О проекте подземной исследовательской лаборатории в Нижнеканском

О проекте подземной исследовательской лаборатории
в Нижнеканском массиве. Программа исследований
В.П.Бейгул
Руководитель проектов,
ФГУП «Национальный оператор по обращению с РАО»
1
Цели создания подземной лаборатории
• Уточнение характеристик вмещающего массива горных пород, подтверждение
пригодности массива пород для безопасного глубинного захоронения
долгоживущих ВАО и САО
• Уточнение изолирующих свойств системы инженерных барьеров
• Отработка технических решений и транспортно-технологических схем по
строительству и эксплуатации будущего объекта окончательной изоляции РАО
Схема подземной исследовательской лаборатории
Основные сооружения подземной лаборатории
• Три вертикальных ствола глубиной по 500 м сечением по 6.0 м
• Поверхностная инфраструктура, в том числе наземные здания и
сооружения на приствольных площадках
• Горизонтальные горно-капитальные выработки сечением 20 м2 общей
длиной 5000 м
• Четыре горизонтальные выработки сечением 40-60 м2 общей длиной
600 м и четыре вертикальные скважины глубиной по 75 м
Основные породы массива
Гнейсы (~80%)
Мигматизированный гнейс под
микроскопом
Метадолериты (~20%)
Метадолерит под микроскопом
Скальный массив представлен в разной степени метасоматически измененными гнейсами различного
состава и дайками долеритов, является устойчивым горным блоком.
Этапы и сроки исследований
I этап - 2018-2024 (5 лет):
Исследования массива пород до глубины 520 м в ходе строительства трех вертикальных
стволов глубиной до 520 м диаметром по 6.0 м.
Исследования массива пород на площади 360*730 м в диапазоне глубин 450-520 м выполнение комплекса инженерно-геологических изысканий, натурных и лабораторных
исследований в горизонтальных выработках общей длиной 5000 м и в пробуренных из них
разведочных скважинах.
Отработка технологических операций строительства камер и скважин захоронения
РАО.
II этап – с 2024 г.
Отработка технологических операций обращения на имитаторах РАО - в подземных
сооружениях подземной лаборатории.
Исследования технологии сооружения и изолирующих свойств элементов системы
инженерных барьеров в четырех горизонтальных выработках общей длиной 600 м и
четырех вертикальных скважинах глубиной по 75 м.
Продолжение исследований массива пород в горизонтальных транспортно-вентиляционных
выработках общей длиной 5000 м.
Основные виды исследований характеристик массива пород и
подземных вод
• Гидрогеологические и гидрогеохимические исследования в горнокапитальных выработках и скважинах в массиве пород;
• Геодинамические и сейсмические исследования на поверхности и в
подземных условиях;
• Уточнение параметров инженерных барьеров
Гидрогеохимические и радиометрические исследования
Цель - определение пространственновременных изменений в химическом и
радионуклидном составе подземных вод. Поиск
и прослеживание потенциальных каналов
возможной миграции радионуклидов.
Измеряемые величины и методы измерений:
1. Химический состав подземных вод – химикоаналитические исследования.
2.
Границы
инженерно-геологических
элементов и тектонических нарушений – метод
съемки
пространственно-временного
Основные задачи:
1.
Установление
реальных
противо- распределения эманаций гелия и радона.
миграционных свойств массива горных пород; 3. Радионуклидный состав проб воды и
2. Поиск и картирование потенциальных растворенных веществ – на пробах воды и газа.
4. Степень развитости и пространственная
3. Определение интенсивности геохимических ориентация каналов возможной миграции
радионуклидов
–
трассерные
тесты
процессов в камерах изоляции.
(геомиграционные исследования).
каналов миграции радионуклидов;
5. Исходный радиационный фон горных
выработок объекта и прилегающих территорий
– дозиметрические исследования.
Геодинамические исследования. Маркшейдерско-геодезическое
сопровождение объекта
Цель – определение смещений инженерно- Измеряемые
геологических элементов.
измерений:
Основные задачи:
величины
и
методы
1.
Вертикальные
смещения
геометрическое нивелирование.
–
1. Установление величин горизонтальных
и вертикальных смещений массива пород и
инженерных объектов в зоне влияния
строительства
в
процессе
всего
жизненного цикла объекта до его полного
заполнения отходами;
2. Горизонтальные смещения – линейноугловые построения (полигонометрия как
частный случай).
2. Измерение величин раскрытия трещин и
конвергенции массива.
4. Смещения блока массива пород
(конвергенция) – скважинные реперные
наблюдения. Необходимы только в случае
подозрения на серьезные подвижки
инженерно-геологических элементов.
3.
Раскрытие
трещин
–
инструментальные измерения (линейки,
микрометры, штангенциркули).
Определение параметров инженерных барьеров
Определяемые параметры
Цель – оценка способности инженерных барьеров к
долговременной надежной изоляции отходов в
естественных условиях.
для имитатора РАО класса 1
1.Скорость сквозной коррозии стальных
стенок упаковок в условиях
взаимодействия с измененными
Основные задачи:
параметрами воды.
1. Определение остаточных изоляционных
2.Скорость разрушения стеклянной
свойств инженерного барьера, после имитации
комплексного деструктивного воздействия на него матрицы при возможном контакте с водой.
подземных вод и теплового потока от пенала с
3.Динамика распределения температуры в
имитатором ВАО;
бентонитовом барьере.
2. Оценка однородности и прочих оговоренных в
для имитаторов РАО класса 2
проекте первичных свойств инженерного барьера 1.Скорости выщелачивания из матрицы.
при выбранном способе его исполнения.
2.Пустотность в бентонитовом барьере.
3.Физико-механические, фильтрационные и
геохимические характеристики
бентонитового барьера.
Термометрический контроль. Исследование теплофизических
характеристик пород в естественных условиях
Цель
–
актуализация
температурных
моделей и уточнение проектных решений по
выбору конструкции подземной части объекта
изоляции РАО, в частности шага между
выработками и скважинами, т.к. в основе этих
решений лежат значения теплофизических
параметров, достоверное определение которых
возможно только с помощью прямых
термометрических измерений, проводимых
непосредственно в массиве горных пород.
Измеряемые
величины
–
значения
температур массива горных пород в
разнящихся по удаленности от источника
тепла точках.
Метод
измерений
–
с
помощью
преобразователей
термоэлектрических,
по
ТАДУ
405220.002ТУ.
Параметрическую
информацию
с
этих
преобразователей
предлагается считывать посредством прибора
«Термодат-25M1» или его аналога.
Основные задачи:
1. Установление пространственно-временной
характеристики температурного поля от
скважин с имитаторами ВАО;
2. Определение величин теплофизических
характеристик пород в натурных условиях.
Расчетное температурное поле в центральном сечении
через 50 лет после начала загрузки РАО
Основные организации – участники исследований в ПИЛ
Российские организации:
•
ИГЕМ РАН (г. Москва)
•
Санкт-Петербургское отделение ИГЭ РАН
•
ИФХЭ РАН
•
ИБРАЭ РАН
•
МГУ им. Ломоносова
•
ИВМ РАН
•
Красноярскгеология
Зарубежные организации:
•
DBE Technology
•
BGR
•
GRS
E-mail: [email protected]