Кольматация

КОЛЬМАТАЦИЯ, кольматаж (от итал. соlmata — наполнение, насыпь * а. соlmatage; н. Kolmation, Verschlammung; ф. соlmatage; и. соlmatacion, соlmataje), — процесс естественного проникновения или искусственного внесения мелких (главным образом коллоидных, глинистых и пылеватых) частиц и микроорганизмов в поры и трещины горных пород, в фильтры очистных сооружений и дренажных выработок, а также осаждение в них химических веществ, способствующее уменьшению их водо- или газопроницаемости. Носителем кольматажного материала (кольматанта) могут служить жидкости и газы. Различают кольматацию механическую, химическую, термическую и биологическую.

В естественных условиях механической и химической кольматации подвергаются слагающие русло рек породы в результате вмывания в них взвешенных в открытом потоке частиц.

В искусственных условиях (при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений) кольматация играет двоякую роль — положительную и отрицательную. В первом случае её используют, а во втором — ведут с ней борьбу. Например, в гидротехнике, мелиорации и горном деле механическая кольматация служит для предотвращения фильтрации воды из каналов, канав, прудов-осветлителей путём заиления их дна и откосов малоконцентрированными глинистыми растворами, в нефтепромысловой практике — для заиления призабойной зоны нагнетательных скважин при вторичных методах добычи нефти и т.д. Наиболее интенсивно кольматация происходит при отношении диаметра пор кольматируемой породы к размеру взвешенных кольматирующих частиц около 5-6, содержании этих частиц в суспензии до 1% и при слабоминерализованной воде.

В горной практике химическую кольматацию используют для снижения степени выщелачиваемости растворимых пород, ликвидации проникновения воды и водопритоков в шахты осаждением гипса и каменной соли при взаимодействии насыщенного раствора хлоридов кальция и натрия, подаваемого через скважины в карстовые полости, заполненные раствором хлорида и сульфата магния.

Разрабатываются пути термической кольматации пористых и трещиноватых пород охлаждением растворов солей хлоридов, а также биологическая кольматация для создания барражных завес внесением отдельных видов микроорганизмов, создания оптимальной среды для их активной деятельности и накопления продуктов метаболизма (обмена).

Отрицательное влияние кольматации проявляется в заилении песчаных фильтров водоочистных сооружений, а также в заилении и зарастании карбонатами и гидроксидами железа зафильтрованной песчано-гравийной засыпки фильтров водозаборных и дренажных скважин. При поверхностном способе дренажа на шахтах и карьерах механическая и химическая кольматация приводит к резкому снижению водопроницаемости фильтров и пород прифильтровых зон и соответственно к снижению дебита скважин, что требует применения различных методов интенсификации дренажа обводнённых пород и "оживления" фильтров скважин.