RU1838214C - Method of liquid wastes underground storage - Google Patents
Method of liquid wastes underground storageInfo
- Publication number
- RU1838214C RU1838214C SU894758537A SU4758537A RU1838214C RU 1838214 C RU1838214 C RU 1838214C SU 894758537 A SU894758537 A SU 894758537A SU 4758537 A SU4758537 A SU 4758537A RU 1838214 C RU1838214 C RU 1838214C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aquifer
- rocks
- waste
- liquid waste
- liquid
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение касаетс подземного складировани жидких отходов производств. Способ включает отбор и аккумул цию жидких отходов в поверхностных накопител х закачкой их через горную выработку. Отличаетс тем, что жидкие отходы закачивают в малопроницаемые породы, химически растворимые в складируемых отходах и залегающие в смежной области с водоносным горизонтом. При закачке осуществл ют циклическое изменение давлени , обрушают раздел ющий горные породы слой и вытесн ют закачиваемые отходы в водоносный горизонт. 5 ил.The invention relates to underground storage of liquid waste products. The method involves the selection and accumulation of liquid waste in surface storage tanks by pumping them through a mine. It is characterized in that liquid waste is pumped into low-permeable rocks chemically soluble in stored waste and lying in an adjacent area with an aquifer. During injection, a cyclic change in pressure is carried out, the rock-separating layer is crushed and the injected waste is forced into the aquifer. 5 ill.
Description
соwith
сwith
Изобретение относитс к охране окру- жаощей среды от загр знени жидкими отходами горных, химических и других производств и может быть использовано дл$|| складировани дренажных рассолов.The invention relates to the protection of the environment from pollution by liquid wastes of mining, chemical and other industries and can be used for $ || storage of drainage brines.
| Целью изобретени вл етс снижение зат)рат на складирование за счет прогрессирующего повышени приемистости горной выработки,| The aim of the invention is to reduce the cost of warehousing due to the progressive increase in the pick-up of the mine
На фиг.1 приведена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - динамика выщелачивани наиболее распространенных галогенных пород в зависимости от концент-. раЦии жидких отходов М; на фиг.З зависи- мо(|;ть относительного объема выщелачивани QO;OT концентрации жидких отходов М; на% фиМ - зависимость относительного объема раётворени галогенных пород Q0 от температуры t°C жидких отходов (дренажных рассолов ) (при концентрации 150 г/л и времени растворени 50 ч); на фиг.5 - показана динамика радиуса R4 расшир ющейс камеры. Figure 1 shows a diagram of the implementation of the proposed method; Figure 2 shows the dynamics of leaching of the most common halogen rocks, depending on the concentrate. the liquid waste M; in Fig. 3, depending on (|; the relative volume of leaching QO; OT of the concentration of liquid waste M; by% phiM, the dependence of the relative volume of dissolution of halogen rocks Q0 on the temperature t ° C of liquid waste (drainage brines) (at a concentration of 150 g / l and a dissolution time of 50 hours); Fig. 5 shows the dynamics of the radius R4 of the expanding chamber.
Подземное складирование жидких отходов по предлагаемому способу производитс следующим образом.Underground storage of liquid waste by the proposed method is as follows.
В зоне производственной де тельности (например, горнодобывающего предпри ти ) осуществл ют сбор и аккумул цию жидких отходов в поверхностных накопител х 1. Затем ведут закачку их в хорошораствори- мые непроницаемые породы 2, смежные с поглощающим водоносным горизонтом 3, через горную выработку 4.In a production area (for example, a mining enterprise), liquid waste is collected and accumulated in surface storage tanks 1. Then they are pumped into highly soluble impermeable rocks 2 adjacent to an absorbing aquifer 3 through mining 4.
Под хорошорастворимыми непроницаемыми , породами понимаютс высокольдистые отложени , а также породы, формирующиес Well-soluble, impermeable, rocks are understood as high-icy deposits, as well as rocks forming
00 СА) 00 Ю00 CA) 00 Yu
ЈЈ
GJGj
на конечных стади х галогенеза - хлориды и сульфаты натри и кали , отложени , представленные высоким содержанием таких минералов, как галит, сильвин, карналит , полигалит, тенардит, мирабилит, гипс, 5 глауберит, сода и др. При закачке жидких тходов происходит выщелачивание хоро- шорастворймых пород и формирование в них каверны (5).at the final stages of halogenesis, sodium and potassium chlorides and sulfates, deposits represented by a high content of minerals such as halite, sylvin, carnalite, polygalite, tenardite, mirabilite, gypsum, 5 glauberite, soda, etc. When liquid products are injected, good leaching occurs - Shore-soluble rocks and the formation of caverns in them (5).
Из фиг.2 и 3 видно, что скорость и объе- 10 мы растворени галогенных пород практически не завис т в диапазоне 50-150 г/л от концентрации солей жидких отходов.It can be seen from Figs. 2 and 3 that the rate and volume of 10 dissolution of halogen rocks are practically independent in the range of 50-150 g / l from the concentration of salts of liquid waste.
В процессе закачки циклически измен ют давление в формирующейс каверне. 15 Циклические нагрузки привод т к росту тре- щиноватости в потолочине 7, представленной раздел ющим слоем. При достижении критических перепадов давлений происходит прорыв пластовых вод в каверну , т.е. 20 обрушение пород и создание пр мой гидравлической св зи между каверной и погло- щающим водоносным горизонтом. В сформированную камеру обрушаютс закол ьматированные породы 6 прискважин- 25 ной зоны и непроницаемого раздел ющего сло (между емкостью и поглощающими коллекторами). Тем самым производитс увеличение эффективности радиуса скважины , что ведет к увеличению приемистости 30 выработки.During the injection, the pressure in the forming cavity is cyclically changed. 15 Cyclic loads lead to an increase in cracking in the ceiling 7, represented by a separating layer. When critical pressure drops are reached, formation water breaks into the cavity, i.e. 20 collapse of the rocks and creation of a direct hydraulic connection between the cavern and the absorbing aquifer. Hardened rocks 6 of the borehole zone 25 and an impenetrable separation layer (between the reservoir and the absorbing collectors) collapse into the formed chamber. Thereby, an increase in the efficiency of the radius of the well is produced, which leads to an increase in injectivity 30 of the production.
Дл повышени эффективности разрушени раздел ющего сло , представленного, как правило, глинистыми породами;и выщелачивани хорошорастворимых пород, жид- 35 кие отходы в накопителе или при транспортировании 8 .охлаждаютс (нагреваютс ) атмосферным воздухом. При замачивании пресными и слабоминерализованными отходами снижение прочностных свойств 40 раздел ющего сло достигаетс за счет расклинивающего воздействи тонких пленок воды. Закачка отходов, отличающихс с массивом температурой, приводит из-за резкого различи в коэффициентах теплового расши- 45 рени слагающих их минералов к значитель- ным и неравномерным объемным напр жени м.In order to increase the efficiency of destruction of the separating layer, which is usually represented by clay rocks, and leaching of soluble rocks, liquid wastes in a storage tank or during transportation 8 are cooled (heated) by atmospheric air. When soaking with fresh and slightly mineralized wastes, a decrease in the strength properties of the 40 separating layer is achieved due to the wedging effect of thin films of water. Due to the sharp difference in the thermal expansion coefficients of the minerals composing them, the injection of waste that differs in temperature by massif leads to significant and uneven volumetric stresses.
Понижение температуры приводит к снижению гидратированности ионов рас- 50 твора, в св зи с чем возрастают силы электростатического взаимодействи этих ионов со свободными зар дами глинистых минералов . Коэффициенты ионной диффузии за счет этого фактора возрастают на пор док и 55 более, увеличива глубину проникновени в массив и гидрохимическую изменчивость раствора. Поэтому в раздельном слое возникают неравномерные объемные осмотические напр жени . ПоложительноеLowering the temperature leads to a decrease in the hydration of the ions of the solution, in connection with which the electrostatic interaction forces of these ions with the free charges of clay minerals increase. Due to this factor, ion diffusion coefficients increase by an order of magnitude and 55 more, increasing the penetration depth into the array and the hydrochemical variability of the solution. Therefore, uneven volume osmotic stresses occur in the separate layer. Positive
следствие понижени температуры ограничиваетс точкой эвтектики одной из наиболее распространенных в жидких отходах соли - хлористого натри (ta -20°С). При дальнейшем охлаждении в растворе образуютс кристаллогидраты, лед и т.п., резко снижающие коэффициенты диффузии ионов, их агрессивность.the consequence of lowering the temperature is limited to the eutectic point of one of the most common salts in liquid waste - sodium chloride (ta -20 ° C). Upon further cooling, crystalline hydrates, ice and the like are formed in the solution, which sharply reduce the diffusion coefficients of the ions and their aggressiveness.
П р и мер. Способ осуществлен на одном из алмазных месторождений Западной Якутии, гидрогеологические услови которого характеризуютс наличием в разрезе напорного водоносного комплекса, залегающего в интервале глубин 300-500 м, имеющего среднюю мощность 180 м, .водопроводимость 70 м2/сут. Горизонт содержит сероводородные хлор-натриевые воды минерализацией до 120 г/л. Жидкие отходы представл ют собой дренажные рассолы, сброс которых в речную сеть недо-. пустим вследствие их высокой токсичности и минерализации. Дренажные рассолы имеют хлоридно-натрйевый состав; значительно загр знены соединени ми железа и нефтепродуктами.P r and measures. The method was carried out in one of the diamond deposits of Western Yakutia, the hydrogeological conditions of which are characterized by the presence in the section of a pressure-bearing aquifer complex lying in the depth interval 300-500 m, having an average thickness of 180 m, water conductivity of 70 m2 / day. The horizon contains hydrogen sulfide chlorine-sodium water with a salinity of up to 120 g / l. Liquid wastes represent drainage brines whose discharge into the river network is short. empty due to their high toxicity and mineralization. Drainage brines have a sodium chloride composition; significantly contaminated with iron compounds and petroleum products.
Верхним водоупором комплекса служат многолетнемерзлые породы, имеющие мощность до 350 м. Нижним водоупором горизонта вл етс толще карбонатно-гало- генных отложений, мощностью 400-450 м. Установлено, что в районе месторождени нет других водоносных горизонтов, способных прин ть необходимый объем дренажных рассолов.Permanent frozen rocks with a thickness of up to 350 m are the upper confinement of the complex. The lower confinement is thicker than carbonate-halogen deposits with a thickness of 400-450 m. It has been established that there are no other aquifers in the area of the deposit that can take the required volume of drainage brines .
Производ т сбор дренажных рассолов посредством дренажных скважин и открытого карьерного водоотлива. Дренажные рассолы подаютс по водоводу в районе закачки и складируютс во временном накопителе-отстойнике , где частично освобождаютс от механических взвесей и дегазируютс .Drainage brines are collected through drainage wells and open pit drainage. Drainage brines are fed through a water conduit in the injection area and stored in a temporary settling tank, where they are partially freed from mechanical suspensions and degassed.
Проход т вертикальные скважины, забой которых вскрывает галогенные породы ниже водоносного комплекса на глубину до 65 м. Скважины оборудуют фильтратами в интервале галогенных пород и поглощающих коллекторов. Внутрь фильтровых труб опускают водоподающую колонну, по которой из накопител подают дренажные рассолы . Рассолы, поднима сь по затрубному пространству, взаимодействуют с сол ми, раствор их.Vertical wells are drilled, the bottom of which reveals halogen rocks below the aquifer to a depth of 65 m. Wells are equipped with filtrates in the interval of halogen rocks and absorbing reservoirs. A water supply column is lowered inside the filter pipes, through which drainage brines are fed from the reservoir. Brines, rising in the annulus, interact with the salts, their solution.
Подготовительный размыв осуществл ют при подаче рассолов 5-15 м3/ч с постепенным наращиванием расхода. При этом давление на.устье скважины поддерживаетс в интервале 15-20 атм.Preliminary washing is carried out by feeding brines of 5-15 m3 / h with a gradual increase in flow rate. The pressure at the wellhead is maintained in the range of 15-20 atm.
При закачке отходов в подошве водоносного горизонта образуетс камера, радйус которой посто нно увеличиваетс ($иг.5).When waste is pumped into the base of the aquifer, a chamber forms, the radius of which is constantly increasing ($ ig. 5).
По мере увеличени объема камеры периодически производ т резкие сбросы и подъемы давлени жидкости (РПр) в скважи- н(5 и камере, вследствие чего горные поро- д(, залегающие над кровлей емкости, оПрушаютс . Предельный напор, при котором происходит прорыв воды в каверну, рлссчитывают по формуле As the chamber volume increases, sharp discharges and rises of fluid pressure (RP) are periodically made into the well (5 and the chamber, as a result of which the rocks (lying over the roof of the tank are destroyed.) The ultimate pressure at which water breaks into a cavity, they are calculated according to the formula
--
m m
УоWo
(У + (Y +
2С2C
Ь - Ј tg p maxB - Ј tg p max
).)
гДе С и р т - сцепление и угол внутреннего трени ;where S and r t - grip and angle of internal friction;
Ј - коэффициент бокового давлени ; у луо -объемные веса породы и воды; b - диаметр каверны; m - мощность водоупорных пород дл нашего случа Ј is the lateral pressure coefficient; luo -volume weight of rock and water; b is the diameter of the cavity; m - thickness of water-resistant rocks for our case
РпР 12- 15 кг/см2.Rpr 12-15 kg / cm2.
В результате обрушени площадь кон- рассолов и водоносного горизонта увеличиваетс и рассолы перетекают в во- дрносный горизонт.As a result of collapse, the area of the consoles and the aquifer increases and the brines flow into the aquifer.
; Дл более интенсивного выщелачива- ни| солей температура закачиваемых рас- ссИов измен лась посезонно. В летний период времени за счет нагревани рассс- лев атмосферным,,тёплом при транспортиро- вании по водоводу рассолы имеют температуру выше +5°С, а в зимний период времени рассолы охлаждены до температурь} ниже -5°С.; For more intensive leaching | salts, the temperature of injected traces changed seasonally. In the summer period, due to the heating of the bed by atmospheric, warm, when transported through a water conduit, the brines have a temperature above + 5 ° C, and in the winter time the brines are cooled to a temperature} below -5 ° C.
За счет замочки рассолами с разной температурой в выщелачиваемой емкости noJMHMO растворени солей происходит температурное разрушение, образуютс мик- ропгрещины, что ведет к интенсификации полезного объема камеры и самообруше- пород.Due to hardening by brines with different temperatures in the leachable capacity of the noJMHMO salt dissolution, temperature destruction occurs, microcracks are formed, which leads to an intensification of the useful volume of the chamber and self-crumbling.
При осуществлении предлагаемого спо- со0а диаметр камеры достигает 100-150 м. По|сле обрушени в нее пород раздел ющего сло и соединени ее с поглощающим When implementing the proposed method, the diameter of the chamber reaches 100-150 m. After the collapse of the rocks of the separating layer and its connection with the absorbing
коллектором эффективный радиус выработки возрастает до 25-40 м, т.е. увеличиваетс по сравнению с исходным в 107-1012 раз. (Эффективный радиус скважины (диаметр бурени 152 мм) в услови х алмазных месторождений Западной Якутии составл ет - м). Приемистость выработки при этом возрастает пропорционально натуральному логарифму отношени эффектив0 ных радиусов, т.е. в 15-25 раз. Поэтому одна выработка может заменить систему стандартных поглощающих скважин.by the collector, the effective working radius increases to 25–40 m, i.e. increases in comparison with the original 107-1012 times. (The effective radius of the well (diameter of drilling is 152 mm) in conditions of diamond deposits in Western Yakutia is - m). In this case, the pick-up of the output increases in proportion to the natural logarithm of the ratio of effective radii, i.e. 15-25 times. Therefore, a single production can replace the system of standard absorbing wells.
Дл контрол процесса захоронени ведут наблюдени за расходами поглощени ,To monitor the disposal process, absorption rates are monitored.
5 давлением на устье выработки. Дл контрол размеров камеры периодически провод т акустический каротаж, гдирохимические и гидродинамические исследовани в выработке . При достижении выработкой высоты бо0 лее 1/3 начальной глубины скважины обрушение и выщелачивание прекращают, чтобы избежать просадок земной поверхности .5 pressure at the mouth of the mine. To control the size of the chamber, acoustic logging, hydrochemical and hydrodynamic studies in the production are periodically carried out. When the working height reaches more than 1/3 of the initial depth of the well, collapse and leaching are stopped to avoid subsidence of the earth's surface.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894758537A RU1838214C (en) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | Method of liquid wastes underground storage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894758537A RU1838214C (en) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | Method of liquid wastes underground storage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1838214C true RU1838214C (en) | 1993-08-30 |
Family
ID=21479311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894758537A RU1838214C (en) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | Method of liquid wastes underground storage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1838214C (en) |
-
1989
- 1989-11-13 RU SU894758537A patent/RU1838214C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Миронов Е.А. Закачка промысловых стенных вод в продуктивные и поглощающие горизонты. - М.: Недра, 1971, с.176. | Авторское свидетельство СССР № 1435505, кл. В 65 G 5/00, 1988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2536763C (en) | Simultaneous development of underground caverns and deposition of materials | |
US3759574A (en) | Method of producing hydrocarbons from an oil shale formation | |
US6193881B1 (en) | In-situ chemical reactor for recovery of metals or purification of salts | |
CN103161468B (en) | Well and rock salt solution mining-well recharging filling circulation mining method | |
CA2381103C (en) | Sulfur storage method and system | |
Johnson | Development of the Wink Sink in west Texas, USA, due to salt dissolution and collapse | |
Warren et al. | Solution mining and salt cavern usage | |
RU2630519C1 (en) | Method for well construction in complicated conditions | |
CN109162713B (en) | Coal-water dual-resource mine mining method without changing overlying strata hydrogeological conditions | |
Andrejchuk | Collapse above the world’s largest potash mine (Ural, Russia) | |
CN113460562B (en) | Method for sealing and storing coal-electricity fly ash in abandoned coal mining space | |
US4241953A (en) | Sulfur mine bleedwater reuse system | |
Persoff | Control Strategies for Abandoned In-Situ Oil Shale Retorts | |
RU1838214C (en) | Method of liquid wastes underground storage | |
Kazmann | Exotic uses of aquifers | |
EP0157101A1 (en) | Underground storage chambers and methods therefore | |
Burrell et al. | The influence of minewater recovery on surface gas and water discharges in the Yorkshire Coalfield | |
US5645322A (en) | In-situ chemical reactor for recovery of metals and salts | |
Lombard | Recovering oil from shale with nuclear explosives | |
Berest et al. | Dry mine abandonment | |
Kvitkin et al. | Environmental efficiency and legal possibility of mineralized water dispose in the suprasalt sequence of the verkhnekamskoe deposit | |
Warren | Solution mining and cavern use | |
SU1606392A1 (en) | Method of keeping in storage the toxic brines under conditions of permafrost | |
CN111550222B (en) | Method for exploiting natural gas hydrate by injecting steam | |
Kudelko et al. | Conditions for safe underground gasification of lignite in Poland |