RU2434096C1 - Method to reduce dynamic effects of volcano at environment as it erupts - Google Patents
Method to reduce dynamic effects of volcano at environment as it erupts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2434096C1 RU2434096C1 RU2010118818/03A RU2010118818A RU2434096C1 RU 2434096 C1 RU2434096 C1 RU 2434096C1 RU 2010118818/03 A RU2010118818/03 A RU 2010118818/03A RU 2010118818 A RU2010118818 A RU 2010118818A RU 2434096 C1 RU2434096 C1 RU 2434096C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- volcano
- crater
- ash
- along
- stones
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Tents Or Canopies (AREA)
Abstract
Description
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. Актуальность изобретения.The invention relates to the field of environmental protection, in particular to environmental safety, and can be used in the construction of cities and engineering facilities, as well as in the development of minerals near active volcanoes. The relevance of the invention.
В этом году произошел взрыв вулкана в Исландии. Облако пепла на неделю прервало все полеты самолетов, что принесло убытку 4 млрд дол. и много неприятностей людям. Со всей фантастической техникой 21 века никаких воздействий на облако пепла по очистке воздушного пространства Европы не производилось.This year there was a volcano explosion in Iceland. A cloud of ash for a week interrupted all flights of the aircraft, which caused a loss of 4 billion dollars. and a lot of trouble for people. With all the fantastic equipment of the 21st century, no effects on the ash cloud were made to clean the airspace of Europe.
Ученые точно спрогнозировали момент извержения и известили население. Но никаких рекомендаций по устранению облака пепла не дали. У нас на Камчатке много действующих вулканов и загрязнение воздушного пространства происходит чаще, чем в Исландии.Scientists accurately predicted the time of the eruption and notified the population. But no recommendations were made to eliminate the ash cloud. We have many active volcanoes in Kamchatka and airspace pollution occurs more often than in Iceland.
Местные власти предприняли некоторые действия: прорыли отводной канал для магмы и поливали магму из пожарных шлангов. Эти меры дали положительный результат. Вот и все. В общем, меры не достаточные и актуальность создания способа снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду и, в частности, для очистки воздушной среды от облаков пепла является актуальной задачей.Local authorities took some actions: they dug a magma drainage channel and watered the magma from fire hoses. These measures have yielded a positive result. That's all. In general, the measures are not sufficient and the relevance of creating a way to reduce the dynamic effects of the volcano on the environment and, in particular, to clean the air from ash clouds is an urgent task.
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 используют 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].There is a method of reducing the dynamic effects of a volcano on the environment during its eruption, which includes a full range of studies, according to which the possible hypocenter of the earthquake and the probable period of volcanic eruption, the depth and intensity of the block system of the reference belt, the depth of the zone of accumulation of magma and the zone of its possible melting , based on the data obtained, a loosened zone is created in the slope of the volcano under the crater plug, while depending on the topography and depth of the accumulation zone magmas, as well as the depths of the reference belt, drill wells from the surface or from the adit conducted for this purpose to the center of the volcano, moreover, boreholes are used to pre-weaken the rock mass at the first stage by hydraulic fracturing, and leaching is used in the second stage to weaken the rock, after creating the loosened zone creates a channel for magma removal by the method of directional explosion [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, 4].This method will to some extent reduce the shocking effect of the eruption on the earth's surface, which, together with the increase in the earthquake resistance of buildings, will preserve nearby cities. The outpouring of magma is also brought into a controlled channel. However, the volcanic eruption is also accompanied by a spread of stones and ash over large areas. But the question of reducing the influence of these factors is neither considered in this method, nor in others [2, 3, 4].
Вышеприведенный способ взят нами в качестве прототипа [1]. Предлагаемое изобретение является по сути его расширением. Но, в целях уменьшения затрат и сокращения объемов работ и срока ввода фильтрационного объекта в эксплуатацию, данный способ можно применять самостоятельно (без бурения дорогостоящих скважин).The above method is taken by us as a prototype [1]. The present invention is essentially an extension of it. But, in order to reduce costs and reduce the amount of work and the term of putting the filtration facility into operation, this method can be used independently (without drilling expensive wells).
Целью изобретения является создание способа снижения влияния выброса камней и пепла в процессе извержения вулкана на окружающую среду, особенно дисперсных частиц пепла, которые разносятся на значительные расстояния и, находясь в атмосфере, препятствуют сообщениям аэрофлота. Данная цель достигается путем создания вокруг кратера вулкан шатровой конструкции из наэлектризованной металлической сетки с ребрами жесткости и свисающим фартуком из высокопрочных и жаростойких полимеров. Шатровая конструкция поднимается на должную высоту с помощью воздушных шаров (стратостатов) или дирижаблей.The aim of the invention is to provide a method for reducing the impact of stones and ash during the volcanic eruption on the environment, especially dispersed particles of ash, which are spread over considerable distances and, being in the atmosphere, impede aeroflot communications. This goal is achieved by creating around the crater a volcano with a tent structure made of an electrified metal mesh with stiffeners and a hanging apron made of high-strength and heat-resistant polymers. The tent structure rises to the proper height with the help of balloons (stratostats) or airships.
Из всего многообразия полимеров в экстремальных условиях извержения вулкана наиболее приемлемы УГЛЕПЛАСТИКИ. Наполнителем в этих полимерных композитах служат углеродные волокна, которые получают из синтетических и природных волокон на основе целлюлозы, сополимеров акрилонитрила нефтяных и каменноугольных пеков и т.д.Of the variety of polymers under extreme conditions of volcanic eruption, CARBON PLASTICS are the most acceptable. The filler in these polymer composites are carbon fibers, which are obtained from synthetic and natural fibers based on cellulose, copolymers of acrylonitrile oil and coal tar pitch, etc.
На основе углеродных волокон и углеродной матрицы создают композиционные углеграфитовые материалы, способные долго выдерживать в инертных или восстановительных средах температуры до 3000 град. Углепластики очень легки и в то же время прочные материалы [5]. Например, полимер этого класса, названный «Хайпол», обладает следующими параметрами: рабочая температура до 2000 град, химическая инертность к окислительным средам, не горит, в 1,5 раза легче алюминия (htt://highpol.com/). Вызывает интерес последняя разработка российских ученых - полимер ГРАФИН, обладающий особенными и экзотическими свойствами (htt://newchemistry.ru/). Углеродные тонкие пленки, полученные из этих полимеров, могут быть использованы в качестве фартука указанной выше конструкции. Т.к. все углепластики хорошо проводят ток, то наэлектризованный фартук, кроме оградительных функций, может сам коагулировать и абсорбировать взвешенные микрочастицы пыли.On the basis of carbon fibers and a carbon matrix, composite carbon-graphite materials are created that can withstand temperatures up to 3000 degrees in inert or reducing environments for a long time. CFRPs are very lightweight and at the same time durable materials [5]. For example, a polymer of this class, called “Hypol”, has the following parameters: operating temperature up to 2000 degrees, chemical inertness to oxidizing media, does not burn, 1.5 times lighter than aluminum (htt: //highpol.com/). Of interest is the latest development of Russian scientists - the graphite polymer, which has special and exotic properties (https://newchemistry.ru/). Carbon thin films obtained from these polymers can be used as an apron of the above construction. Because Since all carbon plastics conduct current well, an electrified apron, in addition to protective functions, can coagulate and absorb suspended dust particles.
Материалом для воздушных шаров обычно служат эластомеры, т.е. природные или синтетические каучуки. Каучук обладает способностью обратимо растягиваться до 900%. На конструкции закрепляются научная аппаратура, датчики, видеокамеры, передатчики видео- и телеметрической информации, источник электризации сетки и питания научной аппаратуры(ветряк). Подачу электроэнергии дублировать с земли по проводам, прикрепленным к натяжным тросам.The material for balloons is usually elastomers, i.e. natural or synthetic rubbers. Rubber has the ability to stretch reversibly up to 900%. Scientific equipment, sensors, video cameras, transmitters of video and telemetric information, a source of electrification of the grid and power of scientific equipment (wind turbine) are fixed on the structure. Duplicate the power supply from the ground via wires attached to the tension cables.
Грузоподъемность шаров практически не ограничена. 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 - поле физического воздействия (вибрационное, магнитное или ультразвуковое), 10 - разрыхленная зона, а также вид на металлическую шатровую конструкцию сбоку:The carrying capacity of the balls is practically unlimited. Figure 1 shows a vertical section of the rock: 1 - crater, 2 - vent, 3 - cork, 4 - accumulation of magma and gas, 5 - outlet channel of magma, 6 - reference belt, 7 - city, 8 - zone of possible melting, 9 - field of physical impact (vibrational, magnetic or ultrasonic), 10 - loosened zone, as well as a side view of the metal tent structure:
14 - металлическая сетка с ребрами жесткости 15, 23 - полимерный фартук, 25 - натяжное автоматическое устройство с тросом - 24, 21 - предохранительный клапан, 1 - воздушный шар (стратостат) или дирижабль, 13 - аппаратурный отсек, 22 - научно-инструментальный пояс с датчиками - 16, трубопровод с форсунками 17, электрический источник питания (ветряк) - 12, спутниковый ретранслятор - 19, наземная камера наблюдения - 18, воздушная камера наблюдения - 20.14 - metal mesh with
На фиг.2 представлен вид на конструкцию сверху:Figure 2 presents a top view of the structure:
15 - ребра жесткости (обручи), 21 - предохранительный клапан, 22 - научно-инструментальный пояс, 23 - полимерный фартук, 24 - трос, 25 - натяжное автоматическое устройство, 18 - наземная камера наблюдения.15 - stiffeners (hoops), 21 - safety valve, 22 - scientific-instrumental belt, 23 - polymer apron, 24 - cable, 25 - tension automatic device, 18 - ground surveillance camera.
С момента пробуждения вулкана начинают подготовку к осуществлению проекта по охране окружающей среды, заранее разработанного, 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.From the moment the volcano awakens, they begin preparations for the implementation of a pre-designed environmental project, part of which is the implementation of the objectives of this invention: they determine the possible hypocenter of the earthquake and the probable period of volcanic eruption, the depth and intensity of the block system of the reference belt, the depth of the accumulation zone of magma and possible melting of magma. Based on scientific data, measures are being taken to create a loosened zone in order to facilitate the exit of magma to the surface, a bypass channel is being built, and measures are being taken at other points of the project.
Параллельно на ровной поляне вблизи вулкана собирается шатровая конструкция из готовых элементов. Конструкция проста и может быть собрана в короткое время. Конструкция оснащается датчиками, научной аппаратурой, элементами слежения и автоматического управления. Шары (стратостаты) наполняются газом, вся конструкция поднимается в воздух на небольшую высоту, и тросами с помощью машин транспортируется к вулкану, и закрепляется с помощью натяжных устройств.At the same time, on a flat meadow near the volcano, a tent-like structure of prefabricated elements is assembled. The design is simple and can be assembled in a short time. The design is equipped with sensors, scientific equipment, tracking elements and automatic control. Balls (stratostats) are filled with gas, the whole structure rises into the air to a small height, and with the help of machines it is transported by ropes to the volcano, and fixed using tensioning devices.
По склону и вокруг жерла вулкана прокладывается трубопровод с форсунками для вспенивающейся или жаропоглощающей жидкости. На безопасном расстоянии в укрытиях вокруг кратера устанавливаются видеокамеры.Along the slope and around the mouth of the volcano, a pipeline with nozzles for foaming or heat-absorbing liquid is laid. At a safe distance in the shelters around the crater, video cameras are installed.
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.Data from sensors, video cameras and equipment are automatically sent to the assembly point and transmitted by a satellite antenna to the control center and to all interested scientific centers around the world.
По мере пробуждения вулкана усиливается приток газа и пара. В зависимости от их давления и температуры воздушные шары с шатровой конструкции автоматически или по команде оператора могут подниматься или опускаться (подтягиваться натяжными устройствами).As the volcano awakens, the influx of gas and steam increases. Depending on their pressure and temperature, balloons with a tent-like construction can automatically or at the command of the operator rise or fall (be pulled by tensioning devices).
Посредством видеокамер будет вестись наблюдение за подъемом шаров и дистанционно управляемые натяжные устройства будут центрировать шатер относительно жерла вулкана.By means of video cameras, the rise of the balls will be monitored and remotely controlled tensioning devices will center the tent relative to the vent of the volcano.
Металлическая сетка может быть наэлектризована от батарей или ветряка, установленных на аппаратурном отсеке, а также электроэнергия должна быть продублирована с земли по кабелю, проложенному по тросам. При этом, в целях устранения утечки заряда на землю, тросы закрепляются на шатровой конструкции через изоляторы.The metal grid can be electrified from batteries or a windmill installed in the equipment compartment, and electricity must be duplicated from the ground via a cable laid along the cables. At the same time, in order to eliminate charge leakage to the ground, the cables are fixed on the tent structure through insulators.
При выбросе камней и пепла из жерла вулкана прочная шатровая конструкция будет предохранять местность от их разброса. Чем более бурный выброс камней и пепла, тем выше будут подниматься шары с конструкцией, при этом высота подъема алгоритмически связана с датчиками давления и температуры. В экстренном случае сработает предохранительный клапан.When stones and ash are ejected from the mouth of a volcano, a sturdy tent construction will protect the terrain from scattering. The more rapid the ejection of stones and ash, the higher the balls with the structure will rise, while the rise height is algorithmically associated with pressure and temperature sensors. In an emergency, the safety valve will operate.
Пенная или водяная «баня», создаваемая истечением жидкости под давлением из форсунок, расположенных вокруг жерла, способствует коагуляции мелких фракций пепла и их выпадению вблизи вулкана.Foam or water "bath" created by the outflow of liquid under pressure from nozzles located around the vent, contributes to the coagulation of small fractions of ash and their precipitation near the volcano.
Наэлектризованная металлическая сетка способствует прилипанию к ней дисперсных частиц пепла, так досаждающих работе авиации: залепляются окна ограничивая обзор, выключаются двигатели.An electrified metal mesh contributes to the adherence of dispersed ash particles to it, so annoying the work of aviation: windows are closed to limit visibility, and engines are turned off.
По шлейфу газа и пепла можно на воздушных шарах поднимать металлические сетки любой конфигурации: плоские, изогнутые дугой и т.д.According to the loop of gas and ash, it is possible to lift metal grids of any configuration on balloons: flat, curved by an arc, etc.
Создание разрыхленной зоны в толще пород мероприятие высокозатратное с вероятностным положительным исходом. Создание же оградительной фильтрующей конструкции из металлической сетки проще, реальнее и менее затратное. Данный способ позволит значительно сократить убытки авиафирм от облаков пепла, пока составляющие 4 млрд дол., а вулкан еще дымит. В 1820 г. извержение вулкана продолжалось 2 года. Сколько неприятностей и затрат может принести извержение только одного вулкана. А их на Земле множество.Creating a loosened zone in the rock mass is a high-cost event with a probabilistic positive outcome. The creation of a protective filtering structure from a metal mesh is simpler, more real and less expensive. This method will significantly reduce the losses of air companies from ash clouds, while making up 4 billion dollars, and the volcano is still smoking. In 1820, the volcanic eruption lasted 2 years. How much trouble and cost can an eruption of only one volcano bring. And there are many of them on Earth.
Источники информацииInformation sources
1. RU 2 351 964 C2, G01V 9/00, 2006.1. RU 2 351 964 C2, G01V 9/00, 2006.
2. RU 2 231 092 C2, G01V 9/00, 2003.2. RU 2 231 092 C2, G01V 9/00, 2003.
3. RU 2098850 C1, 1997.3. RU 2098850 C1, 1997.
4. RU 2343508 C1, 2009.4. RU 2343508 C1, 2009.
5. Конкин А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы. М.: Высшая школа, 2004.5. Konkin A.A. Carbon and other heat-resistant fibrous materials. M .: Higher school, 2004.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118818/03A RU2434096C1 (en) | 2010-05-13 | 2010-05-13 | Method to reduce dynamic effects of volcano at environment as it erupts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118818/03A RU2434096C1 (en) | 2010-05-13 | 2010-05-13 | Method to reduce dynamic effects of volcano at environment as it erupts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2434096C1 true RU2434096C1 (en) | 2011-11-20 |
Family
ID=45316710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010118818/03A RU2434096C1 (en) | 2010-05-13 | 2010-05-13 | Method to reduce dynamic effects of volcano at environment as it erupts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2434096C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495185C1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-10-10 | Александр Александрович Перфилов | Method to reduce dynamic exposure of volcano at environment during its eruption |
-
2010
- 2010-05-13 RU RU2010118818/03A patent/RU2434096C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495185C1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-10-10 | Александр Александрович Перфилов | Method to reduce dynamic exposure of volcano at environment during its eruption |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA3015413C (en) | Expansion pipe for blasting and blasting method therefor | |
US9540929B2 (en) | Apparatus and method for storing waste material | |
US8262167B2 (en) | Apparatus and method for mining coal | |
KR101799861B1 (en) | Flood damage adjustment distribution input device | |
Reyes et al. | A synthesis and review of historical eruptions at Taal Volcano, Southern Luzon, Philippines | |
KR20120112315A (en) | System for apparatus of control a flood disaster using potential energy of water | |
KR20150138126A (en) | Nuclear Waste double block structure, the dust collector tank boiling water reactor nuclear power plant equipment for nuclear power plants | |
KR20150138127A (en) | Nuclear waste disposal in the nuclear power plant facilities dual structure for pressurized water reactor nuclear power plant | |
RU2393312C1 (en) | Method of decreasing dynamic impacts of volcano on environment at its eruption | |
RU2434096C1 (en) | Method to reduce dynamic effects of volcano at environment as it erupts | |
KR20150138129A (en) | Nuclear Waste Nuclear Power Plant reactors equipped with dual structure for high-speed growth of nuclear power plants | |
KR20200099259A (en) | Tsunami disaster prevention dispensing device | |
Batugin et al. | Validation of the geometrical model and boundary conditions for modeling the process of air intake into the body of a coal waste dump taking into account area geodynamics | |
KR20150138128A (en) | The dual structure of a nuclear waste disposal facility for nuclear power plant nuclear power plant multi-purpose high-temperature gas reactors | |
KR20150138130A (en) | The dual structure of a nuclear waste disposal facility for nuclear power plants switch to the new nuclear power plant reactors | |
Li et al. | Environmental engineering issues induced by abandoned coal mine hidden disasters | |
RU2495185C1 (en) | Method to reduce dynamic exposure of volcano at environment during its eruption | |
RU2509852C1 (en) | Method to reduce dynamic effects of volcano at environment during its eruption | |
RU2462551C1 (en) | Method to reduce dynamic exposure of environment to volcano as it erupts | |
Titus et al. | A review of common natural disasters as analogs for asteroid impact effects and cascading hazards | |
Zhu et al. | Surface water control for mining thick, relatively shallow coal seams in the loess area of western China | |
CN204632237U (en) | A kind of derrick equipment being suitable for drilling well emergency drilling | |
KR20170081589A (en) | Typhoon Disaster Discharge Distribution Input Device | |
Prasetio et al. | Operation and Water Management of Dam Cascade System | |
KR20150138131A (en) | The dual structure of the gas cooled reactor nuclear waste disposal facility for nuclear power plant nuclear power plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130514 |