способ снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду при его извержении

Формула изобретения

Способ снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду при его извержении, включающий комплекс исследований в полном объеме, согласно которому определяют возможный гипоцентр землетрясения и вероятный срок извержения вулкана, глубину залегания и напряженность блочной системы опорного пояса, глубину зоны скопления магмы и зоны возможного ее плавления, на основании полученных данных создают разрыхленную зону в склоне вулкана под пробкой кратера, при этом в зависимости от рельефа местности и глубины зоны скопления магмы, а также глубины залегания опорного пояса бурят скважины с поверхности или из штольни, проводимой для этой цели к центру вулкана, причем буровые скважины используют для предварительного ослабления горного массива на первом этапе путем гидроразрыва, а на втором этапе ослабления массива используют выщелачивание, после создания разрыхленной зоны создают канал отвода магмы методом направленного взрыва.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к вопросам экологической безопасности, и может быть использовано при строительстве городов и инженерных объектов, а также при разработке полезных ископаемых вблизи действующих вулканов.

Известен способ предупреждения извержений вулканов за счет ослабления физико-механических напряжений вулканического образования в результате проходки автономными бурильными агрегатами конструкции А.И.Плугина от вершины кратера, или боковой стороны вулкана, или в пролегающих породах одной или нескольких выработок заданного сечения на заданную глубину [1].

По полости образованной выработки (или нескольких выработок) ведут управляемый сброс давления парогазовых фаз из полостей вулкана до подхода к устью выработки(выработок) расплава из недр вулкана.

Недостатком способа является то, что при откачке «парогазовых фаз» из недр сразу же пустота заполнится магмой, которая тут же застынет и увеличит толщину пробки, а значит, и усилятся динамические проявления вулкана при его извержении.

Вышеприведенный способ взят нами в качестве прототипа. Целью изобретения является создание альтернативного пути для протекания магмы, - по ослабленному массиву до поверхности с меньшими динамическими проявлениями, создание искусственного протока.

Более спокойное истечение жидкой лавы устранит в какой-то мере бурное извержение вулкана.

На чертеже представлен вертикальный разрез толщи пород: 1 - кратер, 2 - жерло, 3 - пробка, 4 - скопление магмы и газа, 5 - разрыхленная зона (канал искусственного протока), 6 - опережающая скважина, 7 - взрывные скважины, 8 - отводной канал, 9 - опорный пояс, 10 - город, 11 - зона возможного плавления, 12 - раздел Махоровича.

С момента пробуждения вулкана начинают подготовку к созданию разрыхленной зоны: определяют возможный гипоцентр землетрясения и вероятный срок извержения вулкана, глубину залегания и напряженность блочной системы ОПОРНОГО ПОЯСА (именно его разрушение под напором магмы приводит к сильным землетрясениям), глубину зоны скапливания магмы и зоны возможного плавления магмы. На основании научных данных разрабатывается технический проект создания разрыхленной зоны в склоне вулкана (в противоположном от города) под пробкой кратера. Главное: перекрыть (или приблизиться) канал поступления магмы. В зависимости от рельефа местности и глубины зоны скопления магмы, а также глубины залегания опорного пояса, скважины бурятся с поверхности или из ШТОЛЬНИ, проводимой для этой цели к центру вулкана. Причем длина скважин должна быть достаточной для выполнения указанной выше цели. Вторым проектом создается канал отвода магмы способом направленного взрыва. Бурение скважин начинается с проведения опережающей скважины для взятия образцов пород и в дальнейшем для установки датчиков научно-исследовательской аппаратуры.

Буровзрывные скважины могут быть использованы для ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОСЛАБЛЕНИЯ ГОРНОГО МАССИВА. Для этого через скважины подают воду под напором свыше 1000 атм, что приводит к гидроразрыву пор, увеличению трещиноватости, а значит, к снижению прочности пород и улучшению их смачиваемости. Вторым этапом ослабления массива может быть ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ, т.е. нагнетание спецрастворов, растворяющих некоторые минералы вмещающих пород. Выщелачиванием создают множество каналов и пустот в будущей зоне разрыхления, за счет чего значительно снижаются тектонические напряжения и повышаются фильтрационные возможности пород.

Завершать проект взрывными работами следует до проявления его активной деятельности.

Источники информации

1. RU 2231092, G01V 9/00, 2003.