Способ складирования токсичных рассолов в условиях многолетней мерзлоты Советский патент 1988 года по МПК B65G5/00 

00 ел

ел

: Изобретение относится к охране окружа- к)щей среды от загрязнения жидкими отводами горных, химических и других про- р зводств и может быть использовано для Складирования токсичных рассолов в условиях многолетней мерзлоты. : Цель изобретения - повышение эффективности складирования за счет уменьшения емкости поверхностных накопителей ;и повышение экологической надежности складирования рассолов.

Распространенным является представление о многолетнемерзлых породах, как об относительно однородном массиве полускальных пород, сцементированных льдом, иолностью заполняюш.им трещины и поры, что превраш,ает этот массив в водоупор для залегающих ниже высоконапорных подземных вод.

j В результате изучения многолетнемерз- аых нород установлено, что в массиве много- летнемерзлых пород имеется достаточное количество естественных коллекторов (тре- и пор), не заполненных льдом и об- |разованных в результате криогенных воз- |действий на породы. При средней льдис- тости массива 4% суммарные пористость и трещиноватость его составляют 7-9%, В том числе эффективная трещиноватость, определяющая емкостные параметры мас- :сива, оценивается в 1-1,5%. При складировании рассолов происходит :выщелачивание льда, цементирующего мас- |сив многолетнемерзлых пород и за счет этого постепенное разбавление рассолов. Разбавление происходит до тех пор, пока |температура замерзания разбавленных рассолов не сравняется с температурой I вмещающего- многолетнемерзлого мас- сива. В дальнейшем разбавленные рассолы замерзают и их растекание в породах пре- |кращается. По периферии участка закачки образуется постоянная ледопородная завеса, ограждающая водонасыщенную зону. : Для закачки рассолов выбирают участ- ки, отличающиеся повьииенной структурной :нарушенностью и располагающиеся в пределах геологических структур, благоприятных для отвода закачиваемых пород от охраняемого объекта (например, крылья склад- чатой структуры или моноклинали с па- :дением в слоев в сторону, противоположную от источника формирования отходов).

Водоносные комплексы связаны друг с другом.

На чертеже изображена схема осущест- вления способа.

Осушение карьера 1 осуп ествляют способом открытого водоотлива по трубопросо- дам 2. Дренажные воды временно, в период с ноября по март (когда температура воздуха не превьипает -25°С), аккуму- лируются в поверхностном накопителе 3.

Место расположения участка закачки выбрано в зоне проявления глуб :много раз

5

5

0

0 0 ,;-

;д

5

0

5

лома западно-северо-западного простирания. Общее падение пород осадочного комплекса составляет 3-5° на северо-запад от карьера. Высотная абсолютная отметка площади участка выше долин водотоков района месторождения. Подошва многолетнемерзлых пород располагается непосредственно над верхнекембрийским в.одоносным горизонтом 4. Породы участка закачки по фильтруемости и льдистости расположены зонами 5-8, где зона 8 - монолитное основание многолетнемерзлых пород.

Для закачки рассолов в естественные коллекторы многолетнемерзлых пород пройдена горная выработка 9 в виде поглощающей скважины на глубину выше подошвы многолетнемерзлых пород. Забой- скважины находится в плотных породах, переслаивающихся маломощными и редкими прослоями пород. Выше разрез представлен, в основном, глинистными известняками и мергелями. Для организации закачки рассолов скважина оборудована фильтровой колонной 10.

Из накопителя 3 рассол перекачивают к горной поглощаюш,ей выработке 9 по трубопроводу 11. Закачку рассолов в естественные коллекторы многолетнемерзлых пород ведут свободным наливом в период с марта по сентябрь. Причем закачивают рассолы ниже базиса эрозии 12 для обеспечения экологической надежности способа. Предварительно осуществляют подготовку прискважинного массива, закачивая рассолы небольшими порциями, после чего за счет выщелачивания льда в присква жинной зоне приемистость скважины значительно увеличилась.

Закачиваемые рассолы, растекаясь по локальным пустотам, в конечном счете образуют обводненную зону 13. Проведенные экспериментальные исследования позволяют условно разделить участок складирования токсичных рассолов на зону загрязнения механическими частицами 14; зону выщелачивания льда и разбавления рассолов 15; зону замерзания разбавленных рассолов 16.

Для контроля за процессом растекания рассолов в многолетнемерзлом массиве по площади вокруг поглощающей горкой выработки 9 пробурены контрольно-наблюдательные скважины 17. Кроме того, орга)шзо- ван геофизический контроль за формированием обводненной зоны. В качестве основных методов контроля используют методы переходных процессов и вертикальное электрозондирование.

На стадии подготовки массива многолетнемерзлых пород при закачке высокоминерализованных рассолов повыщение уровня в наблюдательной сква.жине 17 к низкие скорости его падения после пре- краш.ения закачек свидетельствуют о неподготовленности прискважинного массива к приему закачиваемых рассолов. После выщелачивания льда и увеличения приемистости горной выработки 9 уровень воды в контрольной скважине 17 не только не повышается, но постепенно понижается.

Формула изобретения

I. Способ складирования токсичных рассолов в условиях многолетней мерзлоты, включающий сбор и аккумуляцию рассолов в поверхностных накопителях, закачку рассолов в естественные коллекторы многолетнемерзлых пород через горную выработку на участках массива с повышенной трещиноватостью, в зонах глубинных разломов - через горную выработку, пройденную выше подошвы многолетнемерзлых пород, отличающийся тем, что, с целью

5

повышения эффективности складирования за счет уменьшения емкости поверхностных накопителей и повышения экологической надежности складирования рассолов, предварительно производят подготовку м ерзлого коллектора, прилегающего к горкой выработке, путем порционной закачки в выработку рассолов, причем закачку последних производят ниже базиса эрозии поверхности массива до прекращения растекания рассолов в массиве после их замерзания. 2. Способ по п. I, отличающийся тем, что в осенне-зимний период в выработку для подготовки прилегающего массива 3aj качивают рассолы с концентрацией, J)aвнoй концентрации насыщения, а в летний период - рассолы, нагретые атмосферным воздухом.

Изобретение относится к охране окружающей среды от загрязнения жидкими отходами горных, химических и других производств. Цель - повышение эффективности складирования за счет уменьшения емкости поверхностных накопителей и по- выщение экологической надежности складирования токсичных рассолов. Способ складирования токсичных рассолов в условия.ч многолетней мерзлоты включает сбор и аккумуляцию рассолов (Р) в поверхностных накопителях. Затем осуп1сствляют подготовку мерзлого коллектора, прилегающего к горной выработке. Это производят путем порционной закачки в выработку Р. Затем производят выкачку Р через горную выработку. Закачку Р производят ниже базиса поверхности массива до прекращения растекания Р в массиве после их замерзания. В осенне-зимний период .в выработку для подготовки прилегающего массива закачивают Р с концентрацией, равной концентрации насыщения. В летний период закачивают Р, нагретые атмосферным воз- духо.м. I з.п. ф-лы, 1 ил. i