CC BY
626
Электронный журнал Cloud of Science. 2013. № 2
http://cloudofscience.ru
Использование бурового шлама при строительстве дорог
Н. А. Миронов, И. Р. Усманов
Московский технологический институт «ВТУ», филиал в г. Оренбурге
Аннотация. Предлагается технология переработки бурового шлама — промышленного отхода IV класса опасности в грунт техногенный (орга-но-минеральную смесь) неопасного класса (V класса) с использованием его при строительстве внутрипоселковых дорог.
Ключевые слова: буровой шлам, класс опасности, грунт техногенный, ор-гано-минеральная смесь, промышленные отходы, нефть, скважины.
26 июля 1937 года в Бугурусланском районе Оренбургской области скважина №1 дала первую нефть. С этого момента начат отсчет ее промышленной добычи. За прошедшие 76 лет в Оренбургской области разведано почти 200 месторождений нефти, пробурено более тысячи нефтегазовых скважин — область вышла на одно из ведущих мест в нефтяной отрасли страны. Ежегодно в области добывается более 20 млн. тонн нефти. Нефтяники Оренбуржья находятся на первом месте по платежам в бюджеты всех уровней. В 2013 г. в бюджет Оренбургской области в качестве налоговых платежей от организаций нефтяного комплекса должно поступить более 10 млрд. руб.
В то же время запасы открытых месторождений нефти на территории области, площадь которой составляет 123700 кв.км (29 место в России), превышают уровень существующей добычи на 80 месторождениях. Учитывая это важнейшее обстоятельство, в 2013 г. в разработку новых месторождений нефти вкладывается 24,4 млрд. руб., что обеспечивает существенное увеличение объемов бурения и добычи нефти.
Безусловно, значительно вырастут и объемы образования промышленных отходов, среди которых ведущее место занимает буровой шлам — его появление неизбежно при бурении скважин.
В соответствии с законодательством РФ, все отходы, образующиеся в результате производственной деятельности, должны быть отнесены к определенному классу опасности, которую они могут представлять по отношению к окружающей среде, здоровью человека.
Сущность предлагаемой технологии заключается в переводе бурового шлама (водная суспензия, твердая часть которой состоит из продуктов разрушения горных пород забоя и стенок скважины, продуктов истирания бурового снаряда и обсадных
Н. А. Миронов И. Р. Усманов
Использование бурового шлама при строительстве дорог
труб, глинистых минералов (при промывке глинистым раствором) в неопасный продукт — грунт техногенный (органо-минеральную смесь).
При разработке технологии и ее практическом апробировании использовались буровые шламы, отобранные на шести различных скважинах в Оренбургской области со следующими усредненными показателями его состава (табл. 1).
Таблица 1. Составляющие бурового шлама
№ п/п Определяемая характеристика Содержание % масс
1 Влажность 25,75
2 Нефтепродукты 4,80
3 Хлориды 30,50
4 Сульфат-ион 0,69
5 Песок 35,06
6 Отходы природного растительного происхождения 3,20
Итого 100,00
Приготовление грунта техногенного (органо-минеральной смеси) производится на площадке в непосредственной близости от шламонакопителей либо в разборных резервуарах в металлическом каркасе емкостью от 30м3 до 500м3 и диаметром от 6 м до 25,2 м соответственно при их высоте, равной 1 м, в результате перемешивания бурового шлама (не более 5 весовых частей) с компонентами:
- песком, не менее 45 весовых частей;
- вяжущими, не менее 2,5 весовых частей;
- сорбентом, не менее 2,5 весовых частей.
В качестве компонентов для переработки бурового шлама (приготовления грунта техногенного) рекомендуется использовать:
- природный песок, либо песчано-гравийную смесь (ПГС);
- портландцемент, либо сульфатостойкий цемент марки 400;
- глауконит.
Грунт техногенный (органо-минеральная смесь), произведенный с использованием бурового шлама, представляет собой дисперсный грунт, образованный в результате перемешивания компонентов природного антропогенного происхождения, измененный физико-химическими процессами. Грунт техногенный по своим свойствам и характеристикам должен относиться к IV классу техногенных дисперсных грунтов в соответствии с классификацией по ГОСТ 25100 — 2011 «Грунты. Классификация».
Для использования грунта техногенного в качестве строительного материала его характеристики (прочность на сжатие, предел прочности при изгибе водонасы-щенных грунтов, морозостойкость, сопротивление срезу) должны соответствовать
ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ
С1оий о/Баепсе. 2013. № 2
грунтам, обработанным неорганическими вяжущими материалами по ГОСТ 23558 — 94 «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия». Ограничения в применении технологии использования бурового шлама для производства грунта техногенного установлены в целях охраны природной среды, сохранения здоровья людей в соответствии с правовыми и нормативными актами Российской Федерации.
В результате реализации предложенного технологического процесса буровой шлам, имевший IV класс опасности, превращен в безопасный продукт — грунт техногенный (органо-минеральную смесь) со следующими основными (контролируемыми) параметрами (табл. 2).
Таблица 2. Основные (контролируемые) параметры грунта техногенного (органо-минеральной смеси)
№ Наименование показателя Единица Количество Метод испы-
п/п измерения тания
1 Относительная деформация набухания Д.е. 0-0,07 ГОСТ 24143
2 Относительная деформация просадности Д.е. 0-0,20 ГОСТ 23161
3 Зерновой состав Мм 1,25-40 ГОСТ 12536
4 Прочность на сжатие МПа >6,0 ГОСТ 10180
5 Предел прочности при изгибе водонасыщенных образцов МПа >0,8 ГОСТ 10180 с дополнениями по ГОСТ 5180
6 Морозостойкость Циклы >25 ГОСТ 10060.2
Полученный продукт — техногенный грунт (органо-минеральная смесь) предназначен к использованию в качестве составляющего компонента для производства грунто-бетонных, органоминеральных смесей при устройстве внутрипоселковых автомобильных дорог, а также автомобильных дорог и подъездов к площадкам производства буровых работ.
Предложенная технология с июля 2013 г. используется при строительстве дорог на территории Оренбургского района Оренбургской области. По информации председателя Совета директоров ООО «Торгресурс» снижение затрат составляет 25-30%.
Литература
[1] ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация». М., 2013. 42 с.
Н. А. Миронов И. Р. Усманов
Использование бурового шлама при строительстве дорог
[2] ГОСТ 23558-94 «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия». М., 1995. 12 с.
[3] Водный Кодекс РФ от 03.06.2006 №74-ФЗ // Российская газета. № 121. 08.06.2006.
[4] Земельный Кодекс РФ (ЗК РФ) от 25.10.2001 №136-ФЗ (статья 13) // Российская газета. № 211-212. 30.10.2001.
[5] СанПиН 2.1.4.1110-02. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения. — М. : Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2002.
[6] Федеральный закон «Об особо охраняемых природных территориях» от 14.03.1995 №33-ФЗ // Российская газета. № 57. 22.03.1995.
[7] Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 №7-ФЗ // Российская газета. № 6. 12.01.2002.
[8] Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30.03.1999 № 52 // Российская газета. № 64-65. 06.04.1999.
Авторы.
Миронов Н. А., кандидат технических наук, доцент кафедры строительства Московского технологического института «ВТУ», филиал в г. Оренбурге
Усманов И. Р., студент Московского технологического института «ВТУ», филиал в
г. Оренбурге
