UA138735U - Спосіб спорудження підземних сховищ для низько- і середньоактивних радіаційно небезпечних відходів - Google Patents

Abstract

Спосіб спорудження підземних сховищ для низько- і середньоактивних радіаційно небезпечних відходів обладнані камерами, ізольованими одна від одної породними ціликами, в яких розміщені герметичні контейнери з радіаційно небезпечними відходами, та вантажно-розвантажувальними пристроями, а також системами транспорту, вентиляції, освітлення та контрольно-вимірювальними приладами. Під сховище використовують виробки у стабільних, переважно сухих, геологічних структурах виведеної з експлуатації шахти з відпрацьованим щонайменше одним горизонтом, який, зазвичай, оснащують скиповим і клітьовим стволами, та навколоствольним двором. Останній відокремлюють ізолюючими перемичками від загальношахтних виробок та відбудовують щонайменше одну тупокінцеву камеру, в якій розміщують щонайменше один ряд контейнерів з радіаційно небезпечними відходами, з можливістю забезпечення доступу до кожного із них. Камери облаштовують щільно зачиненими дверима та формують навколо кожної камери ізолюючо-зміцнюючий каркас із порід і бетону, застосовують посилене кріплення у вигляді сталевополімерних та/або нагнітальних анкерів, створюють оброблення набризкбетоном по усьому периметру і установлюють тюбінгове кріплення. Простір між тюбінговим кріпленням і набризкбетоном тампонують гідроізолюючою сумішшю, завдяки чому забезпечують надійну міцність камери при довготривалому зберіганні радіаційно небезпечних відходів. Скиповий ствол використовують як вентиляційний, а клітьовий - за призначенням.

Description

Корисна модель належить до області поводження з радіоактивними відходами (РАВ) низького і середнього рівня активності і призначена для їх безпечного довготривалого зберігання в підземних сховищах.

У країнах, що мають розвинену атомну промисловість, розроблені проекти, побудовані і експлуатуються підземні споруди для тривалого зберігання та/(або поховання радіоактивних відходів.

Відома підземна споруда для поховання РАВ з низьким рівнем тепловиділення, що створена в граніті, кам'яній солі або глині (1).

Підземна споруда містить ряд паралельних тунелів, в яких штабелюють упаковки- контейнери з РАВ. Тунелі розташовані по обидві сторони від транспортної виробки і є тупиковими. Підземна споруда пов'язана з наземним комплексом декількома шахтними стволами, що використовують для спуску упаковок, вентиляції і видалення гірських порід при будівництві.

Недоліком такої споруди є високі витрати на будівництво, а також те, що системи транспортування, вентиляції, освітлення, прилади контролю РАВ розташовані в зоні підвищеної радіації, що ускладнює їх обслуговування. Така споруда використовується тільки як могильник і не придатна для зберігання РАВ.

Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається (найближчий аналог), є підземна споруда для тривалого зберігання та/або поховання упаковок радіоактивних відходів, що містить один або більше тунелів, які сполучені з наземною спорудою для прийому вказаних упаковок, засіб для транспортування упаковок і засіб для їх штабелювання, а в нижній частині тунелю виконаний транспортний коридор, що містить бічні стінки і верхнє перекриття з отвором для подання упаковок, забезпечений кришкою, в якому розміщений з можливістю подовжнього переміщення засіб для транспортування упаковок радіоактивних відходів, на верхньому перекритті коридору розміщений з можливістю подовжнього переміщення засіб для штабелювання упаковок радіоактивних відходів, при цьому верхня частина тунелю відокремлена захисним перекриттям (2).

Позитивним чинником найближчого аналога є те, що частково забезпечується захист обслуговуючого персоналу, що знаходиться в зоні підвищеної радіації.

Зо Недоліком споруди є високі витрати на будівництво, недостатньо надійна міцність камер при довготривалому зберіганні радіоактивних відходів, неможливість забезпечити контроль окремо кожної упаковки з РАВ за рахунок їх штабелювання.

В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб спорудження підземних сховищ для низько- і середньоактивних радіаційно небезпечних відходів, у якому навколо кожної камери створюють ізолюючо-зміцнюючий каркас із порід та бетону, що значно збільшить надійність і термін її служби при експлуатації, а сховище обладнують комплексною системою дистанційного моніторінгу безпеки, що містить контроль напружено-деформованого стану приконтурного породного масиву і кріплення, а також температури, вологості і радіоактивності в камерах за допомогою датчиків, показання яких виводять на пульт оператора для автоматизованої обробки, аналізу, оцінки і прогнозу безпеки зберігання радіаційно небезпечних відходів.

Поставлена задача вирішується тим, що у способі спорудження підземних сховищ для низько- і середньоактивних радіаційно небезпечних відходів, що обладнані камерами, ізольованими одна від одної породними ціликами, в яких розміщені герметичні контейнери з радіаційно небезпечними відходами, і вантажно-розвантажувальними пристроями, системами транспорту, вентиляції, освітлення та контрольно-вимірювальними приладами, згідно з корисною моделлю, під сховище використовують виробки у стабільних, переважно сухих, геологічних структурах виведеної із експлуатації шахти з відпрацьованим щонайменше одним горизонтом, який, зазвичай, оснащують скиповим і клітьовим стволами, та навколоствольним двором, при цьому останній відокремлюють ізолюючими перемичками від загальношахтних виробок та відбудовують щонайменше одну тупокінцеву камеру, в якій розміщують щонайменше один ряд контейнерів з радіаційно небезпечними відходами з можливістю забезпечення доступу до кожного із них, причому камери облаштовують щільно зачиненими дверима та формують навколо кожної камери ізолюючо-зміцнюючий каркас із порід і бетону, застосовують посилене кріплення у вигляді сталевополімерних та/або нагнітальних анкерів, створюють оброблення набризкбетоном по усьому периметру і установлюють тюбінгове кріплення, а простір між тюбінговим кріпленням і набризкбетоном тампонують гідроізолюючою сумішшю, завдяки чому забезпечують надійну міцність камери при довготривалому зберіганні радіаційно небезпечних відходів, причому скиповий ствол використовують як вентиляційний, а 60 клітьовий за призначенням, при цьому сховище обладнують комплексною системою дистанційного моніторінгу безпеки, що містить контроль напружено-деформованого стану приконтурного породного масиву і кріплення, а також температури, вологості і радіоактивності в камерах за допомогою датчиків, показання яких виводять на пульт оператора для автоматизованої обробки, аналізу, оцінки і прогнозу безпеки зберігання радіаційно небезпечних відходів.

Використання виробок у стабільних, переважно сухих, геологічних структурах виведеної із експлуатації шахти з відпрацьованим щонайменше одним осгоризонтом, який, зазвичай, обладнаний скиповим і клітьовим стволами та навколоствольним двором, дає можливість значно збільшити надійність безпеки довготривалого зберігання радіаційно небезпечних відходів та зменшити витрати на будівництво сховища за рахунок використання готових виробок.

Навколоствольний двір горизонту, який має кільцеву транспортну систему та камери: насосну центрального водовідливу, водозбірника, електрообладнання, та камери другого призначення, відокремлюють ізолюючими перемичками від загальношахтних виробок, що дає можливість скорочення шляху вентиляційного струменя.

Обладнання навколоствольного двору тупокінцевими камерами, в яких розміщують рядами контейнери з радіаційно небезпечними відходами, з забезпеченням доступу до кожного із них, дає можливість автоматизованого контролю стану кожного контейнера та його вилучення зі сховища для подальшої переробки після закінчення терміну радіаційної небезпеки. А камери облаштовують щільно зачиненими дверима для надійної ізоляції при довготривалому зберіганні.

Застосування посиленого кріплення камер у складі сталевополімерних та/або нагнітальних анкерів, створення оброблення набризкбетоном по усьому периметру, установлення тюбінгового кріплення, тампонаж простору між тюбінговим кріпленням і набризкбетоном гідрозолюючою сумішшю, дає можливість сформувати навколо кожної камери ізолюючо- зміцнюючий каркас із порід та бетону, забезпечити надійну міцність кожної камери при довготривалому зберіганні радіаційно небезпечних відходів.

Обладнання сховища комплексною системою дистанційного моніторінгу контролю безпеки, яка містить контроль напружено-деформованого стану приконтурного породного масиву і кріплення, а також температури, вологості і радіоактивності в камерах за допомогою датчиків, показання яких виводять на пульт оператора для автоматизованої обробки, аналізу, оцінки і прогнозу безпеки зберігання радіаційно небезпечних відходів, дозволить використати комплексні програми своєчасного реагування на зміну стану небезпечності сховища.

Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 умовно показано технологічну схему способу спорудження підземних сховищ для низько-і середньоактивних радіаційно небезпечних відходів, на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1, на фіг. З - розріз Б-Б на фіг. 1.

На кресленні наведені наступні позначення: 1 - навколоствольний двір, 2 - скиповий ствол, З - клітьовий ствол, 4 - виробка навколоствольного двору, 5 - кільцева транспортна система, 6 ізолююча перемичка, 7 - загальношахтні виробки, 8 - тупокінцеві камери, 9 - міжкамерні породні цілики, 10 - контейнери з радіаційно небезпечними відходами, 11 - вантажно- розвантажувальний пристрій, 12 - помост, 13 ряди контейнерів з радіаційно небезпечними відходами, 14 - посилене кріплення, 15 анкери (сталевополімерні або нагнітальні), 16 - набризкбетон, 17 - тюбінгове кріплення, 18 - гідро ізолююча суміш, 19 - водостійкий бетон, 20 - двері.

Спосіб реалізується наступним чином.

Вибирають виведену із експлуатації шахту з відпрацьованим щонайменшу одним горизонтом у стабільних, переважно сухих, геологічних структурах, визначають стан виробок, необхідних для спорудження сховища, відокремлюють навколоствольний двір 1 горизонту від загальношахтних виробок 7 ізолюючими перемичками б, проводять ремонтні роботи при необхідності та починають спорудження тупокінцевих камер 8 для розміщення в них контейнерів 10 з радіаційно небезпечними відходами.

При проходці камер 8 необхідно враховувати їх діаметр, який повинен перевищувати зовнішній діаметр чавунного тюбінгового кріплення 17 на подвійне значення розрахункової товщини бетонного покриття та проводять їх проходку з одночасним кріпленням анкерами 15, при цьому в нестійких породах застосовують нагнітальні анкери. Потім на хвостовики анкерів, що виступають, навішують сітки-затяги з чарунками 7-10 см та створюють оброблення набризкбетоном 16 по усьому периметру, причому одна сітка розрахована на товщину набризкбетону в 4-5 мм і таким чином формують ізолюючо-зміцнюючий каркас із порід та бетону.

Установлюють тюбінгове кріплення 17, а простір між кріпленням 17 та набризкбетоном 16 тампонують гідроїзолюючою сумішшю 18, через отвори в тюбінгах, з урахуванням водоносних пластів, при цьому забезпечують надійну міцність кожної камери 8 при довготривалому зберіганні радіаційно небезпечних відходів.

Закінчивши установку кріплення, нижню частину внутрішнього діаметра тюбінгового кріплення 17 у кожній камері 8, заливають водостійким бетоном 19 до нульового рівня суміжної виробки 4 з кільцевою транспортною системою 5 навколоствольного двору 1 та розміщують на ній контейнери 10 з радіаційно небезпечними відходами за допомогою вантажно- розвантажувального пристрою 11 рядами на помостах 12 так, що між контейнерами 10 в рядах створюють відстань не менше 700 мм для розміщення апаратури контролю та доступу до кожного з них. Після завершення всіх підготовчих робіт кожну тупокінцеву камеру 8 ізолюють дверима 20. Підготовлення до експлуатації камери 8 закінчено.

Усі виробки сховища обладнують системами вентиляції, освітлення та комплексною системою дистанційного моніторінгу безпеки, що містить контроль напружено-деформованого стану приконтурного породного масиву і кріплення, а також температури, вологості і радіоактивності в камерах за допомогою датчиків, показання яких виводять на пульт оператора для автоматизованої обробки, аналізу, оцінки і прогнозу безпеки зберігання радіаційно небезпечних відходів, що дозволить застосовувати комплексні програми своєчасного реагування на зміну стану небезпечності сховища. При цьому клітьовий ствол З використовують для транспортування матеріалів, а скиповий 2 - як вентиляційний.

Таким чином, застосування запропонованого способу значно спрощує технологічний процес спорудження підземних сховищ, зменшує витрати на будівництво та збільшує надійність і термін їх служби при експлуатації, а також підвищує безпечність довготривалого зберігання радіаційно небезпечних відходів за рахунок обладнання комплексною системою дистанційного моніторингу безпеки.

Джерела інформації: 1. НоогєеІрекКе, 9У.М., Зегтапо, М., Спацдоп, Ї., Сіег, М. апа Маїєї с. (1986), "Ешаєв5 сопсерішйе!Іез ди віосКкаде дез деспеїв гадіоасіїв еп Топтаїйоп5 деоіодіднев5 ргоїопадев", Ргос. ої Ше 0 вутровішт "Зйіпо, Оезідп апа Сопвігисіоп ої Опадегдтоипа Верозіюгіев Тог Надіоасіїме Уавіев",

Наппомег, Септапу, 3-7 Магсп 1986. - Р. 553-571. 2. РФ Мо 2431210, Подземное сооружениеє для длительного хранения и/или захоронения упаковок радисактивньїх отходов, МПК С21Е 9/24, Б. Мо 31, 2011.

Claims (2)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Спосіб спорудження підземних сховищ для низько- і середньоактивних радіаційно небезпечних відходів, що обладнані камерами, ізольованими одна від одної породними ціликами, в яких розміщені герметичні контейнери з радіаційно небезпечними відходами, та вантажно-розвантажувальними пристроями, а також системами транспорту, вентиляції, освітлення та контрольно-вимірювальними приладами, який відрізняється тим, що під сховище використовують виробки у стабільних, переважно сухих, геологічних структурах виведеної з експлуатації шахти з відпрацьованим щонайменше одним горизонтом, який, зазвичай, оснащують скиповим і клітьовим стволами, та навколоствольним двором, при цьому останній відокремлюють ізолюючими перемичками від загальношахтних виробок та відбудовують щонайменше одну тупокінцеву камеру, в якій розміщують щонайменше один ряд контейнерів з радіаційно небезпечними відходами, з можливістю забезпечення доступу до кожного із них, причому камери облаштовують щільно зачиненими дверима та формують навколо кожної камери ізолюючо-зміцнюючий каркас із порід і бетону, застосовують посилене кріплення у вигляді сталевополімерних та/або нагнітальних анкерів, створюють оброблення набризкбетоном по усьому периметру і установлюють тюбінгове кріплення, а простір між тюбінговим кріпленням і набризкбетоном тампонують гідрозолюючою сумішшю, завдяки чому забезпечують надійну міцність камери при довготривалому зберіганні радіаційно небезпечних відходів, при цьому скиповий ствол використовують як вентиляційний, а клітьовий - за призначенням.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сховище обладнують комплексною системою дистанційного моніторингу безпеки, що включає контроль напружено-деформованого стану приконтурного породного масиву і кріплення, а також температури, вологості і радіоактивності в камерах за допомогою датчиків, показання яких виводять на пульт оператора для