способ снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду при его извержении

Формула изобретения

Способ снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду при его извержении, включающий создание разрыхленной зоны в склоне вулкана под пробкой кратера и канала отвода магмы методом направленного взрыва, отличающийся тем, что дополнительно вокруг кратера создается шатер из высокопрочных и жаростойких полимеров с аэродинамикой, присущей воздухоплавательным шарам с горелкой или парашютным системам, на куполе которого крепятся датчики давления, термодатчики и газоанализаторы, который под действием вырывающегося газа и пара из жерла вулкана поднимается вверх и управляется дистанционно посредством тросов с натяжными устройствами, что позволяет ограничивать разлет камней и пепла за приделы кратера вулкана.

Описание изобретения к патенту

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 использут 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 взят авторами 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 путем покрытия кратера вулкана шатром.

На фиг.1 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 - раздел Махоровича, 10 - разрыхленная зона, а также вид на шатер сбоку: 11 - купол шатра, 12 - полимерный трос, 13 - натяжное устройство, 14 - предохранительный клапан, 15 - датчики давления, термодатчики, 16 - аппаратурный пояс, 17 - газоанализаторы, 18 - видеокамеры, 19 - спутниковая антенна.

На фиг.2 представлен вид на шатер сверху: 11 - купол шатра, 12 - полимерный трос, 13 - натяжное устройство, 14 - предохранительный клапан, 15 - аппаратурный пояс, 16 - датчики давления, термодатчики, 17 - газоанализаторы, 18 - видеокамеры, 19 - спутниковая антенна.

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 возможного плавления магмы. На основании научных данных проводятся мероприятия по созданию разрыхленной зоны в целях облегчения выхода магмы на поверхность, строится отводной канал, а также проводятся мероприятия по другим пунктам проекта.

Параллельно создается шатер из высокопрочных и жаростойких полимеров с аэродинамикой, присущей воздухоплавательным шарам с горелкой или парашютным системам. Вокруг центра шатра создается аппаратурный пояс с различными датчиками для научных наблюдений и управления подъемом шатра. К шатру прикрепляются полимерные тросы. Шатер упаковывается, как парашют, и доставляется к кратеру вулкана вертолетом. Затем машинами, тракторами с помощью тросов растаскивается по местности с центром шатра против жерла вулкана. Концы тросов заводятся в натяжные устройства. На безопасном расстоянии вокруг кратера устанавливаются видеокамеры.

Данные с датчиков, видеокамер и аппаратуры автоматически поступают на сборный пункт и передаются спутниковой антенной в пункт управления и всем заинтересованным научным центрам во всем мире.

По мере пробуждения вулкана усиливается приток газа и пара, под действием которых шатер будет подниматься вверх. Через видеокамеры будет вестись наблюдение за его подъемом, и дистанционно управляемые натяжные устройства будут центрировать шатер относительно жерла вулкана (как стропами управляется парашют).

При выбросе камней и пепла из жерла вулкана прочный (сейчас полимеры прочнее металла) купол шатра будет предохранять местность от их разброса. Чем более бурный выброс камней и пепла, тем выше будет подниматься купол, при этом его высота алгоритмически связана с датчиками давления и температуры. В экстренном случае сработает предохранительный клапан.

Компактное скопление камней и пепла создает возможность для использования их в народном хозяйстве.

Создание разрыхленной зоны в толще пород - мероприятие высокозатратное с вероятностным положительным исходом. Создание же оградительного шатра проще, реальнее и менее затратно. Предлагаемое изобретение может быть использовано самостоятельно (без RU 2351964 C2, G01V 9/00).

Источники информации

1. RU 2351964 C2, G01V 9/00, 2006.

2. RU 2231092 C2, G01V 9/00, 2003.

3. RU 2098850 С1, 1997.