Окончание статьи: ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

Это продолжение статьи: ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА на EnergyFuture.RU, начало статьи читайте тут, а продолжение ( Часть 2) тут.

Ядерные взрывы для сейсмозондирования территории С.С.С.Р.

Затем ЯВУ вместе с измерительными устройствами было доставлено на колонне спускных труб по наклонной скважине на проектную отметку, наиболее приближенную к стволу фонтанирующей скважины. После забивки боевой скважины жидким цементом и определённой технологической выдержки для его затвердения 21-го мая 1968г. был проведён взрыв ядерного устройства мощностью в 47 кт. После него выход газа из аварийной скважины начал на глазах прекращаться и периодически булькающие (почти 32 месяца!) над поверхностью озера возле её устья пузыри газа стали уменьшаться в размерах и пропадать совсем. Буровики оперативно подсоединили трубопроводы от нескольких десятков тампонажных машин к оголовку аварийной скважины и прочно зацементировали её ствол. Фонтан с дебетом газа (по оценкам) от 0,5 до 3 млн м3/сутки был перекрыт.

Для подобных случаев (перекрытие фонтанов, или интенсификация добычи нефти, газа) ВНИИТФ разработал спектр узкомидельных ядерно-взрывных устройств диаметром 182 и 260 мм, способных работать при температуре +120oС и давлении до 750 атм. Эта работа была удостоена Государственной премии С.С.С.Р.

Если для камуфлетных мирных взрывов не предъявлялись особые требования к «чистоте» зарядов, то для взрывов на выброс (образование плотин, траншей) были необходимы ЯВУ с минимальным количеством радиоактивных осколков деления. В этих случаях более подходящими являются термоядерные устройства, в которых основное энерговыделение обязано реакциям синтеза. Такие заряды так же вошли в серию мирных ЯВУ, разработанных во ВНИИТФ, и были применены для создания траншеи на участке Печоро-Колвинского канала (Пермская область) — составной части разрабатывавшегося в 70-е годы прошлого столетия проекта переброски вод северных рек в Волгу. Опыт по созданию этой траншеи назывался «Тайга». Его проведению предшествовали модельные взрывы маломощных (0,2 кт) ядерных зарядов в скважинах на Семипалатинском полигоне (1968г.) «Телькем-1″ и «Телькем-2″, где проверялось образование воронки выброса (одиночный взрыв, Т-1) и короткой траншеи (групповой взрыв трех зарядов, Т-2). Анализ результатов этих взрывов был использован при проектировании основного эксперимента «Тайга».

Здесь три ядерных заряда энерговыделением 15 кт каждый были размещены в трёх линейно расположенных скважинах на глубине 127 м. Расстояния между скважинами составило 163-167 м. Заряды были подорваны одновременно 23 марта 1971г. В результате взрыва образовалась траншейная выемка длиной 700 м, шириной 340 м и глубиной от 10 до 15 метров. Оконтуривавший траншею навал пород был образован, в основном, за счет вспучивания поверхности земли. Мощность дозы гамма-излучения на гребне навала спустя 15 лет после взрыва составляла 60-600 микрорентген в час, над поверхностью заполнившей траншею воды — до 50 мкр/час.

Через г. после этого эксперимента на Семипалатинском полигоне был испытан усовершенствованный «чистый» заряд с уменьшенной в 5 раз величиной осколочной активности по сравнению с применённым в операции «Тайга». Однако в дальнейшем в целях безусловного соблюдения положений Московского договора (1963г.) было принято решение взрывов на выброс не проводить.

Из основных участников эксперимента «Тайга» от ВНИИТФ следует отметить Е.Н.Аврорина, Б.В.Литвинова, Ю.Погодина, Е.И.Парфенова, Л.П.Волкова, Е.И.Виноградова, Ю.Ф.Григоровича, Н.Г.Костецкого, А.А.Соколова, Б.А.Андрусенко, В.Ф.Прохоркина, Г.А.Новикова, А.В.Филатова.

В октябре 1971 г. с использованием ЯВУ ВНИИТФ был проведен опыт по созданию подземной емкости для хранения газоконденсата на Дедуровском газоконденсатном месторождении. Специально сконструированное устройство малого калибра было взорвано в солевом пласте на глубине 1140 м. В результате образовалась необходимая емкость, что и решило проблему сбора и хранения ценного химического сырья с последующей его переработкой.

Промышленные ядерные взрывы на территории С.С.С.Р.

Опыт предыдущих работ позволил осуществить в 1973 и 1974 годах создание на глубине 2000 м подземных емкостей-хранилищ биологически вредных отходов Стерлитамакского содово-цементного и Салаватского нефтехимического комбинатов. Созданные тридцать лет назад емкости эксплуатируются и в настоящее время. Комплекс этих работ так же отмечен присуждением Государственной премии С.С.С.Р.

Среди всех мирных применений ядерно-взрывных технологий, пожалуй, самыми яркими по рисунку проекта были два опытно-промышленных подземных взрыва полного камуфлета, проведенные в 1972 и 1984 гг. в горном массиве Куэльпорр близ Кировска (Кольский п-ов) с целью дробления апатитовой руды (проект «Днепр»).

Как известно, одной из трудных задач подземной добычи ископаемых руд повышенной прочности является дробление рудного тела на фрагменты, размеры которых позволяли бы производить нормальную загрузку кусков породы в транспортные устройства (транспортеры, вагонетки), обеспечивающие традиционную «выдачу на гора» добываемого сырья. Приемлемые габариты кусков породы обусловлены размерами горных выработок и упомянутых устройств, а также ограничены параметрами дробилок, находящихся в начале технологической цепи обогатительной фабрики.

В конце 60-х годов прошлого столетия специалистами Всесоюзного НИИ промтехнологии было выдвинуто предложение об использовании ядерного подземного взрыва для дробления крупного массива апатитовой руды.

В основе предложения лежит известное в теории и практике распространения ударных волн явление отражения фронта ударной волны от границы раздела сред с резко отличающимися значениями плотностей. Совместное действие прямой и отраженных волн дает поразительный результат дробления твердого вещества на мелкие фрагменты. Организовать необходимую границу раздела можно, изготовив, так называемую, «отрезную щель» в породе, которая отделяла бы дробимый блок от остальной части рудного тела и представляла бы собой воздушную прослойку. Оконтурив дробимый блок такими щелями и создав источник сильной ударной волны в нем, можно за миллисекундные промежутки времени раздробить составляющую этот блок горную породу до состояния, пригодного для извлечения на дневную поверхность с минимальными операциями по дополнительному дроблению некоторых крупных кусков.

Для того чтобы существенно снизить радиоактивное загрязнение дробимой породы в экспериментах «Днепр» использовался, так называемый, «чистый» ядерный заряд и применялась система направленного вывода и захоронения активных продуктов взрыва в «пустой» породе, окружающей рудное тело. Система вывода и захоронения радиоактивных продуктов представляет собой комбинацию из воздушного канала вывода активности (труба КВА) и камеры захоронения (КЗ). Труба КВА соединяет собой концевой бокс с камерой захоронения. Длина КВА выбрана с учетом мощности ядерного заряда такой, чтобы камера захоронения находилась вне образующейся при взрыве зоны трещиноватости породы. Диаметр трубы КВА выбирался тоже с учетом мощности взрыва таким образом, чтобы, с одной стороны, обеспечить максимально возможный вывод осколков деления в камеру захоронения, а с другой, чтобы деформируемая взрывом окружающая порода надежно пережала трубу на участке, прилегающем к камере захоронения и, тем самым, предотвратила бы обратный выход активности из КЗ в котловую полость взрыва.

Наличие полого КВА в непосредственной близости к концевому боксу с ядерным зарядом вызывает опасение следующего характера: а не сработает ли, так называемый, пушечный эффект, при котором, наряду с полезным делом — выводом активности, «вылетит в трубу» и большая часть механической энергии взрыва, что отрицательно скажется на дроблении руды?
Расчеты показали, что такого эффекта не стоит опасаться, однако, наряду с измерениями доли активности, выведенной по КВА, в эксперименте были поставлены и измерения доли механической энергии взрыва, отвлеченной на стенки КВА и в камеру захоронения.

Опыт был проведен 4-го сентября 1972 г. Полный камуфлет взрыва был обеспечен. Мощность взрыва составила 2,1 кт. Экспериментальные данные были получены по всем методикам измерений. В последующем был осуществлен отбор радиохимических проб и проконтролирован уровень активности раздробленной руды и воды из ручья с горы Куэльпорр.
Анализ совокупности всех данных показал, что около 85% активных продуктов взрыва было выведено и надежно захоронено в камере захоронения вне раздробленного блока породы; отток энергии по КВА не превысил единиц % от всей механической энергии взрыва; раздробленную руду можно извлекать по штольне нижнего горизонта и направлять на обогатительную фабрику.

Еще записи на эту же тему:



Страницы: 1 2

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2017 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.