Є ще 10 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Способ захоронения экологически опасных объектов, включающий проходку вертикального ствола на безопасном от объекта расстоянии и го­ризонтальных выработок от ствола до хранилища этого объекта, создание выше горизонтальных вы­работок и соосно с объектом подземного хранили­ща превышающего поперечные размеры объекта, закрепление хранилища обделкой, внутри которой расположен теплообменник, опускание в хранили­ще экологически опасного объекта, заполнение сы­пучим материалом хранилища после установки объекта на его основание, отличающийся тем, что подземное хранилище создают в нетронутом гор­ном массиве первоначально без разрушения цели­ка й пределах емкости хранилища путем последовательного образования сплошного днища и стен хранилища из бетона или железобетона, при. этом сплошное днище образуют по всей площади хранилища путем поочередной проходки горизон­тальных параллельных выработок в нем в несколь­ко очередей в зависимости от несущей способности горного массива с оставлением между выработка­ми ленточных целиков, затем осуществляют за­полнение выработок первой очереди бетоном, проходку выработок второй очереди по целикам после затвердения бетона в выработках первой очереди, заполнение их бетоном и продолжение этого процесса осуществляют до образования сплошного днища, при этом одновременно в нем производят монтаж гидроизоляционной облицов­ки коррозионностойким листовым материалом и тампонирование горного массива под ним или без такового, обеспечивающим совместно с образован­ным бетонным днищем или одним днищем защиту прилегающего горного массива от, например, про­никающего излучения или миграции вод, а стены хранилища образуют послойным разрушением горного массива буровзрывным способом по всему периметру хранилища в направлении снизу вверх до достижения заданной высоты хранилища с магазинированием и лишь с частичным выпуском разрушенной горной породы перед разрушением каждого очередного слоя для создания условий производства работ по разрушению горного масси­ва очередного слоя, монтажу элементов теплооб­менника и гидроизоляционной облицовки из коррозионно стойких соответственно труб и листового материала и тампонированию окружающего гор­ного массива или без него, аналогично указанной Защите днища, после чего производят полный вы­пуск разрушенной горной породы из таким спосо­бом образованной полости стен и заполнения ее бетоном или железобетоном, после этого сооружа­ют систему выпускных отверстий по всей площади хранилища над его днищем, затем производят раз­рушение горного массива буровзрывным или меха­ническим способом горизонтальными слоями в пределах таким образом создаваемой по трассе опускания объекта вертикальной шахты в направ­лении сверху от основания объекта вниз до уровня выпускных отверстий в хранилище, ще форма и площадь поперечного сечения шахты соответству­ют этим параметрам хранилища, при этом разру­шенную горную породу магазинируют в шахте и производят лишь частичный ее выпуск для созда­ния компенсационного пространства перед разру­шением массива в очередном слое или его части, затем осуществляют полный равномерный площадный и регулируемый выпуск разрушенной гор­ной породы через систему выпускных отверстий над днищем хранилища и выдачу ее по горизон­тальным выработкам и вертикальному стволу на поверхность при одновременном плавном опуска­нии объекта в хранилище, контролируемом одним из известных способов, исключающим перекос или заклинивание объекта в шахте, после чего храни­лище заполняют сыпучим материалом в виде песка или щебня, верхнюю часть хранилища от его вер­хней кромки до объекта заполняют бетоном, а сво­бодную часть шихты от хранилища до уровня земной поверхности заполняют разрушенной гор­ной породой.

Текст

Изобретение относится к области захоронения экологически опасных и особо опасных объектов и может использоваться при сооружении крупных инженерных объектов в горном деле и подземном строительстве. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ захоронения экологически опасных объектов, включающий проходку ствола и горизонтальных штолен (выработок) от ствола к центру объекта на глубине захоронения, бурение наклонных замораживающих скважин и замораживание грунта в основании объекта, создание подземной выработки под объектом, закрепление ее обделкой и герметизацию заобделочного пространства, заполнение выработки водой и ее замораживание, затем размораживание грунта в основании объекта и льда в выработке, опускание объекта в выработку и удаление воды из выработки по мере таяния грунта и льда и после установки объекта на основание выработки последнюю заполняют сыпучим материалом (гидрофобным герметиком в смеси с высокотеплопроводным материалом) (Патент Российской Федерации №2012079, кл. G21F9/24, 30.04.94г.). К недостаткам данного способа относятся; 1. Недостаткам известного способа является низкая надежность и безопасность проходки соосно с объектом выше штольни подземной выработки в связи с тем, что создание ледогрунтового целика в основании объекта путем замораживания грунта через наклонные замораживающие скважины, пробуренные в приповерхностном слое наносных пород, для соблюдения направления и равномерности расположения которых отсутствуют способы и средства контроля, не гарантирует сплошности целика и ограждение выработки в процессе проходки от проникновения в нее воды и обводненных пород. 2. Недостаток крупноплощадного горизонтального потолочного обнажения в основании объекта над выработкой, представленного ледогрунтовым целиком (ограждением), заключается в низкой прочности и устойчивости целика, который под действием собственного веса и, веса расположенного на нем захороняемого объекта склонен к преждевременному обрушению, а следовательно и падению объекта. В связи с этим создание ледогрунтового целика в данном изобретении заменено разрушением горного массива и магазинированием его в ша хте от объекта до хранилища. 3. Недостаток выработки под объектом и способа ее проходки заключается в крупноплощадных вертикальных обнажениях ее стен, высота которых превышает высоту захороняемого объекта, что в условиях приповерхностных слоев наносных пород представляет опасность обрушения стен выработки до захоронения объекта, а с другой стороны такой способ создания хранилища ограничивает глубину захоронения объекта. В предлагаемом изобретении разрушению стен выработки-шахты препятствует замагазинированная в шахте разрушенная горная масса, а глубина захоронения при таком способе не ограничена. 4. Опускание объекта в хранилище по мере таяния ледогрунтового целика и льда в выработке представляет опасность перекоса, опрокидывания или заклинивания объекта в выработке при его опускании, обусловленные неравномерным и не регулируемым таянием ледогрунтового целика и льда в выработке, опускание же объекта в предложенном изобретении осуществляется путем плавного, равномерного и регулированного выпуска разрушенной горной массы, на которой покоится захороняемый объект. Задачей изобретения является разработка способа захоронения экологически опасных объектов, в котором путем сооружения надежного подземного хранилища без предшествующего разрушения горного массива в емкости этого хранилища, перекрытия и подпора открытых крупноплощадных обнажений горного массива в стенах шахты замагазинированной разрушенной горной массой в шахте, исключения открытого обнажения горного массива в потолочине разрушением его сверху от основания объекта и далее всего массива шахты до хранилища, который магазинируется и служит опорой для объекта как в процессе разрушения массива, так и опускания объекта в хранилище достигают повышения надежности и безопасности процесса захоронения длительного хранения экологически опасных объектов и безопасного производства горных работ по сооружению хранилища (могильника) и собственно захоронению объектов и за счет этого обеспечивают защиту окружающей среды от экологически опасного загрязнения. Поставленная задача решается тем, что в способе захоронения экологически опасных объектов, включающем проходку вертикального ствола на безопасном от объекта расстоянии й горизонтальных выработок от ствола до хранилища этого объекта, создание выше горизонтальных выработок и соосно с объектом подземного хранилища превышающего поперечные размеры объекта, закрепление хранилища обделкой, внутри которой расположен теплообменник, опускание в хранилище экологически опасного объекта, заполнение сыпучим материалом хранилища после установки объекта на его основание, согласно изобретению, подземное хранилище создают в нетронутом горном массиве первоначально без разрушения целика в пределах емкости хранилища путем последовательного образования сплошного днища и стен хранилища из бетона или железобетона, при этом сплошное днище образуют по всей площади хранилища путем поочередной проходки горизонтальных параллельных выработок в нем в несколько очередей в зависимости от несу щей способности горного массива с оставлением между выработками ленточных целиков, затем осуществляют заполнение выработок первой очереди бетоном, проходку выработок второй очереди по целикам после затвердения бетона в выработках первой очереди, заполнение их бетоном и продолжение этого процесса осуществляют до образования сплошного днища, при этом одновременно в нем производят монтаж гидроизоляционной облицовки коррозионно-стойким листовым материалом и тампонирование горного массива под ним или без такового, обеспечивающим совместно с образованным бетонным днищем или одним днищем защиту прилегающего горного массива от, например, проникающего излучения или миграции вод, а стены хранилища образуют послойным разрушением горного массива буровзрывным способом по всему периметру хранилища в направлении снизу ввер х до достижения заданной высоты хранилища с магазинированием и лишь с частичным выпуском разрушенной горной породы перед разрушением каждого очередного слоя для создания условий производства работ по разрушению горного массива очередного слоя, монтажу элементов теплообменника и гидроизоляционной облицовки из коррозионно-стойких соответственно труб и листового материала и тампонированию окружающего горного массива или без него аналогично указанной защите днища, после чего производят полный выпуск разрушенной горной породы из таким способом образованной полости стен и заполнения ее бетоном или железобетоном, после этого сооружают систему выпускных отверстий по всей площади хранилища над его днищем, затем производят разрушение горного массива буровзрывным или механическим способом горизонтальными слоями в пределах таким образом создаваемой по трассе опускания объекта вертикальной шахты в направлении сверху от основания объекта вниз до уровня выпускных отверстий в хранилище, где форма и площадь поперечного сечения шахты соответствуют этим параметрам хранилища, при этом разрушенную горную породу магазинируют в шахте и производят лишь частичный ее выпуск для создания компенсационного пространства перед разрушением массива в очередном слое или его части, затем осуществляют полный равномерный площадной и регулируемый выпуск разрушенной горной породы через систему выпускных отверстий над днищем хранилища и выдачу ее по горизонтальным выработкам и вертикальному стволу на поверхность при одновременном плавном опускании объекта в хранилище, контролируемом одним из известных способов, исключающим перекос или заклинивание объекта в шахте, после чего хранилище заполняют сыпучим материалом в виде песка или щебня, верхнюю часть хранилища от его верхней кромки до объекта заполняют бетоном, а свободную часть шахты от хранилища до уровня земной поверхности заполняют разрушенной горной породой, извлекаемой из шахты при опускании захороняемого объекта. При выполнении данной технологии создается возможность сооружения крупноразмерного бетонного хранилища без предварительного разрушения всего объема горного массива в хранилище, чем повышается безопасность его сооружения» поддержания крупноплощадных вертикальных обнажений в стенах шахты, исключения крупноплощадного открытого потолочного обнажения массива под объектом и удержания объекта захоронения в первоначальном состоянии за счет магазинирования разрушенной горной породы в ша хте в полном объеме до начала выпуска горной породы и плавного опускания объекта в хранилище путем равномерного регулируемого выпуска разрушенной горной породы из шахты через систему выпускных отверстий, чем создаются условия повышения надежности и безопасности процесса захоронения объекта и производства горных работ по сооружению хранилища и захоронения объекта. Благодаря тому, что подземное хранилище создают в нетронутом горном массиве первоначально без разрушения целика в пределах емкости хранилища получаем возможность сооружать хранилище без разрушения целика горного массива в пределах хранилища, в процессе сооружения создавать условия, в о тличие от традиционных способов сооружения крупнообъемных подземных объектов или камерных выработок, где первоначально производят разрушение и выемку горного массива по всему объему выработки, а затем возводят крепь в этой выработке, последовательного создания днища и стен хранилища при разрушении торного массива только в пределах днища и стен хранилища, что позволяет повысить безопасность производства горных работ при сооружении хранилища, сооружать хранилище без ограничения его поперечных размеров, высоты и формы. Благодаря последовательному образованию сплошного днища и стен хранилища из бетона или железобетона получаем возможность деконцентрации горных работ по горизонтали и вертикали в ограниченном пространстве, исключающей одновременные крупноплощадные обнажения массива, и создаются условия ведения горных работ без разрушения целика горного массива в пределах емкости хранилища, что позволяет сохранить монолитность горного массива и хранилища, воспринимающих нагрузки налегающих пород как в состоянии покоя, так и в процессе их разрушения. Благодаря образованию сплошного днища по всей площади хранилища получаем возможность непрерывного производства однородных работ до завершения этого процесса, что позволяет сохранить целик и монолитность массива, обеспечивающих безопасность ведения последующих работ, например, по созданию стен хранилища и системы выпускных отверстий. Благодаря тому, что образование сплошного днища производят путем поочередной проходки горизонтальных параллельных выработок а нем в несколько очередей в зависимости от несущей способности горного массива с оставлением между выработками ленточных целиков получаем возможность выбирать оптимальную ширину выработок и количество очередей в зависимости от несущей способности горного массива, создавать условия параллельного производства работ по проходке выработок з.ленточных целиках, что позволяет увеличить фронт работ и сократить сроки их выполнения, повысить безопасность работ, создавать днище неограниченных размеров в горном массиве с различной его несущей способностью. Благодаря заполнению выработок первой очереди бетоном и после затвердения его в выработках создаются условия образования монолитного целика из бетона и окружающего массива, что позволяет производить работы по проходке горизонтальных выработок второй очереди по ленточным целикам. Благодаря заполнению бетоном выработок второй очереди и затвердению его создаются условия также образования монолитного целика, что позволяет производить работы по проходке горизонтальных выработок следующей очереди в ленточных целиках и заполнения их бетоном. Благодаря проходке выработок и заполнению их бетоном до образования сплошного днища получаем возможность образования сплошного монолитного днища хранилища, что позволяет сохранить монолитность целика, который совместно с днищем воспринимает нагрузки налегающих пород. Благодаря тому, что монтаж гидроизоляционной облицовки коррозионно-стойким листовым материалом в сплошном днище при его образовании осуществляют из поочередно пройденных горизонтальных выработок по их подошве получаем возможность создания рабочего пространства и необходимые условия производства монтажных работ, применения листовых или рулонных изоляционных материалов, что позволяет продуктивно осуществлять монтажные работы, создавать днище хранилища с плотным и качественным стыковании горного массива, гидроизоляционной облицовки и бетона. Благодаря тампонированию массива под днищем или без такового, обеспечивающим совместно с образованным бетонным днищем или одним днищем защиту прилегающего массива от, например, проникающего излучения, получаем возможность заполнения трещин в окружающем массиве цементным раствором, твердеющими смолами или другими материалами, создаются условия образования затампонированного слоя горного массива необходимой толщины (глубины), что позволяет создать надежную защиту окружающего массива, представленную слоем бетона, гидроизоляционной облицовкой и слоем затампонированного массива от, например, проникающего излучения, миграции водили загрязненных жидкостей. Благодаря образованию стен хранилища послойным разрушением горного массива буровзрывным способом по всему периметру хранилища в направлении снизу вверх до заданной высоты хранилища получаем возможность выбирать оптимальную высоту разрушаемого слоя по условиям физико-механических свойств горного массива и технологии буровы х и взрывных работ, что позволит образовать полость стен с заданными параметрами при качественном оконтуривании. Благодаря тому, что разрушенная горная порода магазинируется в шахте получаем возможность поддерживать от обрушения обнаженные вертикальные поверхности горного массива в полости стен, что позволяет удерживать указанные обнажения от обрушения. Благодаря частичному выпуску разрушенной горной породы перед разрушением каждого очередного слоя для создания условий производства работ по разрушению горного массива очередного слоя, монтажу элементов теплообменника и гидроизоляционной облицовки из коррозионно-стойких соответственно труб и листового материала и тампонированию окружающего горного массива или без него аналогично указанной защите днища получаем возможность образовать рабочее пространство для производства указанных работ, создать условия параллельного производства указанных работ по всему периметру хранилища, контроля за состоянием кровли полости и обслуживать ее путем оборки заколов породы, что позволяет сокращение сроков создания стен хранилища, повышение безопасности и качества горных работ. Благодаря полному выпуску разрушенной горной породы из таким способом образованной полости стен получим возможность сплошного заполнения бетоном полости стен по всему периметру и высоте хранилища, что позволяет создать стены хранилища в короткие сроки, требуемые условиями сохранения устойчивости обнаженных поверхностей массива в полости стен, повысить качество создаваемых стен. Благодаря заполнению образованной полости стен бетоном или железобетоном получают возможность создания монолитных стен хранилища, включающих бетон или железобетон, гидроизоляционную облицовку и затампонированный слой горного массива, внутри которых расположен теплообменник в виде спирали из труб по периметру хранилища, что позволяет создать защиту окружающего горного массива от, например, проникающего излучения, миграции вод или загрязненных жидкостей, и теплоотбор в хранилище. Благодаря сооружению, системы выпускных отверстий по всей площади хранилища над его днищем получаем возможность выпуска разрушенной горной породы из шахты равномерно по всей площади и создаются условия регулируемого выпуска горной массы, что позволяет производить плавный и равномерный выпуск горной породы при одновременном опускании объекта в хранилище. Благодаря разрушению горного массива буровзрывным или механическим способом горизонтальными слоями в пределах таким образом создаваемой по трассе опускания объекта вертикальной шахты в направлении сверху о т основания объекта вниз до уровня выпускных отверстий в хранилище получаем возможность равномерного по гранулометрическому составу разрушения горного массива, создавать условия разрушения горного массива по всей высоте шахты, что позволяет равномерно разрушать горный массив по всей площади и высоте шахты и магазинировать его в шахте при повышении безопасности ведения работ по разрушению. Благодаря тому, что форма и площадь поперечного сечения шахты соответствуют этим параметрам хранилища создаем возможность равномерного выпуска горной породы из шахты и плавного опускания объекта в хранилище, что позволяет эффективно выпускать горную породу и безопасно опускать объект. Благодаря тому, что разрушенную горную породу магазинируют в ша хте, получаем возможность удерживать захороняемый объект в первоначальном положении и координатах и поддерживать обнаженные поверхности массива шахты от обрушения и создать условия стабилизации состояния обнажений, что позволяет сохранить контуры шахты до опускания объекта и безопасно опускать его в хранилище. Благодаря частичному выпуску разрушенной горной породы для создания компенсационного пространства перед разрушением массива в очередном слое или его части получаем возможность исключить переуплотнение разрушенной горной породы в слое, что позволяет исключить нарушение первоначального состояния объекта и осложнений при выпуске горной породы через выпускные отверстия в случае переуплотнения горной массы в шахте . Благодаря полному равномерному площадному и регулируемому выпуску разрушенной горной породы через систему выпускных отверстий над днищем хранилища получаем возможность опускания объекта в хранилище, создаются условия равномерного площадного выпуска горной породы, что позволяет безопасно, без перекосов и заклинивания опустить захороняемый объект в хранилище. Благодаря выдаче разрушенной горной породы по горизонтальным выработкам и вертикальному стволу на поверхность получаем возможность освободить горные выработки от складирования горной породы в подземных условия х, создаются условия временного складирования горной массы на поверхности, что позволяет переместить указанную массу в шахту после опускания объекта в хранилище и исключить постоянное складирование на поверхности или транспортные расходы на вывозку ее. Благодаря тому, что выдача разрушенной горной породы на поверхность при одновременном осуществлении плавного опускания объекта в хранилище, контролируемого одним из известных способов, исключающих перекос или заклинивание объекта в шахте, получаем возможность осуществлять этот процесс практически в режиме замкнутого цикла, контролированием этого процесса создаются условия равномерного выпуска горной породы по всей площади шахты и хранилища через регулируемые выпускные отверстия, что позволяет плавно, без перекосов и заклинивания, опустить объект в хранилище, обеспечив безопасность осуществления этого, одного из ответственных этапов захоронения объекта. Благодаря тому, что после установки объекта на основание хранилища последнее заполняют сыпучим материалом в виде песка или щебня, это позволяет заполнить и уплотнить пространство доступными материалами и создать основание для укладки бетона в перекрытии хранилища. Благодаря заполнению бетоном верхней части хранилища от его верхней кромки до объекта получаем возможность изолировать верхнюю часть объекта и создать замкнутое бетонное хранилище, что позволяет защитить объект от проникновения воды, а окружающий верхний слой горной породы от, например, проникающего излучения. Благодаря тому, что свободную часть ша хты от хранилища до уровня земной поверхности заполняют разрушенной горной породой, извлекаемой из шахты при опускании захороняемого объекта, получаем возможность использовать временно заскладированную горную породу, выданную из шахты на поверхность, что позволяет заполнить шахту до поверхности и полностью изолировать захороняемый объект. Благодаря совокупности перечисленных выше известных и новых существенных признаков стало возможным создание условий захоронения экологически опасных объектов, в которых путем сооружения надежного подземного хранилища (могильника) без предшествующего разрушения горного массива в емкости этого хранилища, перекрытия и подпора открытых крупноплощадных обнажений горного массива в стенках шахты замагазинированной. разрушенной горной породой в шахте, исключения открытого обнажения горного массива в потолочине разрушением его сверху от основания объекта и далее всего массива шахты до хранилища, который магазинируется и служит опорой для объекта как в процессе разрушения массива, так и опускания объекта в хранилище, что позволяет повысить надежность и безопасность процесса захоронения и длительного хранения экологически опасных объектов и безопасность производства горных работ по сооружению хранилища (могильника) и собственно захоронения объектов и за счет этого обеспечить защиту окружающей среды от экологически опасного загрязнения. Сущность изобретения способа захоронения экологически опасных объектов поясняется чертежами, где: на фиг.1 показан общий вид в вертикальном разрезе после проходки комплекса горных выработок, сооружения подземного хранилища и системы выпускных отверстий; на фиг.2 то же, с процессом разрушения горного массива и маганизированием его в шахте; на фиг.3 то же, с процессом выпуска разрушенной горной породы и опускания объекта в хранилище; на фиг.4 то же, после установки объекта в хранилище; на фиг.5 показан поперечный разрез по А - А фиг.1 на уровне выпускных отверстий и выработок откаточного горизонта; на фиг.6 показан поперечный разрез по Б - Б фиг.2 на уровне выработок горизонта разбуривания взрывных скважин в разрушаемом слое горного массива; на фиг.7 показан в изометрии общий вид объекта на земной поверхности до захоронения; на фиг.8 то же, после опускания и установки объекта в хранилище; на фиг.9 показан выносной элемент, В фиг.1 - дополнительное отдельное увеличенное изображение днища хранилища в вертикальном разрезе после проходки горизонтальных выработок первой очереди с оставлением ленточных целиков между ними; на фиг.10 то же, после заполнения бетоном горизонтальных выработок первой очереди и проходки горизонтальных выработок второй очереди по ленточным целикам; на фиг.11 тоже, после заполнения бетоном горизонтальных выработок второй очереди и проходки горизонтальных выработок третьей очереди по ленточным целикам; на фиг.12 то же, после образования сплошного днища хранилища; на фиг.13 показан выносной элемент Г фиг.1 - дополнительное отдельное увеличенное изображение стен хранилища в вертикальном разрезе после разбуривания комплекта вертикальных скважин в первом слое по всему периметру стен хранилища; на фиг.14 то же, после разрушения горной породы и магазинирования ее в первом слое и разбуривания комплекта взрывных скважин во втором слое по всему периметру стен хранилища; на фиг.15 то же, после разрушения горной породы и магазинирования ее в образованной полости стен на полную высоту хранилища; на фиг.16 то же, после выпуска разрушенной горной породы из полости стен; на фиг.17 то же, после заполнения бетоном полости и сооружения стен на полную высоту хранилища. Способ заключается в следующем. Захороняемый объект 1 опускают в подземное хранилище 2 по шахте 3. Для этого проходят вертикальный ствол 4 на заданную глубин у на безопасном от объекта 1 расстоянии и сооружают подземный бункер 5. Из ствола 4 осуществляют засечку околоствольных дворов с последующей проходкой системы горизонтальных выработок 6, 7 и 8 от ствола 4 до хранилища 2 объекта 1 соответственно на верхнем над хранилищем 2 горизонте 6, на откаточном горизонте 7 и нижнем под хранилищем 2 горизонте 8. Из выработок 7 откаточного горизонта проходят восстающую выработку 9, оснащенную лифтовым подъемником и предназначенную для перемещения людей, доставки оборудования и материалов, восстающую выработку 10 для выпуска горной породы, восстающую выработку 11 соосно с объектом 1 для частичного выпуска горной породы при разрушении массива в пределах шахты 3, восстающую выработку 12 с горизонтальными ходками 13 в хранилище 2 и перепускник 14 для перепуска горной породы в подземный бункер 6, Из выработок 8 нижнего горизонта проходят наклонные перепускные выработки 15 для выпуска горной породы при сооружении хранилища 2, а выработки 6 верхнего горизонта соединяют с хранилищем 2 наклонными перепускниками 16 для подачи бетона при сооружении стен хранилища 2. Из выработок 7 откаточного горизонта создают систему выпускных отверстий 17 равномерно по всей площади хранилища 2 для выпуска горной породы из шахты 3 при опускании объекта 1 в хранилище 2. Из восстающи х выработок 9 и 10 проходят выработки подводящие 18 к шахте 3 и буровые 19 в каждом разрушаемом слое в пределах шахты 3. После проходки выработок 6, 7, 8, 12, 13, 14, 15 и 16 создают (сооружают) соосно с объектом 1 подземное хранилище 2 на заданной глубине в нетронутом горном массиве первоначально без разрушения целика в пределах емкости хранилища 2. Хранилище 2 сооружают путем последовательного образования сплошного днища 20 и стен 21 из бетона или железобетона. Сплошное днище 20 образуют по всей площади хранилища 2 путем поочередной проходки горизонтальных параллельных выработок 22 в нем в несколько очередей в зависимости от несущей способности горного массива с оставлением между ними ленточных целиков 23, ширинойкратной ширине выработок 20. После проходки выработок 20 первой очереди их заполняют бетоном 24, затем после затвердения бетона 24, проходят выработки 22 второй очереди по ленточным целикам 23, заполняют их бетоном 24 и продолжают этот процесс до образования сплошного днища 20 хранилища 2. Одновременно с созданием днища 20 хранилища 2 из выработок 22 осуществляют при необходимости тампонирования горного массива под днищем 20, а по подошве выработок 22 монтируют гидроизоляционную облицовку 25 из коррозионно стойких материалов. Бетон 24 в днище 20 хранилища 2 доставляют по выработкам 7 откаточного горизонта. Горную породу из выработок 22 перепускают по наклонным перепускным выработкам 15 на выработки 8 нижнего горизонта и доставляют в подземный бункер 5 через перепускник 14. При сооружении стен 21 хранилища 2 осуществляют послойное разрушение горного массива буровзрывным способом с помощью взрывных скважин или шпуров 26 в пределах толщины сооружаемых стен 21 по периметру хранилища 2. Осуществляют магазинирование разрушенной горной породы 27 в таким способом создаваемой полости стен 21, при этом производят лишь частичный выпуск этой горной породы 27 для создания рабочего пространства в полости стен 21 для производства работ по тампонированию окружающего стены 21 хранилища 2 горного массива, монтажу элементов теплообменника 28 и гидроизоляционной облицовки 25 из коррозионно стойких материалов и разбуриванию горного массива в очередном разрушаемом слое взрываемыми скважинами или шпурами 26. Этот процесс продолжают до достижения заданной высоты стен 21 хранилища 2. Затем осуществляют проходку наклонных перепускников 16. После этого производят полный выпуск замагазинированной горной породы 27 через наклонные перепускные выработки 15 на выработки 8 нижнего горизонта и по ним доставляют ее через перепускники 14 в бункер 5. Затем полости стен 21 хранилища 2 заполняют бетоном 24 из выработок 6 верхнего горизонта через наклонные перепускники 16. Разрушение горного массива в пределах ша хты 3 производят буровзрывным способом горизонтальными слоями в пределах таким образом создаваемой по трассе опускания объекта 1 вертикальной шахты 3 в направлении от основания объекта 1 вниз до уровня выпускных отверстий 17 в хранилище 2. Горной массив, представленный слабыми и неустойчивыми породами, предварительно разрушают механическим способом путем поочередной проходки горизонтальных выработок, которые заполняют твердеющей закладкой, затем этот искусственный массив разрушают буровзрывным способом в указанном выше порядке. Разрушение массива буровзрывным способом осуществляют путем разбуривания массива скважинами 29 веерами в вертикальных параллельных плоскостях и их взрывания. Разрушенную горную породу 27 магазинируют в таким способом образующейся шахте 3 лишь с частичным выпуском ее через восстающие выработки 11 для создания компенсационного пространства перед разрушением массива в очередном слое или его части. Затем, после разрушения и магазинирования разрушенной горной породы 27 в объеме шахты 3 осуществляют полный равномерный площадной и регулируемый выпуск разрушенной горной породы 27 через систему выпускных отверстий 17 над днищем 20 хранилища 2 и выдачу ее по горизонтальным выработкам 7 откаточного горизонта и стволу 4 на поверхность. Одновременно с выпуском разрушенной горной породы 27 осуществляют плавное опускание объекта 1 в хранилище 3, контролируемое одним из известных способов, исключающим перекос или заклинивание объекта 1 в шахте 3. После установки объекта 1 в хранилище 2 пространство между стенами 21 хранилища 2 и объектом 1 заполняют сыпучим материалом в виде песка или щебня 30, верхнюю часть хранилища 2 от его кромки до объекта 1 заполняют бетоном 24, а свободную часть шахты 3 от хранилища 2 до уровня земной поверхности заполняют разрушенной горной породой 31, извлекаемой из шахты при опускании захороняемого объекта. Теплообменник 28 в виде спирали из коррозионно стойких материалов, смонтированный в стенах 21 хранилища 2, соединяют с трубопроводом 32 из такого же материала, который прокладывают по горизонтальной выработке 6 верхнего горизонта, восстающей выработке 9 и выводят на дневную поверхность. Способ осуществляется следующим образом. С поверхности на безопасном расстоянии от захороняемого объекта 1 проходят вертикальный ствол 4 на глубин у захоронения объекта 1 и сооружают подземный бункер 5. Ствол 4 оснащают скипо-клетьевым подъемом. В процессе проходки ствола 4 осуществляют засечки околоствольных дворов с последующей проходкой из них системы горизонтальных выработок 6, 7 и 8 от ствола до места захоронения объекта 1 на трех горизонтах (уровнях) соответственно: верхнего горизонта над верхней кромкой будущего хранилища 2, откаточного горизонта, предназначенных для доставки материалов и оборудования и откатки горной породы из шахты 3 под объектом 1 к подземному бункеру 5, и нижнего горизонта, используемых для откатки горной породы при сооружении подземного хранилища (могильника) 2 к подземному бункеру 5. Из горизонтальных выработок 8 нижнего горизонта осуществляют проходку перепускника 14 в подземный бункер 5, восстающую выработку 12 с горизонтальными ходками 13 к хранилищу 2 и наклонных перепускных выработок 15 в хранилище 2. Из выработок 7 откаточного горизонта проходят перепускник 14 в подземный бункер 5, восстающую выработку 9, оснащенную лифтовым подъемником, предназначенную для перемещения людей, доставки оборудования и материалов, восстающую выработку 10 для перепуска на выработки 7 откаточного горизонта горной породы от проходки подводящих 18 и буровых 19 выработок в пределах ша хты 3, восстающую выработку 11 по оси шахты 3 для частичного выпуска разрушенной горной породы на выработки 7 откаточного горизонта при разрушении горного массива в пределах ша хты 3 и создают систему вып ускных отверстий 17, расположенную над днищем 20 хранилища 2 равномерно по всей его площади и предназначенную для полного выпуска разрушенной горной породы 27 из шахты 3. Из восстающих выработок 9 и 10 проходят горизонтальные подводящие 18 и буровые 19 выработки, из которых осуществляют бурение взрывных скважин 29 круговыми веерами в параллельных плоскостях в разрушаемом слое горного массива в пределах ша хты 3. После проходки комплекса горизонтальных, вертикальных и наклонных выработок осуществляют работы по сооружению соосно с объектом 1 хранилища 2 и разрушению горного массива в пределах ша хты 3. Сооружение подземного хранилища (могильника) 2 осуществляют в нетронутом горном массиве первоначально без разрушения целика горного массива в пределах емкости хранилища 2 в отличие от традиционных способов сооружения крупногабаритных емкостей или камерных выработок, когда сначала производят разрушение и выемку горного массива всего объема камерной выработки или его части, а затем возводят крепь, Подземное хранилище 2 сооружают путем последовательного образования сплошного днища 20 и стен 21 из бетона или железобетона. При сооружении днища 20 хранилища 2 в его будущем теле поочередно проходят параллельные горизонтальные выработки 22 первой очереди с оставлением ленточных целиков 23 между ними шириной, кратной ширине выработок 22, в зависимости от несущей способности массива. Пройденные выработки 22 первой очереди заполняют бетоном 24 и после его затвердения осуществляют проходку горизонтальных выработок 22 второй очереди по ленточным целикам 23, заполняют их бетоном 24 и продолжают этот процесс до создания сплошного днища 20 по всей площади хранилища 2 (фиг.9 - 12). Одновременно с созданием бетонного днища 20 хранилища 2 из пройденных выработок 22 осуществляют, в случае необходимости, тампонирование горного массива под днищем 20 хранилища 2, а на подошве этих выработок 22 монтируют гидроизоляционную облицовку 25 из коррозионно стойкого листового материала или других гидроизоляционных материалов. Бетон 24 в днище 20 хранилища 2 доставляют по выработкам 7 откаточного горизонта, Горную породу от проходки выработок 22 в днище 20 хранилища 2 перепускают по наклонным перепускным выработкам 15 на выработки 8 нижнего горизонта и доставляют в подземный бункер 5 через перепускник 14. При сооружении стен 21 хранилища 2 осуществляют послойное разрушение горного массива буровзрывным способом с помощью взрывных скважин или шпуров 26 в пределах толщины будущих стен 21 по всему Периметру хранилища 2 с магазинированием его 27 в таким способом создаваемой полости стен 21 и лишь с частичным выпуском разрушенной горной породы для создания пространства между разрушенной горной породой и потолочиной полости, обеспечивающего условия производства работ по разрушению горного массива в очередной слое, тампонированию окружающего стены 21 хранилища 2 горного массива, монтажу элементов теплообменника 28 и гидроизоляционной облицовки 25 из коррозионно стойких соответственно труб и листового материала. Этот процесс продолжают до достижения заданной высоты стен 21 сооружаемого хранилища 2. Затем осуществляют проходку наклонных перепускников 16 в выработки 6 верхнего горизонта для подачи бетона 24 в полости стены 21 хранилища 2, После этою производят полный выпуск замагазинированной горной породы 27 через наклонные перепускные выработки 15 и доставляют ее по выработкам 8 откаточного горизонта и через перепускник 14 в подземный бункер 5. Затем полость стен 21 заполняют бетоном 24, доставляемом по выработкам б верхнего горизонта и через наклонные перепускники 16 (фиг.13 - 17). После завершения работ по сооружению хранилища 2 производят послойное разрушение горного массива буровзрывным или механическим способом в пределах шахты 3 в направлении сверху от захороняемого объекта 1 вниз до уровня системы выпускных отверстий 17 в хранилище 2. Разрушенную горную породу 27 магазинируют в таким способом создаваемой шахте 3 лишь с частичным выпуском разрушенной горной породы через восстающую выработку 11 в выработки 7 откаточного горизонта для создания компенсационного пространства перед разрушением горного массива в очередном слое или его части. Разрушение горного массива в слое осуществляют из буровы х выработок 19 путем бурения и взрывания скважин 29 круговыми веерами в параллельных плоскостях. Горный массив, представленный мягкими или слабоустойчивыми породами, предварительно разрушают механическим способом с помощью проходческих комбайнов или отбойных молотков путем поочередной проходки параллельных горизонтальных выработок с оставлением ленточных целиков между ними, выпуска горной породы и заполнения их твердеющей закладкой, повторяя этот процесс до полной замены слабоустойчивых пород горного массива твердеющей закладкой по всей площади шахты и высоте слоя этих пород. Затем слой затвердевшей закладки разрушают буровзрывным способом вместе с нетронутым горным массивом в указанной выше последовательности. После разрушения горного массива по всей площади и высоте шахты 3 от объекта 1 до хранилища 2 производят плавный равномерный регулируемый и контролируемый выпуск замагазинированной разрушенной горной породы 27 через систему выпускных отверстий 17, выработки 7 откаточного горизонта и далее доставляют через перепускники 14 в подземный бункер 5 и выдают по стволу 4 на дневную поверхность. Одновременно с выпуском разрушенной горной породы 27 осуществляют плавное опускание захороняемого объекта 1 по шахте 3 в хранилище 2, контролируемое одним из известных способов. обеспечивающих предотвращение перекоса или заклинивание объекта 1 в ша хте 3. После установки захороняемого объекта 1 в хранилище 2 пространство между объектом 1 и стенами 21 хранилища 2 заполняют сыпучим материалом 30 в виде песка или щебня, верхнюю часть хранилища 2 от его верхней кромки до объекта 1 заполняют бетоном 24, а свободную часть шахты 3 от хранилища 2 до уровня земной поверхности заполняют разрушенной горной породой 31 извлекаемой из шахты при опускании захороняемого объекта. Теплообменник 27 в виде спирали из трубопровода из коррозионно стойких материалов, смонтированный в стенах 21 хранилища 2, соединяют с трубопроводом 32, который прокладывают по выработке 6 верхнего горизонта, восстающей выработке 9 и выводят на дневную поверхность. Пример осуществления способа захоронения экологически опасных объектов приводится применительно к условиям ядерного реактора четвертого блока Чернобыльской АЭС. Захоронение предполагается осуществи ть путем опускания объекта вместе с разрушенной горной породой по соосной с объектом вертикальной шахте в хранилище, созданное на необходимой глубине в земной коре, Разрушенную горную породу выпускают через систему выпускных отверстий и выдают через вертикальный ствол на дневную поверхность с последующим заполнением ею шахты. Для этого на безопасном расстоянии от объекта проходят вертикальный ствол на заданную глубин у, сооружают подземный бункер. Ствол оснащают скипо-клетьевым подъемом с клетью на один рудничный вагон емкостью 4куб.м и скипом емкостью 10 - 15куб.м. Со ствола проходят околоствольные дворы и системы горизонтальных выработок на трех горизонтах: верхнем - над верхней кромкой будущего хранилища, откаточном - над днищем хранилища и нижнем - под хранилищем. Выработки верхнего горизонта предназначены для доставки бетона в стены хранилища при его создании, откаточного горизонта - для развития горно-проходческих работ, транспортировки горной породы от проходки выработок и при выпуске горной породы из шахты к подземному бункеру, подачи бетона в днище хранилища, доставки материалов и оборудования, нижнего -для выдачи горной породы при создании хранилища. Из выработок откаточного горизонта проходят: - восстающую выработку, оснащенную лифтовым подъемником, которая предназначена для перемещения людей, доставки материалов и оборудования, проходки подводящих к шахте горизонтальных выработок и буровых выработок в пределах ша хты; - восстающую выработку для перепуска на откаточный горизонт горной породы при проходке подводящих и буровых выработок; - восстающую выработку в оси шахты для частичного выпуска горной породы при разрушении ее в пределах ша хты; - восстающую выработку с горизонтальными ходками к хранилищу для его сооружения; - перепускную выработку в подземный бункер. Из выработок откаточного горизонта создают систему выпускных отверстий над днищем хранилища, предназначенную для выпуска разрушенной горной породы из шахты при опускании объекта в хранилище. Хранилище сооружают из бетона с толщиной днища по условиях технологии проходки выработки не менее 2м, толщиной стен по тем же условиям не менее 1,5 - 2м. Размеры хранилища превышают габаритные размеры объекта на 1 - 2м. Форма хранилища в плане соответствует форме объекта. Сооружение хранилища осуществляют в два этапа; сначала сооружают днище, затем - стены. Днище сооружают путем поочередной проходки параллельных выработок по длине или ширине хранилища с оставлением ленточных целиков между ними, заполнения выработок бетоном и после затвердения бетона проходят выработки второй очереди, заполняют их бетоном и продолжают этот процесс до сооружения днища по всей площади хранилища. Одновременно из выработок осуществляют тампонирование горного массива под днищем и монтируют гидроизоляционную облицовку из коррозионно стойких или други х гидроизоляционных материалов. Стены хранилища сооружают путем послойного буровзрывного разрушения горного массива по всему периметру хранилища с магазинированием ее в таким образом создаваемой полости стен хранилища лишь с частичным ее выпуском для создания условий производства работ в очередном слое. Этот процесс продолжают до достижения полной высоты стен хранилища, после чего осуществляют проходку наклонных перепускников на выработки верхнего горизонта. Одновременно с послойным разрушением горного массива осуществляют работы по тампонированию окружающего стены горного массива, монтажу изоляционной облицовки и элементов теплообменника из коррозионно стойких металлических труб. После завершения этих работ осуществляют полный выпуск разрушенной горной породы из полости стен через перепускники на выработки нижнего горизонта и транспортируют ее в подземный бункер. Затем полости стен хранилища заполняют бетоном из выработок верхнего горизонта через наклонные перепускники. Разрушение горного массива в пределах шахты осуществляют горизонтальными слоями в направлении сверху от объекта вниз до хранилища буровзрывным способом путем бурения из буровых выработок скважин круговыми веерами в вертикальных параллельных плоскостях и взрывания их. Разрушенную горную породу магазинируют в таким способом образующейся шахте лишь с частичным выпуском ее для создания компенсационного пространства перед разрушением горного массива в каждом следующем слое или его части. Разрушение мягких или слабоустойчивых пород осуществляют механическим способом с использованием проходческих комбайнов или отбойных молотков путем поочередной проходки параллельных горизонтальных выработок с оставлением между ними ленточных целиков, заполнения их твердеющей закладкой, затем, после затвердения закладки, проходки второй и последующи х очередей выработок, заполнения их твердеющей закладкой до полной замены искусственным массивом по всей площади шахты и высоте слоя мягких или слабоустойчивых пород. Созданный искусственный массив разрушают буровзрывным способом вместе с нетронутым массивом в указанной выше последовательности. Затем производят полный, равномерный, регулируемый выпуск разрушенной горной породы из шахты через систему выпускных отверстий над днищем хранилища при одновременном опускании объекта в хранилище. После установки объекта в хранилище перекрывают бетоном места пересечения стен хранилища выработками откаточного горизонта, заполняют пространство между стенами хранилища и объектом сыпучим материалом в виде песка или щебня, заполняют бетоном верхнюю часть хранилища над объектом, свободную часть ша хты от хранилища до уровня земной поверхности заполняют разрушенной горной породой, извлекаемой из шахты через ствол на поверхность при опускании захороняе-мого объекта. Теплообменник соединяют с трубопроводами из тех же коррозионно стойких труб, которые выводят по горизонтальной выработке верхнего горизонта и лифтовой восстающей выработке на дневную поверхность. Применение изобретения позволит достигнуть повышения надежности и безопасности процесса захоронения и длительного хранения экологически опасных объектов, безопасного производства горных работ по сооружению хранилища и собственно по захоронению объектов за счет сооружения надежного подземного хранилища без предшествующего разрушения горного массива в емкости этого хранилища, перекрытия и подпора открытых крупноплощадных обнажений горного массива в стенах шахты замагазинированной разрушенной горной породой, исключения открытого обнажения горного массива в потолочине путем разрушения его сверху от основания объекта и далее до хранилища, который магазинируется и служит опорой для объекта как в процессе разрушения массива, так и опускания объекта в хранилище, а это в конечном счете позволяет обеспечить защиту окружающей среды как в атмосфере, так и в земной коре отэкологически опасного загрязнения. Предложенное изобретение предназначено для захоронения твердых экологически опасных и особо опасных объектов, включая и остатки ядерного топлива, любых поперечных размеров и геометрических форм в различных геологических условиях горного массива земной коры на требуемой глубине, а также может быть использовано в горном деле и подземном строительстве при сооружении крупногабаритных инженерных объектов в нетронутом горном массиве с последующим, после завершения сооружения объекта, разрушением и выемкой заключенного в емкости объекта горного массива, в отличие от традиционного способа сооружения крупногабаритных объектов, где первоначально производят разрушение и выемку горного массива по всему объему объекта или его частей, затем возводят крепь в нем. При этом крупногабаритные объекты могут таким способом сооружаться в различных геологических условиях и глубине. Реализация данного способа исключает необходимость контакта обслуживающего персонала с экологически опасными объектами в процессе их захоронения.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for disoisal of ecologically dangerous objects

Автори англійською

Rymarchuk Borys Ivanovych, Kunets Hryhorii Onufriiovych, Diadechkin Mykola Ivanovych

Назва патенту російською

Способ захоронения экологически опасных объектов

Автори російською

Рымарчук Борис Иванович, Кунец Григорий Онуфриевич, Дядечкин Николай Иванович

МПК / Мітки

МПК: G21F 9/04

Мітки: об'єктів, спосіб, екологічної, небезпечних, поховання

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/18-9547-sposib-pokhovannya-ekologichno-nebezpechnikh-obehktiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб поховання екологічно небезпечних об’єктів</a>

Подібні патенти