Спосіб видалення завалу обвалених конструкцій будівлі

Способ удаления завала обрушившихся конструкций здания, заключающийся в измельчении массы завала, отборе и транспортировании измельченного материала из рабочей зоны, отличающийся тем, что измельчение массы осуществляют истиранием ее до сыпучего состояния, отбор сыпучего материала ведут путем отсоса, а транспортирование осуществляют отделением сыпучего материала от воздушного потока и накоплением его в промежуточной емкости, которую периодически перемещают за пределы рабочей зоны и разгружают Изобретение относится к строительству, в частности, к средствам удаления завала обрушившихся конструкций зданий и сооружений, например, после промышленных аварий или стихийных бедствий Оно предназначено для восстановления частично разрушенных или сноса полностью разрушенных зданий или сооружений, особенно в случаях наличия в удаляемых завалах вредных или опасных химических или радиоактивных веществ Изобретение наиболее целесообразно использовать для выполнения работ по разборке аварийного блока Чернобыльской АЭС, а более подробно - для удаления завалов из разрушенных помещений четвертого энергоблока, в частности, центрального реакторного зала и примыкающих к нему помещений Известно, что после промышленных аварий и катастроф, а также природных стихийных бедствий (землетрясений, наводнений, пожаров и т д ) возникает сложная задача по ликвидации завалов, представляющих собой хаотическое нагромождение обломков строительных элементов и конструкций, вперемешку с полуразрушенным промышленным оборудованием и трубопроводами которое находилось в здании до его разрушения При полном сносе разрушенного здания или сооружения используется обычная строительная техника и подъемно-транспортные машины С их помощью фрагменты завала отделяются от общей массы, грузятся на транспортные средства и увозятся При этом арматура и металлические элементы отрезаются газопламенным или абразивным инструментом, а особо прочные и массивные элементы разрушаются взрывами или мощ ными ударными инструментами Эта работа связана с повышенной опасностью и требует высокой квалификации персонала В случае только частичного разрушения, когда здание или сооружение подлежит последующему восстановлению, задача по ликвидации завалов из полуразрушенных помещений усложняется, поскольку работы выполняются в ограниченном пространстве, где невозможно применить обычную строительную технику Наиболее сложными и опасными являются работы, связанные с разборкой завалов в поврежденных зданиях и сооружениях химических, нефтеперерабатывающих, микробиологических и тому подобных производств Это связано с тем, что независимо от того, сносится здание полностью или расчищается от завалов, постоянно существует угроза появления ядовитых, взрывоопасных или легко воспламеняющихся жидкостей, газов, паров, аэрозолей и пыли, которые создают угрозу поражения персонала и заражения окружающей среды Ни с чем не сравнимые проблемы по удалению завалов возникают после аварий на ядерных объектах (энергоблоках, производствах топливного цикла, хранилищах РАО и т д ), крупнейшей из которых является авария на Чернобыльской АЭС Известно, что в результате аварии на ЧАЭС многие помещения в здании четвертого энергоблока оказались полностью или частично разрушенными Одновременно со зданием разрушению подверглись оборудование и коммуникации Таким образом, в здании образовались многочисленные и разнообразные по объёму и структуре (33) UA (46) 16 10 2000, Бюл № 5, 2000 р (72) Пінчук Володимир Якович (73) Міністерство України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від нас лідків Чорнобильсько? катастрофи (56) Авторское свидетельство СССР № 1571241, МКИ5 Е21С 25/00, 15 06 1990 СМ О СП 00 о 00 см < 28089 завалы, состоящие из обломков строительных элементов (железобетонных и металлических), вперемешку с фрагментами оборудования и коммуникаций При этом завалы подверглись термическому воздействию длительных пожаров, были засыпаны материалами, сброшенными с вертолетов (песок, доломит, свинец и т д ), смешаны с фрагментами топлива и графитовых блоков, а сверху покрыты высокоактивной пылью Огромный, практически сплошной завал образовался на месте центрального реакторного зала, где на полностью разрушенную активную зону рухнули перекрытия зала, колонны и стены К нему примыкают другие полностью или частично разрушенные помещения энергоблока Во многих местах завалы были оплавлены до стекловидной массы, и, кроме этого, в них проникли потоки высокоактивной лавы, после остывания которых образовались обширные монолиты В настоящее время весь этот огромный по объему и площади завал находится внутри защитного сооружения - "Укрытия", что усложняет задачу по его ликвидации Разрушенный энергоблок является источником постоянной опасности и заражения окружающей среды, несмотря на наличие защитного сооружения При этом поведение топливосодержащих масс в завалах и помещениях активной зоны энергоблока практически не предсказуемо Для устранения этой угрозы, т е для преобразования объекта "Укрытие" в экологически безопасную систему, необходимо удалить из него завалы с топпивосодержащими массами и, переработав их в безопасные, стабильные формы, надежно захоронить В описанных условиях не могут применяться известные методы и технологии, например, взрывные, использующие ударные или виброинструменты, т. к это вызовет подъём в воздух больших количеств мелкодисперсной высокоактивной топливной пыли, что абсолютно недопустимо Неприемлема также и резка топливосодержащих масс лазерами или газопламенным инструментом, поскольку при этом будут образовываться высокоактивные дым и пар и насыщать воздух помещений Абсолютно недопустимы технологии, при осуществлении которых в рабочей зоне требуется присутствие людей Для решения описанной проблемы, т е для удаления завалов из разрушенных зданий опасных производств, в том числе и из здания разрушенного энергоблока ЧАЭС, в научно-технической литературе предлагается использовать технологии, применяющиеся в горной промышленности, которые основаны на использовании различных дистанционно управляемых горных машин и комплексов Наиболее совершенным среди известных и ближайшим к предложенному является способ разработки горной массы, реализованный горной машиной [1] Эта машина представляет собой проходческий или очистной комбайн, снабженный многофункциональным исполнительно-погрузочным рабочим органом Разработка горной массы осуществляется путем измельчения ее зубьями рабочего органа до щебневидного состояния при одновременном отборе измельченного материала и загрузке его в полость качающейся стрелы комбайна Далее измельченный материал транспортируется шнеком в полости упомянутой стрелы к ленточному транспортеру, который загружает материал в вагонетки, посредством которых материал удаляется за пределы забоя Описанный способ превосходит известные способы, поскольку три его операции (измельчение, отбор и загрузка в транспортное средство) выполняются одновременно одним многофункциональным исполнительно-погрузочным органом Важным положительным качеством способа является и то, что измельченная масса транспортируется в полости качающейся стрелы, что препятствует распространению вредных веществ в частности, радиоактивной пыли Однако данный способ сохранил в себе ряд недостатков, характерных для описанных выше способов Во-первых, он не пригоден для разработки горных масс сложной структуры, таких как завалы в разрушенных зданиях Во-вторых, измельчение осуществляется путем дробления горной массы зубьями рабочего органа, что сопровождается пылевыделением, а это недопустимо при работе на завалах, загрязненных вредными или опасными, например радиоактивными веществами Таким же интенсивным пылевыделением сопровождается и перемещение измельчённой массы по ленточному транспортёру и загрузка ее в вагонетки Существенным недостатком является и то, что для вагонеток необходимо смонтировать и в дальнейшем, по мере выработки завала, наращивать рельсовые пути в лабиринтах разрушенных помещений, что невозможно без участия людей В основу предложенного изобретения положена задача создания способа удаления завала обрушившихся конструкций здания, который путём подбора режима и последовательности операций, обеспечивал бы возможность разработки завалов сложной структуры, содержащих опасные вещества, в том числе и радиоактивные, и тем самим позволил бы устранить завалы из разрушенных зданий и сооружений, таких, например, как блоки атомных станций без ущерба для окружающей среды и людей Поставленная задача решается тем, что в известном способе удаления завала обрушившихся конструкций здания, заключающемся в измельчении массы завала, отборе и транспортировании измельченного материала из рабочей зоны, предложено измельчать массу путем истирания до сыпучего состояния, отбор вести путем отсоса сыпучего материала, а транспортирование осуществлять путем отделения сыпучего материала от воздушного потока и накопления его в промежуточной емкости, которую периодически перемещают за пределы рабочей зоны и разгружают Техническим результатом предложенного решения задачи является то, что измельчению путем истирания поддаётся материал любой прочности и структуры, а также то, что продукты истирания позволяют отбирать их путём отсасывания и транспортировать по воздуховодам, т е отбирать их непосредственно в месте их образования и транспортировать в изолированном от внешней среды состоянии 28089 В результате этого, предложенный способ позволяет удалять из разрушенных помещений завалы любой структуры, причем с содержанием вредных и опасных веществ, без присутствия людей в рабочей зоне и выделения вредных веществ Б окружающую среду. Общими с прототипом существенными признаками способа являются следующие: •способ удаления завала обрушившихся конструкций здания, •заключается в измельчении массы завала, •отборе измельченного материала, •транспортировании измельчённого материала из рабочей зоны К числу новых в сравнении с прототипом существенных признаков способа относятся •измельчение горной массы осуществлять до её сыпучего состояния; •измельчение горной массы осуществляют путём истирания, •отбор ведут путем отсоса сыпучего материала; •транспортирование осуществлять путём отделения сыпучего материала от воздушного потока и накопления его в промежуточной емкости, •промежуточную емкость периодически перемещают за пределы рабочей зоны. Положительные свойства предложенного изобретения основаны в первую очередь на том, что измельчение горной массы, т. е массива завала, осуществляют путём истирания Хотя истирание, на первый взгляд, и является энергоемкой, малопроизводительной операцией, но этот недостаток полностью компенсируется тем, что истиранию поддаются материалы любой структуры и твёрдости, начиная от железобетона вместе с арматурой и стекловидных масс до слежавшихся сыпучих материалов Все эги материалы в результате истирания переходят в сыпучее состояние, которое позволяет легко осуществлять их отбор путем отсоса и транспортировать в воздушном потоке по воздуховодам, т. е в изолированном от внешней среды виде Хотя истирание и сопровождается образованием пыли, но при наличии отсоса она вся удаляется из рабочей зоны вместе с измельчённым материалом. Одновременно с измельчённым материалом отсасываются вредные и опасные выделения (аэрозоли, пары, дымы, мелкодисперсная пыль и т д ), что предотвращает попадание их в окружающую среду Иными словами, отсос выполняет функцию отбора материала и одновременно функцию улавливания вредных выделений из завала. В дальнейшем сущность изобретения иллюстрируется чертежами" на фиг 1 изображена схема осуществления способа, на фиг 2 изображён вариант машины для осуществления способа Примеры осуществления способа В общем виде при осуществлении предложенного способа (см фиг 1) удаляется завал из разрушенного здания, который представляет собой горную массу сложной структуры в виде хаотического нагромождения разрушенных и деформированных строительных конструкций 1 (обломков стен, колонн, перекрытий), а в случае произ водственного здания в завале содержится оборудование, трубопроводы, сырьё и готовая продукция. В случае разрушенного 4-го энергоблока ЧАЭС завал, кроме перечисленных компонентов, содержит пемзо- и стеклообразные монолиты 2, рыхлые слежавшиеся материалы, сброшенные с вертолетов, а также обломки тепловыделяющих сборок и куски графита 3 Измельчение массы завала осуществляется путем воздействия на неё истирающим инструментом 4, который преобразует материал завала в сыпучее (пескообразное) состояние Измельченный материал засасывается воздухозаборниками 5, которые окружают истирающий инструмент, и транспортируется в воздушном потоке через промежуточный патрубок 6 и трубопровод 7 к промежуточной ёмкости 8 Далее сыпучий материал отделяется от воздушного потока и накапливается в промежуточной емкости, а воздух по гибкому воздуховоду 9 отсасывается воздуходувкой с необходимыми фильтрами, расположенной за пределами очищаемого здания или внутри него. При заполнении промежуточной емкости до допустимой величины (по объему или по количеству накопленной радиоактивности) ее транспортируют за пределы очищаемого помещения (любым известным способом) и разгружают. В это время в позицию заполнения становится следующая ёмкость. Истирающим инструментом может служить, например, шарошка с электроприводом, установленная на держателе 10, обеспечивающем перемещение инструмента в заданное положение Для осуществления предложенного способа может использоваться рабочая машина (см. фиг 2), содержащая платформу 11 с известными движителями 12 с поворотной вокруг оси О-О башней 13. Упомянутая башня установлена в поступательных направляющих 14 платформы и снабжена стрелой 15, на которой закреплён держатель 10 истирающего инструмента с воздухозаборниками Задняя часть платформы снабжена основанием 16 для установки промежуточных емкостей. Кроме этого, на основании смонтировано средство 17 для отделения сыпучего материала от воздушного потока (любой известной конструкции) Держатель инструмента, стрела и башня снабжены сообщающимися друг с другом воздуховодами (на чертеже не показаны). Наблюдение за работой инструмента осуществляется с помощью телекамеры 18, а освещение рабочей зоны обеспечивается источниками света 19. Управление перемещением машины и её работой осуществляется дистанционно В процессе работы машина перемещается по полу здания и, приблизившись к завалу, останавливается и фиксирует своё положение выдвижными телескопическими упорами (на чертежах не показаны) Далее вводится в работу истирающий инструмент 4. Установка инструмента в необходимое положение обеспечивается за счёт вертикального перемещения держателя 10 с инструментом , поворота башни 13 вокруг оси О-О и поступательного перемещения башни в направляющих 14 платформы 11 Истирающий инструмент преобразует материал завала в сыпучее состояние Истиранию поддается любой материал, будь то железобетон с арматурой, стекло и пемзооб 28089 разные спёкшиеся массы, монолиты застывшей топлиэосодержащей лавы, слежавшиеся рыхлые материалы {сброшенные с вертолётов), куски графитовой кладки и обломки топливных сборок. Сыпучий материал засасывается воздухозаборниками 5 и перемещается в воздушном потоке через промежуточный патрубок 6 и воздухозоды в держателе, стреле и башне, а также по воздуховоду 7 к средству 17, отделяющему сыпучий материал от воздушного потока. При этом сыпучий материал накапливается в ёмкости 8, а воздух по гибкому трубопроводу 9 отсасывается воздуходувкой. При заполнении ёмкости до заданной величины её снимают с держателя и удаляют за пределы очищаемого здания для разгрузки, а в держатель устанавливают очередную пустую ёмкость. Выработав участок завала в пределах досягаемости стрелы, машина перемещается в глубь завала и продолжает работу. В конечном итоге из помещения удаляется весь материал завала. В процессе работы воздухозаборники засасывают вместе с сыпучим материалом и радиоактивную пыль, которая взвешена в воздухе помещения, а также осела на пол и поверхность завала, что способствует дополнительной очистке помещения. Предложенное изобретение может использоваться для ликвидации завалов, содержащих вредные и опасные для рабочего персонала и окружающей среды вещества, из разрушенных зданий и сооружений опасных производств ядерных, химических, микробиологических и др. Прежде всего, предложенный способ будет полезен для ликвидации завалов, образовавшихся в помещениях 4-го энергоблока ЧАЭС, что позволит преобразовать обьект "Укрытие" в экологически безопасную систему. 28089 9 і 10 7 Фиг. 1 Фиг. 2 8 у " / / / / 28089 ДП "Український інститут промислової власності' (Укрпатент) Бульв Лесі Українки, 26, Київ, 01133, Україна (044) 254-42-30, 295-61-97 Підписано до ДРУКУ „f