СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ВЫБРОСА ПРИ ИЗВЕРЖЕНИИ ВУЛКАНА И АГЕНТ ДЛЯ СМАЧИВАНИЯ ВУЛКАНИЧЕСКОГО ПЕПЛА Российский патент 2012 года по МПК E01H13/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области обеспечения безопасности авиаперевозок от влияния природных факторов.

Уровень техники

В настоящее время ничего неизвестно о попытках частичного или полного осаждения облаков вулканического пепла, возникающих при извержении вулканов.

С развитием авиаперевозок задача борьбы с пылевыми облаками, возникающими в результате извержения вулканов в районах, прилегающих к областям прохождения напряженных авиамаршрутов, становится все более актуальной.

В настоящее время с целью повышения безопасности шахт по пыли в системах принудительного пылеподавления применяются водные растворы агентов, улучшающих смачивание угольной и породной пыли. В качестве смачивающих агентов используются водные растворы ионогенных или неионогенных ПАВ или их смеси.

Раскрытие изобретения

Предлагается способ локализации облака вулканического пепла путем введения в него на стадии формирования воды или водного раствора смачивающего агента в виде искусственного тумана в зону восходящих воздушных потоков вблизи формирования облака вулканического пепла наземными установками искусственного орошения или установками, размещенными на летательных аппаратах (самолеты, вертолеты, аэростаты и т.п.). Возможно также введение воды в виде пара путем испарения воды при охлаждении вулканической лавы. В результате перемешивания искусственного тумана с облаком вулканического пепла и конденсации водяного пара, введенного в облако вулканического пепла, происходит смачивание твердых частиц пепла, которое вызывает их слипание и укрупнение, ускоряя последующее выпадение укрупненных частиц в виде осадков вблизи источника пепла. Конденсация водяного пара, введенного в облако вулканического пепла, может быть ускорена применением технических средств для осаждения дождевых облаков.

Ускоренное выпадение вулканического пепла вблизи вулкана предотвратит образование протяженного пылевого шлейфа в атмосфере и уменьшит помехи авиаперевозкам. В качестве наземного оборудования предполагается использовать пожарное оборудование для тушения пожаров на скважинах, дождевальные установки и установки искусственного орошения сельскохозяйственного назначения или оборудование для пылеподавления в зольных отвалах и открытых угольных складах. Предлагается смачивающий агент, который состоит из смеси ионогенного и неионогенного ПАВ и содержит добавки антифризов и нейтрализующую окислы серы добавку. В качестве антифризов могут быть использованы хлориды натрия, кальция, магния или соли органических кислот щелочных металлов, например формиаты или ацетаты калия или натрия. В качестве нейтрализующих окислы серы добавок могут быть использованы соли, имеющие слабощелочную среду в водном растворе, например силикаты, карбонаты или бикарбонаты щелочных металлов, например натрия. Подача основной массы воды или водного раствора реагентов должна осуществляться в приповерхностную зону с использованием стационарных наземных установок. В приповерхностной зоне вокруг кратера вулкана создается облако искусственного тумана, таким образом, чтобы оно захватывалось восходящим потоком воздуха и перемешивалось с выбрасываемым из кратера пылегазовой смесью. Подача тумана может производиться как во время извержения, так и заблаговременно при появлении признаков, предвещающих извержение.

Подача искусственного тумана в высотную зону осуществляется распылением воды или раствора реагентов при помощи установок, размещенных на борту летательных аппаратов, в непосредственной близости от формирующегося над вулканом облака пепла.

Осуществление изобретения

Наземная система распыления воды и водных растворов реагентов схожа по составу с дождевальными системами полива и состоит из системы генерации водяного тумана с размером капель 1…100 мкм, системы подачи воды (раствора) и системы подготовки распыляемого раствора реагентов. Распылительные сопла должны находиться вокруг кратера вулкана на расстоянии, достаточном для подачи искусственного тумана в увлекаемые вулканическим выбросом воздушные потоки. При наличии системы автоматического или дистанционного включения подачи воды, генерирующие туман устройства могут быть расположены в непосредственной близости к кратеру или даже внутри кратера вулкана.

Для подачи искусственного тумана в облако на высоте возможно использование распылительных устройств, аналогичных применяемым в сельскохозяйственной авиации для опыления полей или аналогичных применяемым для осаждения дождевых облаков.

Состав реагента для принудительного осаждения вулканического пепла, мас.%:

Ионогенный ПАВ 1…10; Неионогенный ПАВ 1…10; Полиакриламид 0…1; Силикат натрия 1…3 0; Вода остальное

Данный реагент применяется в водном растворе 1 к 200 и хорошо смачивает угольную и породную пыль в шахтах. Для нейтрализации сернистых газов к нему предлагается добавить карбонат натрия 1…10% и для предотвращения замерзания при перевозке, хранении и применении в зимних условиях антифриз (ацетат или формиат натрия или смесь хлоридов натрия, кальция и магния) в количестве 1…25%. Реагент допускает разбавление водой любой жесткости до рабочей концентрации от 1 к 100 до 1 к 200. Применение смачивающего раствора позволяет эффективно осаждать пыль и уменьшить потребность в воде. Максимальное количество поглощаемой угольной или породной пыли в три раза больше по объему, чем количество применяемого раствора. Для эффективного осаждения более чем 99% вулканического пепла может понадобиться расход смачивающего раствора в количестве 1/3…1/2 от объема выброшенной вулканом породы.

Изобретение относится к области обеспечения безопасности авиаперевозок от влияния природных факторов. Способ заключается в установке вблизи кратера вулкана наземных установок искусственного орошения с целью локализации вулканического пепла путем его ускоренного осаждения. В облако вулканического выброса на стадии его формирования вводится вода или водный раствор смачивающего агента в виде искусственного тумана путем их подачи в зону восходящих воздушных потоков наземными оросительными установками или/и непосредственно в облако установками, размещенными на летательных аппаратах. Обеспечивается борьба с пылевыми облаками, возникающими в результате извержения вулкана. 2 н.п. ф-лы.

1. Способ локализации выброса при извержении вулкана, заключающийся в том, что установленными вблизи кратера вулкана наземными установками искусственного орошения с целью локализации вулканического пепла путем его ускоренного осаждения в облако вулканического выброса на стадии его формирования вводится вода или водный раствор смачивающего агента в виде искусственного тумана путем их подачи в зону восходящих воздушных потоков наземными оросительными установками или/и непосредственно в облако установками, размещенными на летательных аппаратах.

2. Состав агента для смачивания вулканического пепла, мас.%:
Ионогенный ПАВ 1-10 Неионогенный ПАВ 1-10 Полиакриламид 0-1 Силикат натрия 1-30 Карбонат натрия 1-10 Антифриз (смесь органических и/или неорганических солей) 1-25% Вода Остальное