способ снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду при его извержении

Формула изобретения

1. Способ снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду при его извержении, включающий создание разрыхленной зоны в склоне вулкана под пробкой кратера и канала отвода магмы методом направленного взрыва, отличающийся тем, что над жерлом вулкана монтируется фильтрационная установка, состоящая из мощной решетки с амортизаторами, установленная на железобетонных стояках с возможностью вертикальной податливости при сильном ударе.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на решетке уложены полимерные камеры, наполненные водой или жаропоглощающей жидкостью.

3. Способ по п.1,отличающийся тем, что на стояках сверху смонтирован железобетонный свод с люком в центре, от которого проложен трубопровод с насосом для откачки смеси газа и пепла из-под купола в бассейн с водой.

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 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 [1].

Данный способ в какой-то мере снизит сотрясательное воздействие извержения на поверхность Земли, что совместно с повышением сейсмостойкости зданий сохранит близлежащие города. Излияние магмы тоже приведено в управляемое русло. Однако

Извержение вулкана сопровождается еще и разбросом камней и пепла на большие площади. Но вопрос снижения влияния этих факторов ни в этом способе, ни в других не рассматривается [2, 3].

Вышеприведенный способ [1] взят нами в качестве прототипа. Предлагаемое изобретение является по сути его расширением.

Целью изобретения является создание способа снижения влияния выброса камней и пепла в процессе извержения вулкана на окружающую среду.

Данная цель достигается следующим путем.

Для отражения и частичного дробления камней при их выбросе на стояках из железобетонных свай и железных труб, заполненных бетоном, устанавливается мощная решетка с отбойниками, сверху которой укладываются полимерные камеры с водой или жаропоглощающей жидкостью, изливающейся в момент взрыва, за счет чего снижается ударная энергия взрыва, а также смачивается пепел и каогулирует в более крупные фракции, склонные к выпадению. Для обеспечения разрыва полимерных камер поверх них растягивается сеть колючей проволоки. Далее через люк бетонного свода поток пепла и газа откачивается насосом и по трубопроводу направляется в бассейн с водой для дальнейшей очистки.

На чертеже представлен вертикальный разрез толщи пород: 1 - кратер, 2 - жерло, 3 - пробка, 4 - скопление магмы и газа, 5 - отводной канал магмы, 6 - опорный пояс, 7 - город, 8 - зона возможного плавления, 9 - скважины, 10 - разрыхленная зона, а также вид на фильтрационную установку сбоку: 11 - купол бетонного свода, 12 - люк, 13 - стояки, 14 - решетка, 15 - амортизаторы, 16 - полимерные камеры, 17 - сеть колючей проводки, 18 - трубопровод, 19 - насос, 20 - водоем. На всех уровнях фильтрационной установки устанавливаются датчики давления, термодатчики, различная замерная аппаратура, газоанализаторы.

С момента пробуждения вулкана начинают подготовку к осуществлению проекта по охране окружающей среды, заранее разработанному, частью которого является реализация задач данного изобретения: определяют возможный гипоцентр землетрясения и вероятный срок извержения вулкана, глубину залегания и напряженность блочной системы опорного пояса, глубину зоны скапливания магмы и зоны ее возможного плавления. На основании научных данных проводятся мероприятия по созданию разрыхленной зоны 10 в целях облегчения выхода магмы на поверхность, строится отводной канал 5, а также проводятся мероприятия по другим пунктам проекта.

Параллельно строится фильтрационная установка. Форма (круговая или удлиненная) зависит от рельефа местности. Над жерлом вулкана на стояках 13 из бетонных свай и железных труб, заполненных бетоном, монтируется мощная решетка с отбойниками из жаропрочного металла 14, с возможностью вертикального перемещения ее по трубам при наличии амортизаторов 15, на которую укладываются полимерные камеры 16, которые заполняются водой (жаропоглощающей жидкостью). На последней стадии прокладывается трубопровод и устанавливается мощный отсасывающий насос.

При взрыве вулкана крупные камни разбиваются об отбойники решетки и задерживаются ей. При сильных ударах решетка амортизирует на пружинах, что препятствует ее разрушению.

Под давлением смеси из газа, мелких камней и пепла полимерные камеры разрываются и изливают содержимое, гася энергию взрыва.

По сигналу датчика давления автоматически включается мощный насос, откачивающий смесь из-под железобетонного купола и направляющий ее в водоем для дальнейшей очистки.

Предлагаемый способ позволит значительно уменьшить пагубные воздействия взрыва вулкана на окружающую среду.

Источники информации

1. RU 2351964 C2, G01V 9/00, 2006.

2. RU 2231092 C2, G01V 9/00, 2003.

3. RU 2098850 C1, 1997.