от подземных вод. Основой в получении таких ¡шений могут послужить известные направления в области борьбы с >дземными водами, базирующиеся на возведении прогивофильтрационных шее (ПЕВ) в горном массиве методом тампонирования.

Сложность обеспечения эффективной защиты алмазорудных карьеров утии от подземных вод тампонированием горных пород заключается в )м, что обводненность литологических слоев, их фильтрационные и фи-

зико-механические свойства на месторождениях характеризуются высокой неравномерностью. Резко различающиеся по проницаемости зоны во допроводящих тревдн в водоносных комплексах карбонатных осадочных пород (известняки, доломиты, мергели, ангидриты), в тектонических разломах и в прилегающих блоках горных массивов; отрицательные тем пературы тампонируемых пород и высокая агрессивность подземных рас солов к материалам- в совокупности, определяют круг задач по выбор; тампонажных растворов и управлению их водоизолирующими и технологи ческими свойствами, обоснованию технологии сооружения завес и обес печению ее наибольшей унификации в отношении неоднородных условий среды тампонирования. Большие размеры карьеров' определяют необходи мость установления оптимальных конструкций завес, достижимых преде лов снижения проницаемости пород и получения надежных критериев ка чества, обеспечивающих оперативную оценку результатов водоизоляции и минимальные производственные затраты на водоэащиту.

Недостаточная изученность процессов движения и структурообразо вания тампонажных растворов - двухфазных жидкостей в "холодной" тр щиновато-пористой упругой среде с высокой неоднородностью трещинов тости и отсутствие в практике примеров защиты глубоких карьеров от подземных вод сооружением противофильтрационных завес в сложных ус ловиях алмаз орудных месторождений Якутии и определили необходимост решения перечисленных выше задач в рамках актуальной и практически важной проблемы обеспечения технологии открытых горных работ эколо гически "чистыми" методами и средствами защиты от высокоминерализо ванных подземных вод.

Решаемые в диссертации задачи являются новым направлением в ра витии школы по борьбе с подземными водами в горном деле, созданной при непосредственном участии автора в объединении "Спецтампонажгео логия" под руководством член корреспондента Академии горных наук У раины, профессора Э. Я. Кипко при создании известного в стране и за рубежом комплексного метода тампонажа, основанного на широком испо зовании для водоизоляции горных выработок глиноцементных растворов

Тема диссертации связана с выполнением планов научно-исследова тельских и опытно-конструкторских работ ПНО "Якуталмаз" в 1978-198 по проблеме 0.09.01. .программа 05.05.: "Выполнить комплекс научно-и следовательских работ по проблеме тампонажа обводненных пород при работке месторождений Якутских алмазов и опытно-промышленную прове результатов в соответствующих горногеологических условиях", утвер* денной постановлением ГКНГ СССР от 28.07.1977 г. N349; и целевой кс леке ной научно-технической программы О. Ц. 039, подпрограмма 0.09.01 утвержденной постановлением ГКНГ СССР и Госплана СССР от 12.12.19Е N473/242, N гос. per. 02.85.003.90.28.

Цель работы - разработать методы расчета и оценки надежности шструкций протяженных противофильтрационных завес, установить за-зномерности формирования их элементов при нагнетании тампонажньгх ютворов через скважины под давлением в условиях неоднородности шьтрационных свойств, треияноватости, литологии разреза, агрессив-зсти подземных вод и отрицательных температур горного массива, на ;новании которых создать методы и средства защиты глубоких алмазо-гдных карьеров Якутии от водопротоков, обеспечивающие повышение йективности открытых горных работ в сложных гидрогеологических !ЛОВИЯХ.

Основная идея работы - использование закономерностей процесса шжения и структурообразования тампонажньи растворов (вязко-плас-1чных двухфазных систем) под давлением в "холодной" трещиновато-по-гатой упругой среде обводненного горного массива для установления зфективных размеров зоны тампонирования с требуемой величиной сниже-гя проницаемости в теле формируемой завесы и применения аппарата [ализа процесса для управления противофильтрационными качествами танизуемой водозащиты карьера

Задачи исследований:

1. Установить типовые особенности зон водопроводявдх трещин на мазорудных месторождениях Якутии и их влияние в практически важных дачах борьбы с подземными водами методом тампонирования.

2. Определить рациональные составы и реологические параметры тампо-[жных растворов для условий агрессивного влияния подземных рассолов отрицательной температуры горного массива

3. Обосновать, сформулировать и решить задачу по изучению законо-рностей движения вязко-пластичных двухфазных систем под давлением "холодной" трещиновато-пористой упругой среде водоносного горизонта.

4. Разработать аппарат анализа размеров зоны тампонирования из дельной скважины и величины снижения проницаемости в теле формиру-ой завесы на основе закономерностей движения вязко-пластичной жид-сти (раствора) под давлением по зонам водопроводящих трещин.

5. Разработать методы расчета констукций протяженных противофиль-ационных завес, мероприятия и технологические схемы, обеспечивающие дозащиту карьеров методом тампонирования с достижимым пределом сни-ния проницаемости в обводненном массиве.

6. Испытать мероприятия и технологические схемы сооружения протонных противофильтрационных завес, установить достижимые пределы ижеккя проницаемости; внедрить разработанные методы и средства в оизводство.

Методы исследований включают: научный анализ и обобщение опыта; экспериментальные -в изучении гампонажных растворов; аналитические в исследовании движения вязко-пластичных двухфазных систем в "хот кой" трещиновато-пористой упругой среде; гидродинамические -в опре; лениях фильтрационных характеристик массивов; экспериментальные - i исследовании процесса тампонирования на моделях (с использованием физического моделирования) и в натурных условиях, сравнение результатов с расчетными; анализ промышленных испытаний системы оценок р« зультативности водоизоляции с обработкой на ЭВМ; промышленную проверку результатов разработок при сооружении протяженных НИЗ.

Объекты исследований - алмазорудные карьеры ПНО "Якуталмаа", защищаемые от подземных вод противофильтрационными завесами, обводненные горные массивы в естественном и затампонированном состоянии.

Научные положения, защшземые автором.

1. Формирование протампонированной области в горном массиве boi руг скважины нагнетанием в зоны водопроводящих трещин в качестве т; понажных растворов вязко-пластичных двухфазных систем происходит ni сложном взаимодействии факторов, действующих на различных масштабн] уровнях. Определяющую роль при этом играют в каждом случае индивид: альные соотношения геофильтрационных и геомеханических параметров литологических слоев, характеризуемых в гидрогеомеханике козффвдие! тами трещинной пустотности, упругоемкости, пористости в межгрещинн! блоках, размерами трещин, а также - температуры горного массива

2. Водоизоляционные качества сложной неоднородной структуры пр< тампонированной области, определяемые проницаемостью и показателем протампонированности в виде соотношения остаточной и первоначально: трещинной пустотности, падают по мере удаления от точки нагнетания динамику их убывания по радиусам можно определить расчетом на осно уравнения движения вязко-пластичной двухфазной системы в трещинова -пористой упругой среде с заданной предельной величиной раскрытия трещин с учетом объемов нагнетаемого раствора, экспериментально ус новленных закономерностей изменения его реологических параметров, камики возрастания давления нагнетания и набора фильтрационных геомеханических характеристик горного массива в тампонируемой зоне

3. Пространственно-временные закономерности формирования прота локированной области в отдельно тампонируемом из скважины интервал водоносного комплекса, проявляются в натуре в индивидуальной динам ке изменения давления по мере нагнетания нарастающего объема тампо нажного раствора, их анализ относительно водоизоляционных качеств каждом формируемом элементе завесы позволяет повысить надежность оценки и прогнова водоизоляционных свойств'протяженных завес, обес

эчить создание оптимальных их конструкций и технологии возведения.

4. Основой контроля водоизоляционных качеств протампонированной Эласти и оперативного управления сооружением протяженной противо-ильтрационной завесы с требуемыми в ее конструкции размерами тела и роницаемостью являются непрерывные измерения давления и расхода агнетания, структурной вязкости и динамического напряжения сдвига ампонажного раствора.

Достоверность научных положений и выводов подтверждена соответс-вием результатов теоретических исследований экспериментальным лабо-аторным и промышленным испытаниям с точностью 14-сопоставимостью эзультатов, полученных различными методами, апробацией предложенных этодов контроля и управления процессами сооружения ГШ в производс-венных условиях, в исследовательских учреждениях, эффективностью гзультатов внедрения научных разработок при промышленной реализации объединении "Якуталмаз".

Научная новизна работы, заключавшаяся в решении задачи гидрогео-5ханики, связанной с распространением тампонажного раствора под дав-гнием в зонах водопроводяших трещин водоносного комплекса в горном ассиве, состоит в следующем.

1. Обоснована физико-математическая модель движения вязко-плас-1чной двухфазной системы раствора в зонах водопроводяших трещин рещиновато-пористых горных пород при радиальном распространении под авлением, в которой процесс движения учитывает закономерности прояв-;ния неоднородности трещиноватости и пористости, упругих деформаций ампонируемых блоков, нестабильности реологических параметров раст-эра при охлаждении и огфильтровывании жидкой фазы.

2. Создан метод экспериментального исследования водоизоляционных злеств тампонируемой области (проницаемости и остаточной трещинной гстотности) в формируемом элементе завесы, с использованием законо-:рностей движения вязко-пластичной двухфазной системы раствора в >нах трещин и наблюдаемой динамики изменения давления и расхода агнетания, с учетом совокупности геофильтрационных и геомеханичес-IX характеристик тампонируемых слоев и непрерывного определения ре-югических характеристик нагнетаемого раствора.

3. Обоснованы и разработаны методики оценки коэффициентов прони-1емости, трещинной пустотности, упругоемкости и величины прочности >род на разрыв в присквалинной зоне - на основе проведения в интер-шах тампонирования кратковременных гидродинамических испытаний в (иночной скважине, осуществляемых в зависимости от сложности геоло-гаеского разреза при трех вариантах возбуждения горизонта и просле-шания за восстановлением давления, для использования их в анализе

процесса движения вязко-пластичной двухфазной системы раствора в тампонируемой зоне.

4. Разработана и обоснована методика расчета и дифференцированного выбора конструктивных (геометрических и фильтрационных) параметров протяженной противофильтрационной завесы в неравномерно трещиноватых зонах горного массива, базирующаяся на законе фильтрации трещиноватых средах; обоснованы практические технологические метод! их обеспечения, основанные на управлении функцией давления от объе! нагнетания тапонажного раствора изменением реологических параметро) вязко-пласгичной системы раствора и динамики процесса его структур! образования корректировкой состава по результатам анализа водоизсии ционных качеств тампонируемой области в реальном времени.

Личный вклад автора состоит:

- в выборе задач, путей их решения и формулировке рабочих гипот<

- в разработке физико-математической модели движения вязко-пластичной двухфазной системы тампонажного раствора в трещиновато-пор» той "холодной" упругой среде обводненных горных пород;

- в разработке методик, постановке и проведении лабораторных и ] турных экспериментов, обработке опытных данных и их обобщении;

- в обосновании мер по предотвращению "вымерзания" глиноцемент» тампонажных растворов для условий отрицательных температур и высок агрессивности подземных рассолов, в изучении их технологических свойств;

- в разработке метода экспериментального исследования водоизоля ционных качеств тампонируемой области на основе использования зако номерносгей движения вязко-пластичной двухфааной системы раствора под давлением в трещиновато-пористой "холодной" упругой среде тамп нируемого обводненного горизонта;

- в создании автоматизированной системы и обосновании математич кого аппарата анализа водоизоляционяых качеств тампонируемой сблас

ля их оценки, непосредственно в процессе нагнетания тампонажного раствора в реальном времени;

- в формулировке и обосновании научных положений;

- в разработке методики расчета и выбора конструктивных парамет ров протяженной противофильтрационной завесы в неравномерно трещин ватом обводненном горном массиве;

- в обосновании и разработке системного комплекса способов и те пологий по защите горных работ от напорных подземных вод противофи трационными завесами для типизированных условий адмазорудных место рождений Якутии.

Практическая ценность работы заключается в теоретическом обеспе-нии и создании аппарата оценки и анализа водоизоляционных качеств теле формируемой противофильтрацконной завесы в реальном времени , основе использования пространственно-временных закономерностей ижения вязко-пластичной системы тампонажного раствора в трещинова--пористой "холодной" упругой среде в условиях неоднородности филь-ационных свойств, трещиноватости и литологического строения волосного комплекса; в разработке методов расчета и оценки надежности отяженных противофильтрационных завес и установлении эффективных параметров; в разработке системного комплекса способов и техноло-й по защите глубоких адмазорудных карьеров Якутии от подземных вод отивофильтрационными завесами, обеспечивающих повышение зффектив-сти открытой разработки.

1. Технология поинтервального тампонирования с управляемым обес-чением водоизоляционных качеств по радиусу от скважины нагнетания зволяет формировать сомкнутую в плане и по глубине протяженную отивофильтрационную завесу в условиях неоднородной трещиноватости рных пород при однорядном расположении окважин с расстоянием между ми от 10 до 30 м, с остаточной проницаемостью 0,001-0,002 дарси, с змерами тела в плане 25-45 м по всей толпе водоносного комплекса.

Z. Методы расчета и оценки надежности противофильтрационных за-с, технологические приемы управления водоизоляционными качествами мпонируемой области вокруг скважины, основанные на регулировании раметров раствора, режимов давления и расхода нагнетания по ре-льтатам оценки протампонированности в реальном временя,- позволяют гимизировать количество и расположение скважин, объемы нагнетаемо-по ним тампонажного раствора и, в целом, затраты на сооружение зтивофяльтрационной завесы.

3. Обоснованный и рекомендованный для применения в "холодных" ловиях набор глиноцементных растворов с технологическими свойс-ами. обеспечивающими эффективную водоизоляцию и отвечающими приметаю современных тампонажных насосов в оптимальных диапазонах па-петров: структурной вязкости 0.02-0.06 Па. с, динамического пряжения сдвига 60-200 Па, начальной пластической прочности 15-0,50 КПа и ее конечного значения 0.15-0,60 МПа, - содержит, в ^обладавшем количестве, тонкодисперсный глинистый раствор с плот-:тю 1200- 1350 кг/мЗ - 85-93 7. при добавках цемента 5-13 X, отве-;т требованиям долговременной защиты горных выработок от подземных I в широком диапазоне гидрогеологических условий алмазорудных мес-хзждений при использовании недорогих и доступных компонентов.

4. Комплекс методов и средств зашиты глубоких карьеров от высо-

коминерализованных низкотемпературных подземных вод сооружением npi тивофильтрационяых завес, разработанный с учетом типизированных ус ловий алмазорудных месторождений Якутии и внедренный в практику на карьере "МИР" при его реконструкции для разработки на глубину 525 : обеспечивает: снижение на 3/4 объемов откачиваемых рассолов - до в< личины 300-350 мЗ/ijac, приемлемой для утилизации закачкой в недра; разработку рудного тела карьера в водоносном комплексе и бесцелико вую отработку нижележащих запасов (в целом, около 202).

Реализация работы. Теоретические, технологические, методически конструкторские разработки на различных этапах исследований реализ ваны при выполнении тематики ГКНГ СССР в соответствующих разделах комплексных программ научно-исследовательских работ: "Выполнить ко леке НКР по проблеме тампонажа обводненых пород при отработке мест рождений Якутских- алмазов и опытно-промышленную проверку результат в соответствующих горногеологических условиях"; "Разработать и осв ить способы осушения водоносных пород на глубоких горизонтах алмаз месторождений Якутской АССР"; вошли в инструктивно-методические ма риалы по проектированию и производству тампонажных работ на алмаэо рудных карьерах в качестве технологических регламентов: на сооруже противофидьтрационной завесы - 1987 г.; на осуществление автоматиз рованного метода контроля и управления поцессом тампонирования гор го массива на карьере "Мир" - 1990 г. Так же, вошли составной част в действующие нормы технологического проектирования, раздел: "Пред рительное подавление водолритоков при проходке шахтных стволов мет дом тампонажа горных пород ВНГП б-76", согласованные Госстроем ССС утвержденные Минуглепромом СССР; "Временную инструкцию по тампонал трещиноватых горных пород комплексным методом".

Научные и практические разработки по защите глубоких карьеров высокоминерализованных подземных вод сооружением противофильтрацис ных завес привлечены в практику проектирования и реконструкции ал» •зодобывющих горных объектов постановлением Совета Министров СССР с 6.10.1986 г. N 1174-323 "О мерах по дальнейшему развитию алмззодо( вающей промышленности и энергетики в Западной Якутии". Результаты исследований внедрены на объектах Мирнинского ГОНа ПНО "Якуталмаз' обеспечили снижение затрат по сооружению завесы на карьере "Мир" i размере 3,5 млн. руб за счет оптимизации процессов тампонирования.

Апробация работы. Основные положения работы в целом и отдельш ее разделы обсуждены и получили одобрение на Республиканской науч) технической конференции "Передовые методы геологоразведочных района угольных месторождениях УССР"(Днепропетровск,1975г. ); научно-г<

геском совете Шнцветмета СССР (Мирный,1981г.); технико-экономи-зком совете объединения "Якуталмаз" (Мирный,1982г.); секции драг-галлов и алмазов управления "Главалмаззолото" при Совете Министров :р (Мирный,1989г.); научно-технических советах объединения "Спец-яюнажгеология" и института "Якутнипроалмаз" (1989, 1990г.г.).

В 1983 г. за отдельные разработки в создании эффективных глино-кентных растворов, обосновании теоретических положений процесса мпонирования и оценки качества водоизоляции обводненных горных по-ц, вошедшие составной частью в представленной диссертации, и соз-нный новый комплексный метод тампонажа в сложных горногеологичес-х условиях, диссертант, в числе авторского коллектива, удостоен зударственной премии СССР.

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 47 научных бот, в том числе, 1 монография, 2 инструкции, 20 авторских сви-гельств на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи ав, заключения, списка литературы и трех приложений, содержащих кументы о практическом использовании результатов. Объем работы 471 раница, включая 260 страниц текста, 103 рисунка, 51 таблицу, спи-к литературы из 389 наименований и приложений на 11 страницах, тор выражает искреннюю признательность член корреспонденту Академии рных наук Украины, профессору Э. Я-Кипко, докторам технических наук, офессорам о. КХ Лушниковой, Ю. А. Полозову, В. Е Спичаку, к. г-м. н. Е М. Зуеву ценные замечания при обсуждении результатов исследований на разных апах, также, работникам института "Якутнипроалмаз", ПКО"ЯкуТалмаз" ГО "Спецгампонажгеология" за содействие в реализации исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Нимберлитовые месторждения Якутии, рассматриваемые по признакам щности или принципиальных различий в условиях обводнения, подраз-ляются на две характерные группы: Мирнинскую (трубки "Мир'У'Интер-циональная") и Северную (трубки "Удачная", "Айхал", "Юбилейная"), я которых установлены основные типизированные особенности. Обвод-нность и фильтрационные свойства горных массивов на месторовдени-, генетически связанные с тектоническими проявлениями, в том чис-, кимберлитового магматизма - крайне неравномерны, возрастают в иближении к рудным телам и дифференцированы в разрезе.

Проблемам разработки месторождений в сложных горногеологических ловиях посвящены труды многих советских ученых: С. Г. Авершина, Н К ошкова, Б. П. Боголюбова, А. Ч Демина, Ы. В. Курлени, Н. Е Мэльникова, R Ржевского, Г. Л. Фисенко, Е. И. Шемякина, Е. Ф. Шгшко и др. В качестве новных направлений в устранении водопроявлений рассматривалось

осушение горных массивов.

Применительно к алмазорудным месторождениям Якутии, общая высокая минерализация подземных вод 80-350 г/л. представленная сульфат; ми и хлоритами натрия, кальция, магния, с растворенными сероводородом, газами тяжелых углеводородов и содержанием редких элементов: йод. бром, литий, стронций, рубидий, аргон - обуславливает недостаточность традиционных для открытых работ водозащитных мер - осушен] и карьерного водоотлива, из-за отсутствия производств переработки рассолов или их эффективной утилизации, создания мойного отрицател; ного экологического воздействия и потери редких элементов.

Анализ условий обводнения месторождений, состояния технологий специальных способов сооружения горных выработок и объектов гидротехнического строительства показал, что основой в получении альтернативных экологически "чистых" решений по защите глубоких карьеров от подземных вод может послужить тампонаж обводненных горных пород применяющийся в подземном строительстве.

Эффективность водоизоляции горного массива методами тампонажа определяется, прежде всего, свойствами и проникающей способностью применяемых растворов, геотехнологией работ, наиболее точно учитыв ющей характеристики тампонируемой среды и обеспечивающей требуемую результативность при оптимальных объемах, также надежностью оценки достигаемого качества и ее оперативностью. Исследования в этой области отражены в трудах И. Т. Айтматова, П. П. Гальченко, Е. Г. Дуды, Л. М.Ивачева. К.ЕКалмыкова, Э. Я.Кипко, Г. М. Крастошевского, Г.С.Лев чине кого. Е Г. Логачева. О. ¡й Лушниковой, А. Л. Максимова, И. Д. Насонов ЕМ.Шкровского, Ю.А.Полозова, Б.Д. Половова, А.Е Попова, ИВ.Попов М. А. Саламатова, Е И. Сергеева, К1 И. Свирепого, КХНСпичака, Е Г. Труп ка, В. А. Хомеляйнена и многих других.

Сложность реализации методов тампонирования в условиях алмазо-рудных карьеров Якутии заключается в том, что обводненность литоло гических слоев, их фильтрационные и физико-механические свойства н месторождениях характеризуются высокой неравномерностью, отрицател ными температурами водоносных комплексов и агрессивностью подземнь рассолов к материалам. В зоне ведения горных работ оказывается все многообразие вскрываемых фильтрационных сред: крупные разломные тр шины, зоны интенсивной трещиноватооти с резко выраженной анизотроп ей проницаемости, трещиноватые и трещиновато-пористые породы с оти сительно равномерной проницаемостью и тонкотрепиноватые, практичес ки изотропные среды.

Выполненный анализ широкого круга исследований по тампонировав в различных горногеологических условиях, существующих тампонажных

ютворов и технологий водоизоляции показал невозможность прямого Феноса имеющихся достижений в этой области на условия кимберлитовых юторождений Якутии, в связи с узкой направленностью технологических аработок для тех или иных моделей тампонируемых сред и классифика-юнным принципом выбора средств для реализации.

Большая протяженность Ш8 при открытой разработке месторождений, шоставимая с размерами карьеров, высокая неоднородность фильтраци-1ных свойств и трещиноватости массива вокруг рудных тел, отрицатель-ю температуры, агрессивность и напоры подземных вод обусловливают иболее высокие требования к надежности завесы и выбору оптимально-| решения по ее сооружению. ИХ обеспечение может быть осуществлено I основе углубления и гибкой универсализации всего комплекса техно-1гических разработок по водоизоляции горных массивов тампонировани-!, создания. на этой основе эффективных методов и средств долго->еменной защиты глубоких карьеров от подземных вод.

Выполненные исследования базируются на концепции борьбы с подземам водами, выработанной с участием автора в ПО "Спецтампонажгеоло-ю" при создании под руководством лауреата Государственной премии !СР, член корреспондента Академии горных наук Украины, профессора Я Кипко "Комплексного метода тампонажа обводненных пород при строи-!льстве- шахт в сложных гидрогеологических условиях", предполагающей ¡пользование в качестве тампонажных растворов эффективных глиноце-:нтных систем, наиболее точное знание характеристик среды тампониро-ния, научно обоснованные расчеты процессов тампонажа при их проекти-«ании и контроле, применение высокопроизводительной техники и опе-нивную оценку качества водоизоляции.

Установленные сходные геоморфологические и гидрогеологические 1изнаки коренных месторождений алмазов Якутии, общий характер их атонического интрузивного генезиса в осадочных комплексах, условий [копления и сосредоточения высокоминерализованных подземных вод в «щах многолетне-мерзлых пород предопределили в разработке проблемы ициты глубоких алмазорудных карьеров противофильтрационными завеса-[■ приемлемость общих теоретических и практических решений при опре-ленных вариациях в рекомендованных для тампонажа растворах.

Теоретические и аналитические исследования процесса сооружения ютяженных ГГО с использованием в качестве растворов вязко-плас-[чных глиноцементных систем показали, что в условиях высокой не-;нородности фильтрационных свойств и трещиноватости, отрицатель-к температур и различающихся физико-механических характеристик 'рного массива в водоносных горизонтах, необходим дополнительный :ет комплекса одновременно действующих со стороны среды факторов,

влияющих на правильность оценки размеров и качества протампониро-ванной зоны, ранее с различной детальностью исследованных по раздельности лишь в частных решениях. К числу таких интегрально действующих факторов относятся: деформационное позедение тампонируемой среды, зависимое от ее физико-механических характеристик и неравно мерности трещиноватосги; различная степень отфильтровывания жидкой фазы из нагнетаемых под давлением растворов в микротрещиноватость и поровую составлявшую пустотносги горных пород; нестабильность ре ологических параметров вязко-пластичных систем, обусловленная данным отфильтровыванием и охлаждением растворов в горном массиве.

Исследованиями установлено, что комплексное влияние реакции горного массива при тампонат©, выраженное его свойствами, сказывается на автомодельно образующейся величине гидравлических сопротивлений радиальному распространению раствора в изолируемых трещинных каналах, которые, в свою очередь, эквивалентны создаваемому при тампонировании перепаду давления в системе "скважина-водоносный горизонт". Наиболее точное знание природы образования данных гидравлических сопротивлений является исходным пунктом в установлении расчетными методами размеров и характеристик формируемых элементов Шб и определения требуемого давления нагнетания.

Из постановки задачи о радиальном ассиметричном движении вязке пластичной жидкости в деформируемой наклонной трещине с проницаемыми стенками, при котором: реакции горного массива на процесс распространения раствора проявляются в виде 5 - /[Р./^ГЛо) Р (Р>К*Д/*),Т>}(3^(зди); характеристики движения системы с переменной "массой-свойсгв" описываются уравнением РГ+ёмТ* Учетом соответствия деформационного поведе

ния глиноцементных растворов закону внутреннего трения для системь Шведова-Бингама^ = ^ ^ Устанавливающему соотношение пласт» ческих ^ и вязких ^ напряжений сопротивлению течения при скоростях деформации -решениями, выполненными в цилиндрической сис теме координат, получено обобщенное уравнение для расхода растворе

,(1)

где - раскрытие трещины; Р - давление; р1 - коэффициент объемне упругости пород; ГО» - трещинная пустотность; К* - коэффициент фиш . рации пористой составляющей пустотности пород; уг ~ скорость отфи. .тровьвания жидкой фазы; - температура; ^ ~ время; Р - плоо ность раствора; р - вектор объемной силы; Т - тензор_матрга напряжений; 3 " интенсивность изменения "массы- свойств"; у - С1 рость течения; - субстациональная производная; р - радиу*

I - угол наклона трещины; - координатный утол; Д = Рс/\п „ -змплексный параметр треииноватости.

На основе аналитически установленных соотношений

I VУ* (2)

г Т (3)

4/(Р,А) '

пе 0а -первоначальное раскрытие трещины; ЛР - перепад давления; р1о - среднее начальное значение комплексного параметра трещино-атости на радиусе Г , решением выражения

олучено уравнение для перепадов давлений при радиальном движении аствора в единичном элементе тредановато-пористой среды

■лЬ _

■де <£• -среднее по потоку динамическое напряжение сдвига; у* -:редняя по потоку структурная вязкость; $ = 51Л - интеисив-гость отфильтровывания жидкой фазы; р* - радкус распространения )аствора; |?с - радиус скважины.

Исследованиями гидравлических сопротивлений то радиусу, в пересоде от единичного элемента среды к массиву с множеством разноори-штированных систем трешлноватости, получено уравнение для опреде-гения требуемого перепада давления при тампонировании отдельного збводненного горизонта

ли - ]28?»<№М?с + 4 с) ^

6? = «ШЧ-^Р+'П + йИгМР^И] + (б)

(7)

где [}И - реальный расход нагнетания; ^ - мощность тампонируемого интервала; 171 -полная трещинная пустотность; Л - коэффициент, характеризующий количество систем трещин; у* - градиент давления, ЬУ - коэффициент, характеризующий отфильтровывание жидкой фаза Для условий рассматриваемых месторождений анализ теплового ба-

ланса процесса тампонирования, времени охлаждения раствора в гор* массиве с оценкой распределения температуры т радиусу показал, V при реальных темпах нагнетания движение раствора в изолируемом гс ризояте происходит с температурой, практически, равной в горном массиве. Этим установлена целесообразность учета нестабильности \ ологических параметров раствора от температурного фактора на оснс практического знания То и у* при температурах затворения раствора закономерностей их изменения до момента охлаждения, устанавливаем экспериментальным путем.

Рассмотрением процесса тампонирования неравномерной трещиновэ тости гарного массива установлена необходимость использования понятия "степень протампонированности массива" п=(Т7] -ГПо)/т по ра диусу распространения раствора К* , где ГП,т„ - соответственн первоначальная и остаточная трещинная пустотность пород, обусловленная наличием незаполненных раствором тонких трещин §та на радиусе Яг.. В анизотропных по проницаемости средах с различным ра пределением неравномерности трещиноватости, формируемая из одиноч ной скважины завеса с различной степенью протампонированности при обретает в плане фигуру, форма которой соответствует неоднородности проницаемости массива, характеризуемой коэффициентом планов анизотропии £ = ( К,/К^д/йг • Где К*, ^ч ~ компоненты прони: емости в направлениях основных систем трещиноватости; - ра

усы зквипотенциалей, соответствующие равной степени протампонированности. Определены типовые структурные модели элементов завесы, формируемых из одиночных скважин.

Установленная взаимосвязь степени протампонированности с ради усом и величинами раскрытия трещин, остающихся в прискважинной зоне не заполненными раствором, и полученное уравнение для движения раствора в трещинных каналах водоносного горизонта, позволяют определять требуемые перепады давления для водоизоляции трещин с заданным пределом минимальных размеров С 0 тСп ] и, на этой основ« обеспечить управляемое достижение прогнозируемых размеров зоны и качества в ней водоизоляции обводненных пород.

Экспериментальные исследования процессов тампонирования и проверка правомерности расчетов гидравлических сопротивлений по уравнениям (б) и (7) осуществлены на стендовых установках. При определении области экспериментальных исследований и разработке физических моделей тампонируемой среды, анализ комплексного влияния реак-•цш горного массива на тампонирование, выполненный методом решеню "обратной параметрической задачи условной оптимизации процесса" с выделением "главных критериев эффективности", позволил установить, что все многообразие гидрогеологических условий среды с выражение!

«виноватостью определяется двумя главными параметрами управляемо-| вектора . формирующими область К53 А и В У С Ш) ,

которой критерии зффективности£(^)=|(Д,т,Г| <£)и значения функции ¿Р(Х*) определяются характеристиками среды и >гут быть выражены в двух минимизированных точках условий А и В.

_[тах£(ри), т'т{, (Кф)| ,

■п / «I "" ......л V"

лЪ1х*) = \гп1пШЛ> тах/ЛКо)

(8)

£ х;

Кр е х'г

¡е Г^ЛС^а^,*^ - рациональная область значений управляемых пара-тров Д, и Кф - Этим установлена достаточность двух вариантов вических моделей тампонируемой среды, в которых: в одном случае еда чисто трещиноватая упругая (А) - соответствует условию прошения на процесс тампонирования упругих свойств горных пород при ■сутствии пористости блоков; в другом случае среда жесткая трещи-тато-пористая (В) - соответствует проявлению интенсивной порис-1сти при отсутствии влияния свойств упругости массива.

На основе выполненной оптимизации области экспериментальных ¡следований, оценки среды тампонирования в реальных значениях А» и Кф , определения характеристик неуправляемого вектора '=^(0", и обеспечения динамического подобия

юцесса по критериям Рейнольдса и Фруда в натуре и в моделях, выб-шы конструктивные параметры элементов экспериментальных установок соответствующими масштабными коэффициентами, табл. 1.

Таблица 1.

Основные параметры элементов стендовых установок при лабораторных исследованиях процесса тампонирования

Ьраметры

Характеристика модели

Масштабный коэффициент

(А)

(В)

для (А)

ДЛЯ (В)

1„, 1/МПа и>

М/С

м

>

р

>0, ММ

р, МПа

4,2-24x10 О 0,86 1-6 0,05-0,15

з

0,01-0,05 (1,5-3,3)х10 0,50 1-6 0,1-1,0

4,2-24x10 1.0 0,086 1.0

3

0,05-1,0 0,1-100 0,05 1.0

0,075-0,0075 0,005-0,5

Проверка уравнения (7) для расчета-процесса нагнетания раство-ш в тампонируемую среду заключалась в сравнении расчетных и фак-гаеских данных, полученных на физических моделях для условий иден-ганых расчетным, для чего экспериментальные установки оборудованы

фоторегистрирутщей аппаратурой и устройствами для фиксации расхода нагнетания, гидродинамических давлений по радиусу и контроля реологических параметров раствора в трубном вискозиметре. Для изученю и анализа процесса в параметрах установки (В) привлечены результат! экспериментальных стендовых исследований, выполненных в ПО "Спецга понажгеология" И. В. Поповым и ¡0. А. Полозовым.

Сравнение полученных расчетным путем и экспериментальных переп; дов давлений для обоих стендов, результаты которого приведены на рис.1., позволило установить, что предложенное уравнение обеспечив! погрешность определения гидравлических сопротивлений не более 12-1! против 35-40% и более в любую сторону - без учёта комплексной реак горного массива, доказывая правомерность выполненных теоретических изысканий и приемлемость уравнения (7) для широкого диапазона гидр* геологических условий.

Исследования в разработке растворов, выполненные с учетом обес: чения выбора их составов для агрессивных сред и регулирования тех» логических свойств, основанные на анализе химико-термодинамических процессов в глиноцементных системах, осуществленные при участии а» ра в ПО "Спецтампонажгеология", показали, что для создания раствор максимально удовлетворяющего условиям равновесия и, соответственно высокой коррозионной стойкости необходимо максимальное приближение его компонентов к химическому составу тампонируемой среды, а проце фазовых преобразований в растворе должны быть направлены в сторону получения "полезных"- устойчивых новообразований. Для создания так растворов выделены оптимальные этапы их разработки, для которых ус новлены поисковые и технологические требования с критериями оценки параметров и методами обеспечения.

Исследования показали, что глинистые материалы в растворах должны обладать высокой способностью к диспергации при минимальной обменной емкости входящих в них глинистых комплексов. Обеспечение этих свойств достигается выбором глин с преобладанием каолинового и гидрослюдистого состава. Используемые в растворах вяжущие матери алы для условий месторождений Якутии должны обладать способностью гидратироваться в холодной среде, обеспечивая динамику пр°цессов набора прочностных свойств и конечную термодинамическую устойчивость тампонажного материала Реализация этих процессов достигается подбором цемента по способности к тепловыделению, и, сответст-венно, по типу коррозионной устойчивости в отношении агрессивности среды. Жидкость затворения вяжущего и добавки к раствору должны обеспечивать наибольшее приближение химического и минералогическог состава тампонажного материала, в целом, к составу среды в тампони руемом массиве. Достижение и регулирование в требуемых пределах

Распределение величин соотношений расчетных АРр и фактических ьРр перепадов давлений.

40

■о

010 а

Е

о: о ¡5.10

=0

О

0.6 0.8 10 И 1-4 16

Соотношение ьРр/&Р?

Г - для ¿Рр по уравнению (7) при отсутствии пористости и /с» = (4,4»-Г1,5) 1/МПа; 2,3,4 - для ¿Рр без учета упругости и пористости при ¿Г. , соответственно 5,8: .4,0 и 2,2 мм.

во

•о

Е

л о*

<5

С*. 20

«и 03

О

0.2 0.4 О.В 0.8 10 1.1

Соотношение лРр/лР?

I - дая ¿Ре по уравнению (7) при отсутствии упругости

и Кр = О.ЗЗТСГ5 м/с; 2,3,4 - для ¿Рр , без учета пористости и упругости при ЦГ0 , соответственно, 2,0; 4,0 и 6,0 мм.

Рис.

структурно-механических характеристик раствора с выбранными компонентами должны основываться на выборе оптимального соотношения составлявших: плотности глинистого раствора, добавок вяжущего и структурообразователей.

На основе сформулированных положений при участи автора разработан широкий набор гдиноцементных тампонажных растворов, признанных изобретениями. Еыгодной их особенностью является преобладание глинистой составляющей из местных глин, в том числе отходов переработки алмазосодержащего сырья, имеющихся в неограниченных количествах, добавка цементов составляет лишь 5 - 13 X. Оценкой водоизоли-рующих свойств растворов, выполненной с использованием прессиомет-рических стендов в объединении "Спецтампонажгеология", установлена положительная способность увеличения их пластической прочности до 8-13 МПа за счет уплотнения при структурообразовании под давлением. Коэффициент фильтрации растворов не превышает 4,5x10 м/с. Исследованиями коррозионных процессов в глиноцементных растворах методом ренгеноструктурного анализа образцов, выдержанных в специальном контейнере с соблюдением реальных температур и циркуляции в нем естест венных рассолов в течение 2, 12 и 18 месяцев, установлены скорости и направления фазовых преобразований в растворах, качественно и количественно подтвердившие высокую их стойкость и работоспособность на период, много превышающий эксплуатацию горных предприятий.

Для обеспечения анализа процесса движения растворов в тампокиру мых средах при участии автора осуществлены исследования реологическ параметров применяемых глиноцементных растворов в температурном диа зоне (-3 С)-(+20 С). Установленные зависимости реологических свойст: растворов от температуры характеризуются эмпирическими уравнениями, которые для состава по а. с. 1494612, в частности, имеют вид и " 1иэ" 2>22х10 9) - 2,83x10 (3 - 1°) ,

"'Ч»«8-78 6,5) - 2,80 (1 - Г) , (9)

где и <Гс1- характеристики, соответствующие пониженной температуре Ь' ; 1 „3 и %„з - измеренные характеристики при известной положительной температуре £и».

фактической реализацией теоретического и экспериментального обоснования физико-математической модели процесса тампонирования в условиях многофакторной реакции неоднородностей горного массива явилась разработка геотехнологических методов контроля и управления процессами водоизоляции при сооружении протяженных Мб.

Разработана новая методика исследования и определения параметров формируемой 1НС8, основанная на прослеживании автомодельного изменения технологических режимов нагнетания- вязко-пластичных растворов и их интерпретации в согласовании с проверенным зкспери-

ентально физико-математическим описанием поцесса тампонирования, рафоаналитическим представлением наблюдаемой при тампонировании ависимости приращения давления нагнетания от объема раствора 3 =f(V) определяются реальные перепады давления &Р, обуслов-енные гидравлическими сопротивлениями при движении раствора трещинных каналах горного массива, и величины непроизводительных отерь напора в нагнетательной линии.На этой основе принципи-льные положения методики оценки и анализа результатов тампонирова-ия сводятся к определению, на момент принятия решения, степени про-ампонированности и соответствующего раскрытия трещин, оставшихся е затампонированными на определяемом радиусе. Расчетная часть ме-одики исследования водоизоляции и характеристик протампонирован-ости приведена в табл.2, где V<t,,Vpli2 - фактические и расчетные бъемы нагнетания раствора; аРф ,APPi г ~ фактические и расчетные авления; С - комплексный гидравлический коэффициент процесса; Q -ангенс угла наклона зависимости приращения давления от нарастаю-(его объема нагнетания раствора др =f(l/Vp); Rk- радиус распрост-анения в трещинах с раскрытием 5min : Л' * степень протампониро-анности пород;(¿-(jtyjKffo ; . Вычисления перепадов дав-

®ний производятся последовательным приближением по методу Симпсона ^ использованием ЭВМ.

Для реализации методики, требующей динамичной обработки данных | режимах нагнетания и большого комплекса расчетов, выполнена разработка (с привлечением треста '' Якут алмаз авт о мат ика") технических редств впервые созданной микропроцессорной системы получения и яализа результатов тампонирования в реальном времени, совместимой

датчиками давления, расхода, плотности и объема раствора серий-:ой станции контроля цементации СКЦ-2М, образующей о ПЭВМ , типа ВМ PC, промышленный компьютер для автоматизированного контроля и правления процессом водоизоляции. Логико-информационная схема 1втоматизированной системы управления качеством тампонирования ¡риведена на рис.2.

Объективность расчетов в новой методике исследований и анализа [роцесса тампонирования обеспечена приборным получением реологи-[еских характеристик нагнетаемых растворов в реальном времени на юнове аналитического выделения из процесса величин гидравлических юпротивлений в нагнетательной линии ZAP .для идентифицированных «сходов Q , и использования теории трубного вискозиметра, функции >абочего органа в котором выполняет нагнетательный трубопровод, i качестве дополнительного критерия в определениях достаточности юдоизоляции предложен оперативный способ оценки качества по оста-■очному давлению в нагнетательной линии в момент остановок процес-

Таблица 2.

Основные этапы расчетов прогашонированнооти л анализа давлений нагнетания для элемента ПФЗ

Определяемые параметры

1.1.

I. Характеристика протампонщюваннооти:

1.2»

где

где

(Ю)

здочтемпц,.

_____

(П)

П. Давление а объема нагнетания для тревдноватой упругой сред

2.1.

2.-2.

2.3; 2.4.

прухой среда_,

аУ\Ц> еР^АРр,.

(12)

(13)

(14)

(15)

Глубина расчетов го __радауоу . м _

X X

X X

X

X

X X

X X

X X

X

X

X X

X X

X X

X

X

X X

12. Давление и объемы нагнетания для упругой тревдновато-шрвогой среды

3.1. Р| +'2 + Ря .

(7)

где

р=_ЖЖгй1т.

3.2.

3.3'.' 3.4.

(Ч-УР!)=

(16) (I?) (18)

х X X

X X X

X X

I Исходные донные

/ Лонные (о свойствах горизонта 1

УЬ.™*, fli.fi',

Данные о (гидравлической сисгеие\ \ вискозииетро

у.о'.лл.л^,

^Реелаивигироааиш (допуски в соойстаая >вора Ррт

растщ

таг , Д

«ваншК I отдав |_^ I

У I

тЩ ✓ '

гггГ!___I

тампонирования в реальном времени.

II Управление процессом

Приготовление и нагнетание раствора

Таипонажныи узел

Лппарашно-■програшируени хоипхекс

Станции контроля СКЦ - 2и

Ш. Определение реологических параметров раствора ГЪаенетательный трубопровод_

вискозиметр непрерывного действия

Обработка и n. (построение зависимостей, при

миои

¿г Определение (гидравлических сопрел \лении в трубопроводе 01,01

__1_

' Определение реологических характеристик Фч г

Определение степени протттонироаанности пород_

N Диализ качества элементов ПфЗ

К> со

Рис. г.

са Рок , величина которого, обусловленная не релаксированными напряжениями в тампонируемом под давлением горном массиве, должна отвечать соотношению рок = ПдР+- >

где £ дР| ~ результирующий перепад давления, образованный напряжениями в растворе на стенках трубопровода и гидростатическими напорами воды и раствора в скважине; П= ; сС0/Сс ~ динамическое напряжение и напряжение начала текучести в растворе; ¿Р - приращение давления при тампонировании.

В результате натурных исследований установлено существование мне гообразия индивидуальных динамик изменения давления в каждом отделы: формируемом элементе завесы, обусловленное различиями в наборах геофильтрационных и геомеханических характеристик вскрытых скважиной слоев водоносного комплекса. Выполнена их систематизация относительно условий тампонируемой среды и разработаны типовые рекомендации пс управлению процессом формирования элементов протяженной 1Ш в завись мости от характера неоднородности фильтрацинных свойств в литологи-ческих слоях и получаемой структуры элемента завесы на момент аналиг его водоизодяционных качеств, рис 3. Характеристики зон вйдопроводя-щих трещин (коэффициенты проницаемости, упругоемкости, трещинной пус тотности, размеры и неоднородность трещин), определяющие сложность у достигаемое качество тампонирования по радиусам распространения рам вора, проявляются комплексно в величине угла наклона функции давлеш от объема нагнетаемого раствора. Установлено, что уменьшение этого угла и, соответственно, динамики приращения давления свидетельствует о тампонировании более интенсивной и крупной трещиноватости или мене прочных слоев с более высоким значением коэффициента упругоемкости. Отсутствие прироста давления или его уменьшение свидетельствует о наличии в зоне тампонирования легко замещаемых раствором льдистых и солевых размываемых заполнителей трещин. Принятие оптимальных решений по формированию элемента завесы с необходимыми водоизоляцинными качествами требует знания фильтрационных и геомеханических характеристик слоев водоносного комплекса, вскрытых в каждой скважине.

На основе сравнительного аналиаа гидродинамического воздействия на водоносный горизонт жидкостями: водой при гидродинамических исслг дованиях в скважинах или раствором при тампонировании, установлено существование единого пути оценки и учета характеристик тампонируем! в прискважинной зоне пород с позиции механики сплошных сред, при индивидуализации лишь физико-математического описания закономерности гидродинамического воздействия. Это позволило при использовании ура) нений подземной гидродинамики для стационарного и неустановившегося

Ргк°"®!дац5ип5й управлению процессом формирования вментов протяженной ®3 на основе анализа динамики' изменения давления нагнетания.

Гол динамики изменения давления нагнетания Структура элемента Пфз на момент анализа Технологические решения по управлению процессом тампонирования

д Р п Г.О 1. Т.*- const ; ?' - const

а Hi 2. Продолжить тампонаж до п'= (q9s-r /,о) на радиусе

W

3 п' 10 1. Т. i ^-повысить добавками к раствору структурообразо еотелей. 2. Продолжить тампсноус до л'» (o.9S í ТО) на радиусе f>//j¿.

-— 5

iff ft

Р П 1.0 г. Т* повысить добавками

---- в 4ш?л крсгсгеору егругтуроофаюяаг? 2. нагнетание с остановкой Ле процесса Зля повышения прочности раствора. 3. Продолжить тампонаж до п' •/as^-w)нарадиусеRf 'frb

л Vy к

А э ri to ). ? '-повысить добавками к раствору структуроофаэоватр-1. Нагнетание раствора сциклич ними остановками процесса 3. Тампонаж ¿о п'* ass на радиусе Яi '/i U.

Yv ч

»f > 1 л 1.0 Г. Т» , повысить содержанием цемента и добавок стпрукту -рообразова тел ей. ¿ Нагнетание с цикличными остановками процесса. 3. Тампонаж до п * aso на радиусе R* % 4.

д

и V?

¿1 /7 to * » 1.1,, ,1 -максимально повысить

в ш. 3. Нагнетание с цикличными остановками процесса. 3. Тампонаж до п' >, о.эо на радиусе R » V}¿,. 4. бурение дополнительной

щ скважины норасстоянии

- реологические,параметры раствора; П - степень протампони-рованноста массива; и - расстояние между соседними скважинами в •

линии гаю.

Рис. 3.

режимов фильтрации обосновать и разработать методику определения не обходимых в анализе гидрогеомеханических характеристик тампонируемы горизонтов, на основе проведения в интервалах тампонирования кратко ременных гидродинамических испытаний в тампонажных скважинах с испо аованием расходометрии по методу ПО "Спецтампонажгеология", проводи мых, с учетом сложности геологического разреза, при трех вариантах возбуждения водоносного горизонта и прослеживания за восстановление давления. Рассчитываемые на основе данных исследований коэффициенте проницаемости, упругоемкости и трещинной пустотности служат начальн характеристикой обводненных слоев при анализе водоизоляционных каче протампонированной области по результатам интерпретации динамики из нения давления нагнетания тампонажного раствора. Оперативность обрг ботки гидродинамических исследований и вычислений определяемых пара метров обеспечены разработкой программ для ГОШ 1ВМ РС.

Полученные методы определения геотехнологических характеристик тампонируемых пород и оперативного производственного исследования качества сооружаемых элементов завесы по режимам нагнетания вязко-пластичных тампонажных растворов позволили выработать комплексна типовую схему анализа сооружения и управления формированием ГКЮ в линии скважин, основанную на поэтапном их бурении и тампонировании уменьшением междускважинного расстояния на последующих этапах толь? на участках с недостаточными водоизоляционными качествами, обеспеч! вющую целенаправленное достижение требуемых водозащитных свойств а; весы и оптимальное расходование тампонажных материалов.

На основе установленных технологических свойств и применения рекомендованных тампонажных растворов, комплекса геотехнологичесгап методов контроля и управления процессами водоизоляции осуществлена разработка серии способов и технологий защиты горных работ от подз; ных вод противофильтрационными завесами, с учетом особенностей гид] геологических условий открытой разработки кимберлитовых месторожде] Выполненные разработки охватывают варианты водозашиты сооружен] противофильтрационных завес кольцевого, секторного и донного типа, зависимости от фильтрационной схемы в области карьера на разрабатьп емок месторождении, рис.4.

В составе способов защиты, на основе аналитического рассмотрен) противофильтрационной способности завесы в обводненном массиве с » равномерными фильтрационными свойствами обоснованы условия выбора конструктивных параметров элементов ШЗ, опредеяемые уравнениями: а) по величине коэффициента фильтрации в теле завесы

к2ГМ

Кфз ЩпгЛ

н -1 г\ 1пР/г„ -Еп УйМ н Ж Г>} Кф„1пгн/ге

Типовые схемы водозшщггы алмазорудных карьеров сооружением противофильтрационных завес

в)

а - схема зашиты карьера от подземных вод завесой кольцевого (секторного) типа при отработке

рудного тела в водоносном комплексе (практическая реализация - карьер "Мир'); б,в - схемы защиты карьера от подземных вод, фильтрующих по трещиноватому рудному телу из глубоких водоносных комплексов завесой донного типа (проектные проработки - карьер "Удачный"). 1 - тампонажные скважины; 2 - рудное тело; 3 - противофильтрационная завеса; 4 - водоносный комплекс.

Рис. 4

м -а

гг.

б) по толщине завесы ^^.^гК^Ъ) ,

, (20)

1/1/ О- Кфм

где Кфз (г\фм - коэффициенты фильтрации в теле завесы и окружающем

горном массиве; (} - допускаемый водоприток в карьер; И - мощностг водоносного горизонта; Гн,^- наружный и внутренний радиусы контура завесы; Н - напор подземных вод; X ~ начальный градиент фильтрации в завесе; ¿Г - эффективная толщина завесы.

Установленная взаимосвязь конструктивных характеристик завесы, определяемых расчетами толщины и коэффициента фильтрации необходимо тела, с величиной коэффициента проницаемости окружающего горного ма сива позволяет осуществлять дифференцированный и оптимальный выбор геометрических и фильтрационных параметров ШКЗ в плане и по глубине водоносного комплекса с учетом допускаемого водопритока в карьер и напора подземных вод на элементы завесы, рис. Б.

Технология водоизоляции горного массива в зонах водопроводяших трещин предусматривает раздельное тампонирование обводненных слоев различающимися фильтрационными свойствами на основе использования пакеруюших устройств в скважинах или их обсадки с цементацией и пос ледуюшей перфорацией обсадных колонн в интервалах тампонирования, в зависимости от прочности и устойчивости горных пород, фи тампониро вании водопроводяших зон с выраженными различиями в фильтрационных моделях предусматривает применение единой технологической схемы с соответствующими приемами: цикличное нагнетание раствора с остановками для его структурообразования или его доставку в трещины в упро ненном состоянии - в зонах крупных трещин; гидрорасчленение или гид роразрыв - в зонах тонкотресиноватых и пористых пород; регулировали реологических параметров раствора корректировкой его состава

Промышленно-экпериментальные исследования разработанных методов и средств защиты горных работ от подземных вод осуществлены на опыт но-экспериментальных участках объектов Ыирнинского ГОКа,в качестве которых, на первом этапе, послужили опытный полигон на плошадке рас положения будущих шахтных стволов подземного рудника "Мир" и участо промышленного сооружения 1Кв, протяженностью 700 м, для зашиты от в допритоков со стороны северного Сорта карьера "Мир" в зоне метегеро -ичерского водоносного комплекса на глубинах, в среднем, 300—500 м

Анализ результатов работ, выполненный на основе разработанных геотехнологических методов, позволил: установить уверенно достижимы предел снижения проницаемости в теле противофильтрационной завесы

Схема образования вариций в оценках параметров конструктивных элементов Ш8

aí; л/J Л/J л/*

Толщина завесы

¿.ni-П j i-Ut-fs .

яроол я горизонта_____ Кровля еоризонта

м, Q< n É Jtf<j,Hi Mi 111

Иг 0« Ш WW A»« iHfi Ha Qt

М, Qi » * Q, mfc

м4 WW/ И «»

Y> Q< j У///У/ / / ЯУк^Л mm.

ÍJoBoiuSa горизонта Подошва горизонта

Кф,- const д í3 — const

Рис. б.

- обобщенная зависимость толщины завесы от величины коэффициента

фильтрации в затампонированном горном массиве ЛИ;=/(Кфз):

- схема 1И8 переменного сечения для изменяющегося с глубиной на-

пора подземных вод с неизменным коэффициентом фильтрации;

- схема 1ИВ постоянного сечения и переменной с глубиной величиной

коэффициента фильтрации в формируемом теле.

0,001-0,002 дарси при размерах зоны аффективной протампонированност из отдельной скважины от 10 до 18 м , получить подтверждение правомерности теоретических выводов, методов анализа процесса тампонирования и оценки водоизоляции; доказать возможность сооружения 1И8 в условиях алмазорудных месторождений и перенести производственно-экс перименгальные-работы на борт карьера "Мир".

Тампонаж на карьере осуществлен в наиболее сложной тектонически нарушенной зоне Параллельного разлома на участке 700 м с использова ннеы 34 скважин. ■ Скважины глубиной 430-450 м, расположенные по лини с шагом 10-40 м. бурились с бермы карьера на отметках +295 м до пол ного пересечения метегеро-ичерского комплекса. Раздельность тампони рования выделенных интервалов обеспечена кумулятивной перфорацией обсаженных, скважин. Объемы нагнетания раствора по скважинам, регули руемые обеспечением эффективной протампонированности на радиусах 2/ расстояния между скважинами, варьировали от 1200 до 4300 мЗ.

Разработанные типовые рекомендации по управлению протампониро-ванностью; положительные результаты водоизоляции на опытном участке установленные комплексным анализом по реализованным в полном объеме геотехнологическим методам контроля и управления процессом тампонирования, подтвержденные исследованием контрольных скважин, позволил принять решение о защите карьера "Ыир" от подземных вод сооружение», кольцевой ПК.

Расчеты параметров конструктивных элементов Ш8 по предложенной методике позволили при проектировании завесы для карьера "Мир", выполненном ПО "Спецтампонажгеология"и инстлтутом"Якутнипроалмаз". принять средние размеры зоны эффективной протампонированности равш ми-32 м. ' коэффициент проницаемости в завесе 0,001-0.002 дарси допустимых расчетных водопритоках 280-350 мЗ/час.

Промышленное внедрение. Крупным объектом промышленного внедрен! результатов теоретических, научно-методических, конструкторских и технологических разработок явился один из. наиболее глубоких в Союз( карьер "Ыир". оказавшийся первым в Якутии перед проблемой отработга в зоне мопиого напорного водоносного горизонта с низкотемпературны! высокоминерализованными подземными водами. Отработка рудного тела карьером, в последнем проектном контуре на глубинах 380-455 м осуществлялась под зашитой системы водопонижвния. откачкой рассолов и; скважин при дебите 1200- 1300 мЗ/чао с последующим их складирован» в накопителях емкостью 23.5 млн. мЗ и сбросом в паводки в речную се' бассейна Вилюй и Лена.

В связи с исчерпанием возможности эксплуатации системы водою® жения на больших глубинах и запретом на сброс откачиваемых рассоло: в реки, дальнейшая разработка трубки стала возможной в результате

вооружения 1И8. В 1988 году начата новая реконструкция карьера с коечной глубиной 525 м, позволяющей полностью извлечь запасы руды из юдоносного комплекса. Важной целью сооружения завесы явилась однов-юменно защита от подземных вод выработок подземного рудника "Мир" [ля бесцеликовой отработки рудного тела под водоносным комплексом.

По оценкам института "Якутнипроалмаз" использование тампонажной 1авесы на завершающем этапе отработки карьера позволит сэкономить (коло 110 млн. руб. сократить объемы откачки вод до 300-350 мЗ/час, >беспечить улучшение экологической обстановки. Эффективность водоза-1иты карьера при фактически достигаемой проницаемости в завесе 0,0010,002 дарси подтверждается независимой оценкой водопритоков во вре-ени, выполненной в УНО "Гидрогеолог"

Сооружение П1в на карьере "Мир" протяженностью 3100 м с объемом апиталовложений 111,1 млн. руб., осуществляемое в мирвой практике в 'аком масштабе впервые, включает бурение 270 скважин глубиной до 450 < с берм на отметках +235-+295 м и нагнетание в них 308 тыс. мЗ гли-гацементного раствора К 1992 году работами, сконцентрированными в 1аиболее сложных условиях, сформированы основные секторы завесы 1-й >череди в северном и южном бортах карьера протяженностью 1700 м с ¡урением 152 скважин и нагнетание*: в 87 из них 175 тыс.мЗ раствора

Применение только разработанных методов и средств оперативного контроля и управления процессом тампонирования, в результате объективного и дифференцированного выбора местоположения скважин на карь-гре "Мир" и объемов нагнетания растворов по интервалам, обеспечивает 'одовой экономический эффект 536 тыс. руб. С использованием выполнен-шх разработок осуществлено проектирование ПФЗ для 3 шахтных стволов рудника "Мир", на одном из которых работы начаты, что позволяет сократить затраты на защиту от подземных вод до 8,5 млн. руб. против 36 «лн.руб. методом замораживания. Выполнена разработка ТЭО применения .-ампонажа обводненных пород для условий трубки "Интернациональная", разработаны "Исходные требования для проектирования опытно-промыш-теиного тампонажа на месторождении трубки "Удачная".

На основе представленных методов и средств защиты карьеров от юдвемных вод комплекс работ по сооружению IKCS обеспечен выполненной разработкой принятых к проектированию и производству регламентов: 'Сооружение противофильтрационной тампонажной завесы"- 1987 г. и 'Осуществление автоматизированного метода контроля и управления процессом тампонирования горного массива"- 1990 г. Работы по сооружению ИЗ на объектах алмазодобычи осуществляются силами объединения 'Спецтампонажгеология" при участии автора; в качестве ответственного теполнителя со стороны ПЮ "Якуталмаз", в тесном взаимодействии с учеными и специалистами этих двух организаций.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научным трудом, в котором разработаны теоретические положения, представляющие собой комплекс методов и средств защиты алмазорудных карьеров Якутии от высокоминерализован ных подземных вод сооружением протяженных противофильтрационных за вес, конструкция и технология возведения которых учитывает неоднородности фильтрационных свойств, трещиноватости и температур горно] массива, литологического строения разреза и агрессивности подземны: вод, совокупность которых можно квалифицировать как новое крупное достижение в развитии перспективного направления в технологии откр1 тых горных работ с водозашитой в условиях высоких притоков сильно минерализованных подземных вод.

Основные научные, методические и практические результаты диссе1 тационной работы заключаются в следующем.

1. В условиях высокой неоднородности фильтрационных свойств, м тодогического строения и отрицательных температур горного массива, характерных для алмазорудных карьеров, формирование протампонироваг ной области в противофильтрационной завесе нагнетанием в зоны тревд тампоналных растворов - вязко-пластичных двухфазных систем, происхс дит при сложном взаимодействии факторов, в числе которых проявлена неоднородностей трещиноватости, пористости, упругих деформаций масс ва, нестабильности характеристик раствора при охлаждении и отфильт] вывании жидкой фазы, оказываюг влияние на водоизоляционные качеств« размеры этой области на различных масштабных уровнях, в зависимоси от фильтрационных, геомеханических и температурных параметров каядс индивидуально тампонируемой зоны.

2. Пространственно-временные закономерности процесса тампониро1 ния выраженные в условиях высокой неоднородности фильтрационных свойств горного массива установленной взаимозависимостью между степенью лротампонированности и проницаемостью, трещиноватостью и утвд гоемкостью обводненных пород, давлением нагнетания, объемом и реолс гическими параметрами нагнетаемого раствора прявляются в натуре в динамике изменения давления по мере нагнетания нарастающего объема тампонажного раствора. Разработаная физико-математическая модель 01 ражает закономерности процесса тампонирования, позволяет производит оценку водоизоляционных качеств тампонируемой области расчетом на с нове интерпретации наблюдаемых режимов: расхода и давления нагнета} тампонажного растворе!.

3. Для водозащиты карьеров сооружением протяженных противофиль-

ационных завес разработан метод экспериментального исследования авающих по радиусу водоизоляционных качеств тампонируемой из сква-иы области водоносного комплекса, - остаточной проницаемости и пус-гности, основанный на использовании установленных закономерностей имения вязко-пластичной двухфазной системы в зонах трещин и непре-вных измерений при тампонировании давления и расхода нагнетания, руктурной вязкости и динамического напряжения сдвига тампонажного зтвора, с учетом фильтрационных, геомеханических параметров и тем-ратуры индивидуально тампонируемых слоев; обоснованы и разработаны годики оценки начальных значений коэффициентов проницаемости, тре-яной пустотности и упругоемкости обводенных слоев горного массива в искважинной зоне на основе проведения в интервалах тампонирования атковременных гидродинамических испытаний в одиночной скважине,прочимых с учетом сложности геологического разреза при трех вариантах збувдения горизонта и прослеживания за восстановлением давления.

4. Разработана методика расчета и дифференцированного выбора кон-руктивных (геометрических и фильтрационных) параметров протяженных этивофильтрационных завес в неравномерно трещиноватых зоне« горного эсива, базирующаяся на законе фильтрации в трещиноватых средах; зснованы практические технологические методы их обеспечения, основные на управлении функцией давления от объема нагнетания тампонаж-го раствора изменением реологических параметров вязко-пластичной зтемы раствора и динамики его структурообразования корректировкой зтава по результатам анализа водоизоляционных качеств тампонируемой ласти в реальном времени.

5. Разработанные методы экспериментального исследования водоизо-дионных качеств тампонируемой области, их практического технологи-жого обеспечения, определения конструктивных параметров прогиво-пьтрационной завесы - являются методологической основой и аппаратом ализа в выполненной разработке автоматизированных средств контроля травления процессом тампонирования, базирующихся на аналогово-циф-зой трансформации сигналов серийных датчиков давления, расхода, ьемов и плотности раствора в изготовленном микропроцессорном модуле 1а компьютерной обработке массива информации, позволяющей на основе гнки показателей протампонированносги в реальном времени оптимизи-зать количество и расположение тампонажных скважин, объемы нагнетало тампонажного раствора и, в целом, затраты на сооружение завесы.

6.' Для условий алмазорудных карьеров Якутии обоснован и рекомен-заи для применения в "холодном" горном массиве набор глиноцементных гтворов, содержащий в преобладающем количестве тонкодисперсный гли-:тый раствор с плотностью 1800-1350 кг/мЗ -85-93%, цемент 5-13%,

солевые и другие добавки-до 2%, в оптимальных диапазонах параметро] структурной вязкости 0,02-0,06 Па. с, динамического напряжения сдвш 50-200 Па, начальной пластической прочности 0,15-0,50 КПа и ее кон» ного значения 0,15-0,90 МШ, с технологическими свойствами, обеспе' вающими эффективную водоизоляцию, отвечающими применению современн] тампонажных насосов и требованиям долговременной защиты горных вырг боток от агрессивных подземных вод при использовании недорогих и дс тупных компонентов.

7. Для обеспечения защиты глубоких карьеров от высокоминерализ< ванных подземных вод сооружением противофильтрационных завес разра( тан и рекомендован комплекс способов, технологий и средств для тига зированных гидрогеологических условий алмазорудных месторождений, представленный системным пакетом изобретений. Правомерность получе( ных теоретических, методических и технологических разработок подтверждена промышленно-экспериментальными исследованиями при сооруже! протяженной лротивофильтрационной завесы в сложных гидрогеологичес! условиях открытой разработки трубки "Мир".

8. Установлено, что технология поинтервального тампонирования с управляемым обеспечением водоизоляционных качеств по радиусам от скважины нагнетания, позволяет, на примере карьера "Мир", формировать сомкнутую в плане и по глубине кольцевую противофильтрационнуи завесу протяженностью 3100 м в условиях высокой неоднородности тре-пщноватости горных пород при однорядном расположении скважин с расстоянием между ними от 10 до 30 м,- в зависимости от интенсивности тектонической нарушенное™ участков, с остаточной проницаемостью 0,001- -0,002 дарси, с телом завесы размерами в плане 25-45 м в то. ще водоносного комплекса в интервале глубин 300-520 м.

9. Внедрение разработанных методов и средств защиты карьеров о: высокминерализованных подземных вод сооружением противофильтрацион-ной завесы на карьере трубки "Мир" позволяет: снизить на 3/4 объем откачиваемых рассолов - до величины 300-350 мЗ/час, приемлемой для утилизации закачкой в недра; продолжить отработку рудного тела в з< не мощного водоносного комплекса и обеспечить бе.сцеликовую отрабои нижележащих запасов (в целом около 20 %); в результате использован) системы оперативного контроля и управления процессами тампонирован] снизить стоимость сооружения завесы вокруг карьера на 3,5 млн. руб. Основные результаты выполненных исследований используются проектно--исследовательским институтом "Якутнипроалмаз" ПНО "Якуталмаз" корпорации "Алмаззолото" РСФСР и Ш "Спецтампонажгеология" Углепро! Украины при проектировании и реконструкции горных предприятий и их защиты от подземных вод.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Лагунов В. А. К расчету рациональных режимов нагнетания тампо-шого раствора при ликвидации поглощений промывочной жидкости в 1жинах. -В сб. Передовые методы геологоразведочных работ на угольных :торожлениях УССР.- Днепропетровск, 1975. с. 93-94.

2. Лагунов В. А, Совершенствование технологии тампонажных работ и <понажных растворов. -В сб. Строительство предприятий угольной про-¡ленности. - М.: ЦНИЭИуголь, 1982. N6. с. 11-13.

3. Опыт обработки и обобщения геологических материалов при соз-ши изоляционных завес в водоносных горизонгах/Э. Я Кипко, Л. М. Ива!, Ю. А. Полозов,В. А. Лагунов, М. А. Саламатов. -В сб.: Опыт повышения эф-стивности геологоразведочных работ. - М.: ЦНИЭИуголь, 1973. с. 20-27.

4. Опыт применения станции СКЦ-2М для контроля тампонажных работ

I устройстве подземных водонепроницаемых завес/Э. Я Кипко, Л. М. Ивачев,

Лагунов, Е А. Полозов, М. А. Саламатов. - В сб.: Опыт повышения эффективен геологоразведочных работ, - М.: ЦНИЭИуголь, 1973. с. 7-11.

5. Изоляция проницаемых горизонтов в скважинах методом нагнета-I тампонажных смесей под давлением/Э. Я. Кипко, Л. М. Ивачев, Ю. А. Поло-¡,Е А. Лагунов,О. Е Лушникова.А. М. Кущ,М. А. Саламатов. - Техника и тех-гогия геологоразведочных работ: ЭИ/ВИЭМС. - М.,1973. - 50 с.

6. Новое в проектировании и производстве изоляционных работ с по-зхности земли при сооружении стволов/Л. М. Ивачев,Э. Я. Кипко, В, А, Лагу-),Е А.Полозов.- Шахтное строительство, 1973, N11. с. 9-13.

7. Применение глиноцементного раствора для ликвидации катастрофи-:ких прорывов при проходке шахтных стволов/И. Г. Великий, А. А. Цапенко, 1 Кипко, К А. Лагунов, К1 А. Полозов, Л. М. Ивачев, М. А. Саламатов, -

стное строительство, 1974, N2. с. 4-6.

8. Гидравлические сопротивления в трубах при изоляции водоносных жэонтов/Э. Я. Кипко, К А. Лагунов, Ю. А. Шлозов, Л. М. Ивачев, М. А. Саламатов. 'оль Украины, 1975, N6. с. 45-47.

9. Новый метод ликвидационного тампонирования скважин/Э. Я Кипко, '.Кипиани.Е А. Лагунов, М. А. Саламатов. - Разведка и охрана недр, 1975,

с. 55-57.

10. Подавление водопритоков с поверхности при проведении протя-шых капитальных выработок/Э. Я. Кипко, Ю. А,Полозов,В. А. Лагунов, Ю. Я 1чак, М. А. Саламатов. - Шахтное строительство, 1976, N3. с. 17-19.

11. Тампонаж обводненных пород при проведении горизонтальных гор-с выработок/Э. Я. Кипко, Е А. Полозов,Е А. Лагунов, Ю. Е Спичак. - Тр. 7-й гференции по защите от шахтных вод. - Будапешт, 1976, 111-5, с. 24.

12. Нормы технологического проектирования угольных шахт. Раздел:

"Предварительное подавление водопритоков при проходке шахтных ствс лов методом тампонажа горных пород. БНТП б-76"/Э. Е Кипко,Е А. Лагуне Ю. А. Полозов,П. Е Уманский,Е. В. Петренко, Е И. Свирский,И. Д. Насонов. - 1 нуглепром СССР, Ворошиловград, 1977.- 40 с.

13. Кипко Э. Я. .Полозов Ю.А. .Лагунов RA. Внедрение эффективны: методов тампонажа при проходке стволов шахты "Ивановская Капиталы N1". - В сб.: Строительство предприятий угольной промышленности. ЦН ЭИуголь, 1977, N1. с. 3-5.

14. Временная инструкция по тампонажу трещиноватых горных поре при сооружении стволов шахт/Э. Е Кипко, Е А. Полозов,0. Е Лушникова, М. А. Саламагов, А. М. Кущ,Е А. Лагунов. - Шяуглепром СССР, 1978.- 88 с.

15. Новый метод предварительного тампонажа обводненных пород околоствольных дворов шахт/Э. Я Кипко,Ю А. Полозов, Е А. Лагунов,Ю. Е ( чак. - Шахтное строительство, 1978, N4, с. 20-23.

16. Инструкция по проведению ликвидационного тампонирования скважин на угольных месторождениях/Э. Я Кипко, Е А. Полозов,Л М. Ивач« 0. К1 Лушникова, А. М. Кущ, Г. Т. Кипиани, Е А. Лагунов. - Минуглепром СССР, Ворошиловград, 1979.- 59 с.

17. Нормативная база для определения стоимости работ по водопс давлению комплексным методом/П. Е Уманский, А. И. Хмура, Е Л Клименко, И. Г. Покидина.Е И. Трубникова, Е М. Гершенгорин.Э. Я Кипко,KL А. Полозов, Е А Лагунов, К1 Е Спичак,О. Е Лушникова. - Харьков, Минуглепром СССР, 1979, - 32 с.

18. Комплексный метод тампонажа обводненных пород при сооруже! шахт в сложных горногеологических условиях/Э. Е Кипко, Е А. Полозов, Е А. Лагунов,И. В.1Ьпов. - Шахтное строительство, 1993, N1. с. 16-17.

19. Гидроизоляция горных .'выработок кимберлитовых месторождени! тампонажными завесами/Э. Я Кипко, Ю. А. Пэлозов,Е А. Лгунов, Г. С. Левчга с кий, А. Е Попов, г Шахтное строительство. 1984, N8. с. 26-27.

20. Комплексный метод тампонажа при строительстве шахт/Э. Е Киг в А. Полозов, Е A. Лагунов, ЩИ. Свирский. - М.: Недра, 1984. - 280 с.

21. Перспективы внедрения тампонажа горных пород в условиях ki берлитовых месторождений/Э. Е Кипко,id А. Полозов, Е А. Лагунов,Г. С. Л« чинский. - Шахтное строительство, 1934, N10. с. 12-13.

22. Кипко Э. Е , Полозов Ю. А., Лагунов Е А. Опыт водоизоляции roj них пород при сооружении глубоких стволов шахт. - Международный жу! по шахтным водам. - Мадрид, 1984, N4. с. 55-62.

23. Полозов Е А. .Спичак Ю. Н. .Лагунов Е А. Предварительный тамг наж околостволного двора горизонта 960 м шахты Нагольчанская. - Ua> народный журнал по шахтным водам. - Гранада, 1985, N1, с. 33-42.

24. Кипко 3. Е , Лагунов Е А., Шлозов Ю. А. Ликвидация затоплен;

>аботок при сооружении новых стволов шахты "Южная". - Международный шал по шахтным водам.- Гранада, 1985. с. 377-383.

25. Лагунов RA., Пшеничный Ю. А. Оценка физико-механических >йств горного массива по данным гидродинамических исследований в (ажинах. - Шахтное строительство, 1986, N10. с. 18-20.

26. Создание противофильтрационных завес в условиях многолетней )злоты/Э. Я Кипко, В. А. Лагунов,Г. С. Левчинский, А. В Попов,И. Б. Хлынов. ]ахтное строительство, 1987, N7. с. 12-13.

27. Методика оценки долговечности противофильтрационных завес

Я Кипко, а А. Лагунов, Е. Г. Цаплин, А. В. Попов, Г. С. Левчинский. - Шахтное юительство, 1985, N9. с. 18-21.

28. А. с. 649825 СССР. МКИ Е 21 В 33/12. Пакер /Э. Я Кипко, l Полозов, а А. Лагунов (СССР) .-4с.: ил.

29. А. с. 697685 СССР. МКИ Е 21 33/13. Способ ликвидационного шонажа буровых скважин/3. Я Кипко, Г. Т. Кипиани, А. М. Кущ,Е А. Лагунов, I. Полозов, М. А. Саламатов (СССР). - 6 е.: ил.

30. A.c. 1149018 СССР. МКИ Е 21 Д 1/12. Способ защиты горных ра-■ от подземных вод/Э. Я Кипко,В. А. Лагунов, Г. С. Левчинский,С. Ю. Михе-А. В. Попов, Л. И. Сердюков, И. Б. Хпынов (СССР).- 8 е.: ил.

31. A.c. 1158743 СССР. МКИ Е 21.В 33/138. Способ изоляции за-ютованных обводненных горных пород и ликвидации подземных полос-1/Э. Я Кипко, а А. Лагунов,В. Я Литовченко.О. Ю. Лутшикова,К1 А. Полозов !СР). - 5 е.: ил.

32. A.c. 1276819 СССР. МКИ Е 21 Д 11/38. Состав для тампонировала Я Кипко,И. Д Насонов,Е А. Лагунов,iQ А. Полозов, А. Е Попов, М. А. Сайтов, Е И. Свирский, И. К Станченко (СССР). - 3 с.

33. A.c. 1266994 СССР. МКИ Е 21 Д 11/38. Состав для гампонирова-; обводненных трещиноватых пород/Э. Я Кипко, Е А Полозов, А. Е Попов, 1, Лагунов,Е. Г.Цаплин.Г. С. Левчинский (СССР). - 4 с.

34. А. с. 1296725 СССР. МКИ Е 21 Д 21/00. Состав для тампонирова-/Ю. 3. Заславский,И. В. Кочан, Э. Я Кипко, В: А. Лагунов,¡Q А. Шлозов, КХ И. рский.Ю. Я Спичак, Р. А. Тюркян (СССР). - 3 с.

4 35. A.c. 1364737 СССР. МКИ Е 21 Д 21/00, Е 21 Д 11/00. Состав тампонирования/Э. Я Кипко, Ю. А. Полозов,Е А. Лагунов, А. Е Попов, Г. С. чинский, Е. Г. Цаплш (СССР).- 4 с.

36. A.C. 1408077 СССР. МКИ Е 21 Д 33/138. Способ водоизоляции ных выработок в пористых песчаниках/3. Я Кипко, В. А. Лагунов,

• Полозов, Д Е До лжиков (СССР).- 5 с.: ил.

37. A.c. 1350359 СССР. МКИ Е 21 Д 1/00. Способ тампонажа обводных пустот и крупных наклонных трещин/а Я Кипко,Я Л Быков,Е А. унов, Ю. А. ГЬлоэов, В. R Спичак, А. Э. Кипко (СССР) .-5с.: ил.

38. A.c. 1494612 СССР. МКИ Е 21 Д 11/00, Е 21 Д 11/38. Состав для тампонирования горных пород при водоизоляции горных выработок /Э. Я Кипко, Ю А. Полозов, В. А. Лагунов,Г. С. Левчинский, А. В. Попов, Е. Г. Цаплин, R U. 3уев, Я Б. Хлынов, JL А. Вафорин, JQ JL Свирский ( СССР) .-Sc.

39. A.c. 1503406 СССР. ЫКИ Е 21 Д 11/38, 20/00. Состав для таы понирования/Э. Я Кипко, Ю. А. Полозов, В. А. Лагунов,Ю. Е Спичак,Г. С. Левчинский, Е. Г. Цаплин, Л А. Сафонов, В. М. Зуев, А. А. Козеев (СССР).- 5 с.

40. A.c. 895181 СССР. МКИ Е 21 Д 11/38. Способ формирования изоляционной завесы в пористом водоносном горизонте/Э. Я. Кипко, В. А. Лагунов, А. К Кущ, А. Г. Мацёгора.П. А. Полозов (СССР). - 6 е.: ил.

41. A.c. 1356776 СССР. МКИ Е 21 Д 1/00. Способ уплотнения каре товых пустот и подземных полостей/Э. Я Кипко, В. А. Лагунов,Г. С. Левчш кий,О. Ю. Лушикова, А. Е Мельников,iü А. Шлозов, Ю. К Спичак, И. Д. Насоно! Л. А. Кафорин.Ю-И. Свирский,Е. Г. Горев,Е ГЫНувалов (СССР).- 7 е.: ил.

42. А. с. 1322747 СССР. МКИ Е 21 Д 11/36. Способ защиты горных выработок от притока подземных вод/Э. Я. Кипко, Ю. А. Шлозов,Е А. Jbryi Г. С. Левчинский, Е. С. Гладченко, Г. М. Крастошевский (СССР). - 6 е.: ил.

43. А. с. 1169411 СССР. МКИ Е 21 Д 20/00. Тампонажная смесь /Э. Кипко, Е А. Лагунов, И А. Шлозов, И. Е Попов (СССР).- 3 с.

44. А. с. 1176661 СССР. МКИ Е 21 Д 11/00, Е 02 Д 19/14. Способ защиты открытых горных работ от высокоминерализованных подземных i /Э. Я. Кипко, Е А. Лагунов, Ю. А. Полозов, Г. С. Левчинский, А. Е Попов, Л. И. Сердюков, Г. М. Смородин, И. Б. Хпынов (СССР).- 6 е.: ил.

45. А. с. 1187538 СССР. МКИ Е 21 Д 11/38, 20/00, Е 21 В 33/00. Способ защиты кимберлитовых месторождений от подземных вод /Э. Я Kl ко, Kl А. Шлозов,Е А. Лагунов,Г. С. Левчинский, 0. Ю. Лушникова, А. Е Попов, И. R Попов, Г. М. Смородин,И. Е Хлынов (СССР). - 12 с.: ил.

46. A.c. 1263009 СССР. МКИ Е 21 Д 1/2. Способ создания защиты горных выработок от подземных вод/Э. Я Кипко, Е А. Лагунов, Г. С. Левчи! ский,Ю. А. Шлозов, А. Е Попов,Е. Г. Цаплин, И. Б. Хлынов (СССР) .-8с. ил.

47. A.c. 1240132 СССР. МКИ Е 02 Д 19/18. Способ защиты кимбер. товых карьеров от подземных вод высоконапорных водоносных горизон' /Э. Я Кипко, Е А. Лагунов,Г. С. Левчинский,К1 А. Шлозов, А. Е Попов, Г. М. С: родин, И. Б. Хлынов, Л. И. Сердюков (СССР).- 7 е.: ил.