Способ изолирования вредных веществ в подземной камере

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗОЛИРОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОДЗЕМНОЙ КАМЕРЕ(71) Заявители Открытое акционерное общество Белгорхимпром Смычник Анатолий Данилович Кириенко Валерий Михайлович Войтенко Иван Владимирович Богатов Борис Александрович Шемет Сергей Федорович(72) Авторы Смычник Анатолий Данилович Кириенко Валерий Михайлович Войтенко Иван Владимирович Богатов Борис Александрович Шемет Сергей Федорович(73) Патентообладатели Открытое акционерное общество Белгорхимпром Смычник Анатолий Данилович Кириенко Валерий Михайлович Войтенко Иван Владимирович Богатов Борис Александрович Шемет Сергей Федорович(57) 1. Способ изолирования вредных веществ в подземной камере, включающий проходку горной выработки с бурением скважин и нагнетанием твердеющего раствора, отличающийся тем, что проходку горной выработки осуществляют камерной системой разработки на жестких целиках, вокруг горной выработки выявляют ослабленные зоны, зоны трещиноватости и пласты проницаемых пород, в которые через пробуренные скважины закачивают жидкость и одновременно подвергают обработке энергией упругих волн по жидкостному волноводу скважина-пласт для интенсификации эрозионных процессов и увеличения проницаемости пород, причем глубину бурения скважин и расстояние между ними определяют в зависимости от установившейся проницаемости пород и свойств изолируемых вредных веществ, при достижении необходимого уровня проницаемости пород,в них через скважины закачивают твердеющий раствор, а после закладки в подготовленную камеру вредных веществ, выработку закрывают отработанной породой расчетной мощности. 10145 1 2007.12.30 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в отработанной породе, которой закрывают горную выработку, выявляют пустоты и ослабленные зоны, в которые через пробуренные скважины закачивают жидкость и одновременно подвергают обработке энергией упругих волн по жидкостному волноводу скважина - отработанная порода для интенсификации эрозионных процессов и увеличения проницаемости отработанной породы, причем глубину бурения скважин и расстояние между ними определяют в зависимости от установившейся проницаемости отработанной породы и свойств изолируемых вредных веществ,при достижении необходимого уровня проницаемости отработанной породы, в нее через скважины закачивают твердеющий раствор. Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при организации подземных захоронений твердых загрязняющих веществ. Известен способ возведения закладочной перемычки, по которому перед закладкой выработанного пространства из выработки до пересечения с контуром сопряжения выработки и выработанного пространства пробуривают два веера наклонных скважин, через которые пропускают канаты для подъема и закрепления гибкой перемычки. Затем, натягивая канаты, поднимают гибкую перемычку и после того, как перемычка примет вертикальное положение, закрепляют анкерами нижний ее край к почве, а через скважины подают бетонную смесь, заполняя пространство между гибкой перемычкой и плоскостью горного массива. Недостатком известного способа является его невысокая эффективность при использовании выработки для захоронения некоторых вредных веществ, а также данный способ не исключает наличия трещиноватости по контуру выработки 1. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому известен способ сооружения породобетонной крепи, по которому выработку проходят сечением меньше проектного, оставляя приконтурный слой пород. Затем бурят шпуры перпендикулярно оставленному слою на глубину, обеспечивающую их выход за проектный контур выработки на 10-20 см. В законтурную часть каждого шпура помещают закрепляющий материал, а приконтурную зону шпура заряжают зарядом взрывчатого вещества, после чего его взрывают,отбивая, таким образом, слой породы по проектному контуру, а закрепляющий материал уплотняется в шпуре, образуя анкер - прототип 2. Этот способ малоэффективен для захоронения вредных веществ, т.к. не исключает наличия трещиноватых зон и пластов проницаемых пород по контуру выработки, а также носит повышенную опасность при проведении взрывных работ. Задачей изобретения является повышение надежности создаваемых подземных камер для захоронения твердых загрязняющих веществ и снижение опасности проводимых работ при их сооружении. Поставленная задача достигается тем, что в способе изолирования вредных веществ в подземной камере, включающем проходку горной выработки с бурением скважин и нагнетанием твердеющего раствора, проходку горной выработки осуществляют камерной системой разработки на жестких целиках, вокруг горной выработки выявляют ослабленные зоны, зоны трещиноватости и пласты проницаемых пород, в которые через пробуренные скважины закачивают жидкость и одновременно подвергают обработке энергией упругих волн по жидкостному волноводу скважина-пласт для интенсификации эрозионных процессов и увеличения проницаемости пород, причем глубину бурения скважин и расстояние между ними определяют в зависимости от установившейся проницаемости пород и свойств изолируемых вредных веществ, при достижении необходимого уровня прони 2 10145 1 2007.12.30 цаемости пород, в них через скважины закачивают твердеющий раствор, а после закладки в подготовленную камеру вредных веществ выработку закрывают отработанной породой расчетной мощности. При этом, в отработанной породе, которой закрывают горную выработку, выявляют пустоты и ослабленные зоны, в которые через пробуренные скважины закачивают жидкость и одновременно подвергают обработке энергией упругих волн по жидкостному волноводу скважина-отработанная порода для интенсификации эрозионных процессов и увеличения проницаемости отработанной породы, причем глубину бурения скважин и расстояние между ними определяют в зависимости от установившейся проницаемости отработанной породы и свойств изолируемых вредных веществ, при достижении необходимого уровня проницаемости отработанной породы, в нее через скважины закачивают твердеющий раствор. Процесс разуплотнения и формирования дополнительной проницаемости массива происходит за счет дилатантной деформации - деформации сдвига по граням или блокам кристаллов. В результате в массивеимеющиеся поры увеличиваются в размерах. Коэффициент разрыхления ,21, учитывающий увеличение объема разуплотненной в условиях стесненности породы, для оценочных расчетов можно принимать от 1,01 до 1,05,где 1 и 2 - объем породы до и после волновой обработки. Глубину бурения скважин и расстояние между ними определяют в зависимости от установившейся проницаемости пород и свойств изолируемого вредного вещества. На фигуре представлен разрез подземной камеры. Способ изолирования вредных веществ в подземной камере осуществляется следующим образом. На расчетной глубине камерной системой разработки горных пород на жестких целиках проходят горную выработку 1, с помощью геофизических методов выявляют ослабленные зоны и зоны трещиноватости 2, зоны проницаемых пород 3, которые устройством 4 через скважины 5 подвергают обработке энергией упругих волн с одновременной закачкой жидкости (для солеотвальных и соляных пород - это насыщенный рассол) для интенсификации эрозионных процессов и увеличения проницаемости пород. После достижения необходимого уровня проницаемости в горные породы закачивают твердеющий раствор(например, цемент), создавая защитную экранирующую зону 6. После закладки вредного вещества в выработку 1 последнюю закрывают отработанной породой, которую также обрабатывают вышеописанным способом. Таким образом, горная выработка оказывается окруженной естественными защитными экранами из непроницаемых пластов и искусственными экранами из кольматированных пластов и представляет собой камеру для изолирования вредных веществ от влияния на окружающую среду. При строительстве камер для захоронения вредных веществ сохраняются условия залегания горных пород естественных экранов и скелет пласта, предназначенного для кольматации. При кольматации полостей проницаемого пласта поддерживается давление, не превышающее горное, поэтому сохраняется естественное поле напряжений вокруг создания в горной выработке камеры. Сохранение природных сложившихся полей напряжений в пластах вокруг созданной в горной выработке камеры позволяет обеспечить высокую надежность захоронения вредных веществ в течение тысячелетий. Использование в конструкции камеры для захоронения в качестве защитных экранов пластов, сложенных непроницаемыми породами, и скелета проницаемых пластов для создания искусственных экранов позволяет снизить расход дефицитных строительных материалов, например цемента. 3 10145 1 2007.12.30 В конструкции камеры для захоронения может быть предусмотрена система автоматического контроля и оповещения состояния экранов, включающая наблюдательные скважины, контрольные посты, центральный пост, оборудованные специальной аппаратурой. Способ можно осуществлять при проходке выработок для добычи полезного ископаемого, например калийной руды, на Старобинском месторождении. Источники информации 1. А.с. СССР 1177514, МПК 4 Е 21 15/00, 15/02, 1985. 2. А.с. СССР 1221373, МПК 4 Е 21 20/00, 1986 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4