СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ВУЛКАНА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРИ ЕГО ИЗВЕРЖЕНИИ
METHOD OF REDUCING VOLCANO DYNAMIC EFFECTS ON ENVIRONMENT DURING ERUPTION

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.