Способ снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду при его извержении
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к вопросам экологической безопасности, и может быть использовано в строительстве и при разработке полезных ископаемых вблизи действующих вулканов. Способ снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду при его извержении, включающий комплекс исследований в полном объеме. 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. 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. Изобретение позволяет уменьшить нежелательные последствия катастрофической деятельности вулканов за счет приведения характера извержения из бурного вулканического в спокойное истечение жидкой лавы. 1 ил.
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.
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.
