сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов
Классы МПК: | E04H9/12 противовоздушные убежища, скрытые под землей, например галерейного типа |
Автор(ы): | Старцев В.А. |
Патентообладатель(и): | Старцев Владимир Андреевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-11-08 публикация патента:
10.07.2003 |
Изобретение может быть использовано в строительстве при создании сооружений для размещения и длительного экологически безопасного хранения ядерных, химических, бактериологических и информационных объектов стратегического назначения, обеспечивающих политический и экономический суверенитет государства. Изобретение решает задачу скрытного, безопасного, мобильного и долгосрочного вывода стратегических объектов из биосферы с возможностью оперативного возврата в нее путем использования в конструкции сооружения сочетания геомеханических и жидкостных несущих элементов, выполняющих одновременно роль транспортных артерий. Модули 5 снабжены гидроизолирующими оболочками 6, а галереи 3 и помещения 4 заполнены жидкостью 7, не агрессивной к ограждающим галереи 3 и помещения 4 горным породам 1. Сооружение дополнительно снабжено гидронапорным, гидроприжимным устройствами и шлюзовым приспособлением 14, каналом для удаления из галерей 3 и помещений 4 воздуха. Гидронапорное устройство расположено в земной коре с выходом на земную поверхность, выполнено в виде трубопровода с нисходящей 8 и восходящей 9 ветвями, заполненными жидкостями 10 и 7. Гидроприжимное устройство расположено на земной поверхности без заглубления в земную кору, выполнено в виде вертикально расположенного трубопровода 12, заполненного жидкостью 13, при этом верхний конец нисходящей ветви 8 трубопровода гидронапорного устройства имеет связь с нижним концом трубопровода 12 гидроприжимного устройства и шлюзовым приспособлением 14, нижний конец нисходящей ветви 8 трубопровода гидронапорного устройства соединен с нижним концом восходящей ветви 9 этого трубопровода, верхний конец восходящей ветви 9 трубопровода соединен с галереей 3, верхний конец трубопровода 12 гидроприжимного устройства связан с атмосферой. 11 з.п.ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, включающее соединенные галереями помещения, оборудованные в водоупорных породах земной коры, в которых размещены модули для хранения объектов стратегического назначения, отличающееся тем, что модули снабжены гидроизолирующими оболочками, а галереи и помещения заполнены жидкостью или жидкостями, неагрессивными к ограждающим галереи и помещения горным породам. 2. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено гидронапорным или гидронапорным, гидроприжимным устройствами и шлюзовым приспособлением, каналом для удаления из галерей и помещений воздуха. 3. Сооружение по п. 2, отличающееся тем, что гидронапорное устройство расположено в земной коре с выходом или без выхода на земную поверхность, выполнено в виде трубопроводов или трубопровода с нисходящей или с нисходящей и восходящей ветвями, заполненными жидкостью или жидкостями, гидроприжимное устройство расположено на земной поверхности с заглублением или без заглубления в земную кору, выполнено в виде наклонно или вертикально расположенного трубопровода, заполненного жидкостью или жидкостями, при этом верхний конец нисходящей ветви трубопровода гидронапорного устройства имеет связь с атмосферным воздухом или нижним концом трубопровода гидроприжимного устройства и шлюзовым приспособлением, нижний конец трубопровода нисходящей ветви трубопровода гидронапорного устройства соединен с нижним концом восходящей ветви трубопровода этого устройства или с галереей, верхний конец трубопровода гидроприжимного устройства связан с атмосферой, а канал для удаления из галерей и помещений воздуха выполнен в виде трубопроводов или трубопровода, проложенного вдоль галерей, помещений и гидронапорного устройства, оборудован обратным клапаном, воздухозаборными окнами, расположенными на нижнем конце трубопровода, под кровлей галерей и помещений и выходом в атмосферу на верхнем конце трубопровода, который после удаления воздуха и заполнения трубопровода жидкостью перекрывается задвижкой. 4. Сооружение по п.3, отличающееся тем, что высота нисходящей ветви трубопровода (Н2) гидронапорного устройства составляет![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208114/2208114-2t.gif)
где Нг.п - расчетная глубина заложения галерей и помещений сооружения в недрах земной коры, м;
к - заданный коэффициент компенсации горного давления на галереи и помещения сооружения давлением, создаваемым гидронапорным или гидронапорным и гидроприжимным устройствами, доля ед.;
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208005/916.gif)
H1 - высота трубопровода гидроприжимного устройства, м;
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
и должна быть больше или равна сумме
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208005/916.gif)
Н3 =H2-
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208005/916.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к специальным сооружениям, расположенным в породах земной коры, предназначенным для размещения и длительного экологически безопасного хранения объектов стратегического назначения. Известно сооружение для длительного изолированного пребывания объектов (патент РФ 2139983, кл. Е 04 Н 9/12, принят за прототип), включающее соединенные галереями помещения, оборудованные в водоупорных горных породах земной коры, в которых размещены модули для хранения объектов. Недостатком известного сооружения является высокая непрерывная конвергенция породных массивов, ограждающих помещения, за счет явления ползучести и текучести горных пород, в сторону открытого пространства помещений, что приводит их в непригодное для эксплуатации состояние. Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи скрытного, безопасного, мобильного и долговременного вывода стратегических объектов из биосферы с возможностью оперативного возвращения в нее. Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом, заключающимся в создании не доступной для внешнего наблюдателя, практически недеформируемой в условиях всестороннего сжатия, но проницаемой для специальных транспортных средств композиционной утилитарной среды. Существенные признаки заявляемого технического решения:ограничительные - наличие соединенных галереями помещений, оборудованных в водоупорных породах земной коры, в которых размещены модули для хранения объектов стратегического назначения;
отличительные - модули снабжены гидроизолирующими оболочками, а галереи и помещения заполнены жидкостью или жидкостями, неагрессивными к ограждающим галереи и помещения горным породам; сооружение дополнительно снабжено гидронапорным или гидронапорным, гидроприжимным устройствами и шлюзовым приспособлением, каналом для удаления из галерей и помещений воздуха; гидронапорное устройство расположено в земной коре с выходом или без выхода на земную поверхность, выполнено в виде трубопроводов или трубопровода с нисходящей и восходящей ветвями, заполненными жидкостью или жидкостями, гидроприжимное устройство расположено на земной поверхности с заглублением или без заглубления в земную кору, выполнено в виде наклонно или вертикально расположенного трубопровода, заполненного жидкостью или жидкостями, при этом верхний конец нисходящей ветви трубопровода гидронапорного устройства имеет связь с атмосферным воздухом или нижним концом трубопровода гидроприжимного устройства и шлюзовым приспособлением, нижний конец трубопровода нисходящей ветви гидронапорного устройства соединен с нижним концом восходящей ветви трубопровода этого устройства или с галереей, верхний конец восходящей ветви трубопровода соединен с галереей, верхний конец трубопровода гидронапорного устройства связан с атмосферой, а канал для удаления из галерей и помещений воздуха выполнен в виде трубопроводов или трубопровода, проложенного вдоль галерей, помещений и гидронапорного устройства, оборудован обратным клапаном, воздухозаборными окнами, расположенными на нижнем конце трубопровода, под кровлей галерей и помещений, и выходом в атмосферу на верхнем конце трубопровода, который после удаления воздуха и заполнения трубопровода жидкостью перекрывается задвижкой; высота нисходящей ветви трубопровода (Н2) гидронапорного устройства составляет
H2 = [Hг.п
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208005/916.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
где Нг.п - расчетная глубина заложения галерей и помещений сооружения в недрах земной коры, м;
к - заданный коэффициент компенсации горного давления на галереи и помещения сооружения давлением, создаваемым гидронапорным или гидронапорным и гидроприжимным устройствами, доля ед.;
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208005/916.gif)
Н1 - высота трубопровода гидроприжимного устройства, м;
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
и должна быть больше или равна сумме
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208005/916.gif)
а высота (Н3) восходящей ветви трубопровода гидронапорного устройства составляет
Н3=Н2-
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208005/916.gif)
галереи и помещения для размещения модулей с объектами стратегического назначения размещены внутри соляной толщи, заключенной в породах земной коры, а в качестве заполняющей галереи и помещения жидкости используется насыщенный соляной раствор;
гидроизолирующие оболочки, покрывающие модули, выполнены из нержавеющего материала, исключающего закристаллизацию оболочки солями, содержащимися в окружающих оболочки модулей средах; оболочка нисходящей ветви трубопровода гидронапорного устройства на протяжении от земной поверхности до соляной толщи окружена гидроизолирующим воротником, боковым поверхностям которого придана ступенчатая форма; верхний конец нисходящей ветви трубопровода гидронапорного устройства или верхний конец нисходящей ветви трубопровода гидронапорного устройства, шлюзовое приспособление, нижний конец трубопровода гидроприжимного устройства и устье воротника изолированы от природных вод колпаковой плотиной на высоту, превышающую вероятностно ожидаемый максимальный уровень затопления земной поверхности территории размещения сооружения природными водами; нисходящая и восходящая ветви трубопровода гидронапорного устройства на участках прохождения их через соляную толщу снабжены водоупорными кольцами; помещения сооружения расположены друг от друга на расстоянии, исключающем их совместное влияние на напряженно-деформированное состояние окружающих массивов горных пород; сооружение снабжено батисферами и/или батискафами для перемещения модулей; модули для хранения стратегических объектов снабжены движителями для их автономного перемещения. Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и техническим результатом заключается в том, что снабжение модулей гидроизолирующими оболочками и заполнение галерей и помещений жидкостью, неагрессивной к ограждающим галереи и помещения горным породам, позволяет создать искусственную среду для скрытного размещения стратегических объектов, хотя и пассивно, но в определенных пределах сопротивляющуюся проявлениям горного давления, увеличивая срок безопасного пребывания стратегических объектов в сооружении. Снабжение сооружения гидронапорным или гидронапорным, гидроприжимным устройствами и шлюзовым приспособлением, каналом для удаления из галерей и помещений воздуха создает условия для активного регулирования величины противодействия горному давлению, позволяет исключить образование воздушных мешков в объеме сооружения, снижающих за счет высокой деформационной способности воздуха динамическую составляющую эффекта заводнения галерей и помещений сооружения. Конструктивное исполнение упомянутых устройств и их взаимное расположение обеспечивает надежную практическую реализацию предложенного принципа управления горным давлением во взаимосвязи с возможностью осуществления транспортных операций с сохраняемыми объектами, снабжение трубопровода для удаления воздуха обратным клапаном и задвижкой, исключает влияние веса столба жидкости в этом трубопроводе на напряженное состояние жидкости в галереях и помещениях. Предложенная математическая зависимость между параметрами силовых характеристик гидронапорного и гидроприжимного устройств позволяет выбирать варианты конструктивного исполнения сооружения во взаимосвязи с конкретными горно-геологическими условиями и технико-экономическими возможностями заказчика и подрядчика строительства сооружения. Окружение оболочки нисходящей ветви трубопровода гидронапорного устройства на протяжении от земной поверхности до соляной толщи гидроизолирующим воротником с приданием боковым поверхностям его ступенчатой формы, снабжение нисходящей и восходящей ветвей трубопровода гидронапорного устройства на участках прохождения их через соляную толщу, водоупорными кольцами, а также изоляция гидронапорного и гидроприжимного устройств шлюзового приспособления и воротника от контакта с природными водами за счет применения колпаковой плотины направлено на обеспечение герметичности гидросистемы сооружения и исключение влияния на ее параметры и сохранность химически активных поверхностных и подземных природных вод. Расположение помещений сооружения на расстоянии, исключающем их совместное влияние на напряженно-деформированное состояние окружающих массивов горных пород, обеспечивает долговечность сооружения, особенно в случае, когда заданный коэффициент компенсации (к) горного давления на галереи и помещения сооружения давлением, создаваемым гидронапорным или гидронапорным и гидроприжимным устройствами, меньше единицы. Снабжение сооружения батисферами и/или батискафами, снабжение модулей для хранения стратегических объектов движителями для их автономного перемещения позволяет скрытно и мобильно совершать передислокацию модулей внутри сооружения, обеспечивая оперативное решение стоящих перед государством стратегических задач... На чертеже показан общий вид сооружения для длительного изолированного хранения стратегических объектов, образованного в соляной толще, заключенной в породах земной коры. Сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, оборудованное в соляной толще 1, заключенной в породах 2 земной коры, включает соединенные галереями 3 помещения 4, расположенные друг от друга на расстоянии, исключающем их взаимное влияние на напряженно-деформировнное состояние окружающих массивов горных пород соляной толщи 1. В помещениях 4 размещены модули 5 для хранения объектов стратегического назначения. Модули 5 снабжены гидроизолирующими оболочками 6, а галереи 3 и помещения 4 заполнены насыщенным соляным раствором 7. Оболочки 6 выполнены из нержавеющего материала, исключающего закристаллизацию оболочек 6 солями, содержащимися в соляном насыщенном растворе и ограждающих помещения 4 массивах соляных горных пород. Сооружение снабжено гидронапорным устройством, расположенным в соляной толще 1 и вмещающих породах 2 земной коры с выходом на земную поверхность, выполненным в виде трубопровода с нисходящей 8 и восходящей 9 ветвями. Нисходящая ветвь трубопровода заполнена жидкостью 10, а восходящая ветвь 9 трубопровода гидронапорного устройства заполнена жидкостью 7 - насыщенным соляным раствором. Для определения границы между жидкостью 10 и 7 в гидронапорном устройстве установлен датчик-анализатор жидкостей 11. Сооружение снабжено гидроприжимным устройством, расположенным на земной поверхности без заглубления в земную кору, выполненным в виде вертикально расположенного трубопровода 12, заполненного жидкостью 13. Сооружение снабжено шлюзовым приспособлением 14. Верхний конец нисходящей ветви 8 трубопровода гидронапорного устройства имеет связь с нижним концом трубопровода 12 гидроприжимного устройства и шлюзовым приспособлением 14, нижний конец нисходящей ветви 8 гидронапорного устройства соединен с нижним концом восходящей ветви 9 трубопровода этого устройства, верхний конец восходящей ветви 9 трубопровода соединен с галереей 3. Верхний конец трубопровода 12 гидроприжимного устройства связан с атмосферой. Сооружение снабжено каналом для удаления из галерей 3 и помещений 4 воздуха. Канал для удаления воздуха выполнен в виде трубопровода 15, проложенного вдоль галерей 3, помещений 4 и гидронапорного устройства, оборудован обратным клапаном 16, воздухозаборными окнами 17, расположенными на нижнем конце трубопровода 15, под кровлей галерей 3 и помещений 4, и выходом 18 в атмосферу на верхнем конце трубопровода 15, который после удаления воздуха и заполнения трубопровода 15 жидкостью 7 перекрывается задвижкой 19. Высота нисходящей ветви 8 трубопровода (Н2) гидронапорного устройства составляет
H2 = [Hг.п
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208005/916.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
где Нг.п - расчетная глубина заложения галерей 3 и помещений 4 сооружения в недрах земной коры, м;
к - заданный коэффициент компенсации горного давления на галереи 3 и помещения 4 сооружения давлением, создаваемым гидронапорным и гидроприжимным устройствами, доля ед.;
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208005/916.gif)
H1 - высота трубопровода 12 гидроприжимного устройства, м;
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
Н3=Н2-
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208005/916.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
Отклонение положения расчетного уровня земной поверхности над галереями (поз. 3) и помещениями (поз. 4) сооружения относительно верхнего уровня жидкости (поз. 10) в нисходящей ветви (поз. 8) трубопровода гидронапорного устройства равно + 5 м. Объемный вес жидкости (поз. 7) в восходящей ветви (поз. 9) трубопровода гидронапорного устройства (
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208101/947.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
H2= [300
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
![сооружение для длительного изолированного хранения стратегических объектов, патент № 2208114](/images/patents/262/2208002/8226.gif)
а высота (Н3) восходящей ветви (поз. 9) трубопровода гидронапорного устройства
Н3=333,7-5-300=28,7 м. Предложенная конструкция сооружения для длительного изолированного хранения стратегических объектов позволяет впервые при сравнительно небольших капитальных затратах решить государственную задачу по скрытному, безопасному, мобильному и долгосрочному выводу стратегических объектов из биосферы с возможностью оперативного возвращения в нее.
Класс E04H9/12 противовоздушные убежища, скрытые под землей, например галерейного типа
камера-убежище и способ - патент 2416723 (20.04.2011) | |
затвор гидропневматический - патент 2394971 (20.07.2010) | |
помещение для длительного изолированного пребывания людей - патент 2139983 (20.10.1999) | |
здание - патент 2101442 (10.01.1998) | |
оконный блок - патент 2079624 (20.05.1997) | |
здание - патент 2079623 (20.05.1997) | |
здание - патент 2078887 (10.05.1997) | |
здание - патент 2064039 (20.07.1996) |