Спосіб захоронення відходів у гірничих виробках

Реферат: UA 88705 U UA 88705 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої промисловості, а саме до проблеми екологізації геотехнологій, і може бути використана для довгострокового захоронення відходів у гірничих виробках, проведених при камерній технології розробки корисних копалин. Відомий спосіб створення підземних сховищ токсичних відходів в соленосних породах (RU, № 2066770 С1, МПК6 Е21F 17/16, G21F 9/34, опубл. 20.09.1996 p.), що включає виконання камер у відпрацьованих калійних пластах і в соленосних породах, що вміщують їх, із залишенням міжкамерних ціликів, ізоляцію камер гідроізоляційними перемичкам і захоронення відходів в камерах, цілики між якими деформуються у стадії сталої повзучості при мірі навантаження, що виключає виникнення і розвиток в них руйнувань. Спосіб не забезпечує безпечне довгострокове зберігання відходів, оскільки міжкамерні цілики з часом створюють додаткову концентрацію напружень, яка призводить до порушення цілісності камер. Крім цього створення підземних сховищ тільки в соленосних породах звужує область використання способу, а виконання камер у вміщуючих породах відпрацьованих пластів потребує значних витрат. Найбільш близьким аналогом по технічній суті до пропонованого способу являється спосіб захоронення токсичних відходів у гірничих виробках (RU, № 2118459 С1, МПК Е21F 17/16, опубл. 27.08.1998 p.), що включає формування камер захоронення шляхом проведення гірничих виробок в соленосному масиві, буріння в підошві камер захоронення свердловин великого діаметру по нормалі до її площини і виконання розвантажувальних порожнин в підошві камер по їх периметру у вигляді щілин, розміщення у свердловинах замкнених в контейнери токсичних відходів, герметизацію проміжків між контейнерами і стінками свердловин, перекриття усть свердловин заглушками. Відомий спосіб не забезпечує надійність довгострокового зберігання відходів і безпеку ведення гірничих робіт. Виконання розвантажувальних порожнин бурінням щілин по периметру камери не забезпечує стійкість і захист усіх свердловин від їх взаємного впливу одна на одну, оскільки контур розвантаження нерівномірно поширюється по периметру зони їх взаємного впливу. При цьому безпека камер захоронення недостатня, оскільки спостерігається деформація контейнерів від високої концентрації напружень на стінках свердловини. Крім цього заповнення об'єму камери сіллю є не раціональним, оскільки виключає захоронення в ній рідких і/або газоподібних відходів, чим призводить до зниження об'ємів захоронення. Реалізація способу передбачає проведення камер в соляних породах, що обумовлює, трудомісткість і удорожчання способу, а також звужує область його використання. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу захоронення відходів у гірничих виробках, в якому за рахунок створення замкнутого контуру розвантаження навколо кожної свердловини і зниження напружень на її стінках, забезпечується довгострокове зберігання відходів і безпека ведення гірничих робіт при підвищенні об'єму захоронення і здешевленні способу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі захоронення відходів у гірничих виробках, що включає буріння свердловин великого діаметра в підошві сформованих камер захоронення і виконання розвантажувальних порожнин в підошві камер, розміщення у свердловинах, замкнених в контейнери, токсичних відходів, герметизацію проміжків між контейнерами і стінками свердловин, перекриття усть свердловин заглушками, згідно з корисною моделлю, як камери захоронення використовують проведені при камерній відробці родовищ корисних копалини стійкі гірничі виробки, розвантажувальні порожнини виконують бурінням шпурів на глибину, не меншу ніж глибина свердловини, радіально розташованих навколо кожної свердловини паралельно її поздовжньої осі на однаковій відстані один від одного і їх герметизацією на всю довжину, після чого в камеру захоронення поміщають еластичну оболонку, що забезпечує при наступному розміщенні в ній рідких і/або газоподібних малонебезпечних відходів повне заповнення об'єму камери, яку потім ізолюють перемичкою. Суть способу захоронення відходів у гірничих виробках пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 представлена технологічна схема способу захоронення відходів у гірничих виробках при розробці родовищ корисних копалини; на фіг. 2 - розріз по А-А на фіг. 1. На фігурах представлені: 1 - вміщуючий масив пласта; 2 - камера захоронення (гірнича виробка); 3 - свердловина; 4 - шпури; 5 - ізолюючий матеріал; 6 - контейнер; 7 - заглушка; 8 еластична оболонка з малонебезпечними відходами 9; 10 - перемичка; 11 - технологічний отвір; 12 - трубопровід; 13 - цілик; Спосіб здійснюють наступним чином. Проведену у вміщуючому масиві 1 при камерній підробці вугілля стійку гірничу виробку використовують, як камеру захоронення 2. В підошві камери 2 бурять свердловини 3 великого 1 UA 88705 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 діаметра, величина перевищує діаметр контейнерів, в яких розміщують токсичні відходи будьякого класу небезпеки. Буріння здійснюють на глибину, яка виключає деформацію і порушення герметичності нижнього контейнера від ваги вище розміщених контейнерів. Розвантажувальні порожнини виконують бурінням на глибину не менше глибини свердловини 3 шпурів 4, радіально розташованих навколо кожної свердловини 3 паралельно її поздовжній осі на однаковій відстані один від одного. Їх геометричні параметри і просторова орієнтація забезпечує створення замкнутого контуру розвантаження (тобто рівномірний перерозподіл максимальних напружень із стінки свердловини 3 на стінки шпурів 4) і стійкість області гірського масиву, що знаходиться між контуром свердловини і контуром шпуру. Шпури 4 герметизують ізолюючим матеріалом 5 на всю довжину. У свердловинах розміщують контейнери 6, параметри яких забезпечують надійне захоронення відходів відповідного класу небезпеки. Здійснюють герметизацію проміжків між контейнерами і стінками свердловин шляхом їх заповнення ізолюючим матеріалом 5, устя свердловин перекривають заглушкою 7. У порожнину камери 2 поміщають еластичну оболонку 8, в яку подають рідкі і/або газоподібні малонебезпечні відходи 9 через трубопровід 12, розташований в технологічному отворі 11 міжкамерного цілика 13, забезпечуючи повне заповнення об'єму камери, яку потім ізолюють перемичкою 10. У зв'язку з тим, що буріння шпурів навколо кожної свердловини створює замкнутий контур розвантаження, що рівномірно поширює зниження напружень на стінках свердловини, забезпечується довгострокове зберігання відходів і безпека ведення гірничих робіт. Використання як камери захоронення проведених при камерній відробці родовищ корисних копалини стійких гірничих виробок здешевлює реалізацію способу. Розміщення в еластичній оболонці малонебезпечних відходів для повного заповнення порожнини камери, обумовлює збільшення об'ємів захоронення. Приклад. При відробці горизонту вугільного пласта за камерною технологією і за наявності метану здійснювали нормалізацію аерогазового режиму. Потім в підошві не експлуатованих стійких гірничих виробок, які використовували як камери захоронення, буровим верстатом бурили свердловини діаметром 0,5 м, глибиною 5 м. Діаметр свердловин забезпечує максимальне використання площі підошви камери при розташуванні вісьмох свердловин в один ряд уздовж поздовжньої осі. Навколо кожної свердловини тим же устаткуванням здійснювали буріння розвантажувальних шпурів у кількості 6 штук, діаметром 0,6 діаметра свердловин і глибиною, рівною глибині свердловин. Пробурені шпури герметизували пінополіуретановою смолою на всю довжину за допомогою компресора. У свердловини опускали контейнери з замкненими в них фенолам і заповнювали проміжки між контейнерами та стінками свердловини пінополіуретановою смолою. Устя свердловини перекривали заглушкою у вигляді круглої бетонної плити. У міжкамерному цілику бурили технологічний отвір, в який поміщали трубу. У камеру поміщали еластичну оболонку, отвір якої з'єднували з трубою через перемичку. По трубі подавали малонебезпечні відходи у вигляді розсолу, забезпечуючи збільшення розмірів еластичної оболонки і повне заповнення нею об'єму камери. Після цього трубу витягали з оболонки, перекриваючи при цьому отвір оболонки за допомогою перемички. Технологічний отвір герметизували пінополіуретановою смолою. В порівнянні з найближчим аналогом пропонований спосіб забезпечує зниження напружень на стінках свердловини на 35 %, збільшення об'ємів захоронення на 50 % і здешевлення способу на 70 %. Таким чином, використання способу, що заявляється, забезпечує довгострокове зберігання відходів і безпеку ведення гірничих робіт при підвищенні об'єму захоронення і здешевлення способу за рахунок створення замкнутого контуру розвантаження навколо кожної свердловини і зниження напружень на її стінках. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Спосіб захоронення відходів у гірничих виробках, що включає буріння свердловин великого діаметра в підошві сформованих камер захоронення і виконання розвантажувальних порожнин в підошві камер, розміщення у свердловинах, замкнених в контейнери, токсичних відходів, герметизацію проміжків між контейнерами і стінками свердловин, перекриття усть свердловин заглушками, який відрізняється тим, що як камери захоронення використовують проведені при камерній відробці родовищ корисних копалини стійкі гірничі виробки, розвантажувальні порожнини виконують бурінням шпурів на глибину, не меншу ніж глибина свердловини, радіально розташованих навколо кожної свердловини паралельно її поздовжньої осі на 2 UA 88705 U однаковій відстані один від одного і їх герметизацією на всю довжину, після чого в камеру захоронення поміщають еластичну оболонку, що забезпечує при наступному розміщенні в ній рідких і/або газоподібних малонебезпечних відходів повне заповнення об'єму камери, яку потім ізолюють перемичкою. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3