Пронкин Обеспечение безопасности хранилисч радиоактивных 2011

Таблица 4.3 Основные характеристики полигонов захоронения ЖРО

4.5.1. Полигон глубинного захоронения жидких отходов СХК

Полигон глубинного захоронения СХК (площадки 18, 18а) был создан по проектам институтов ВНИПИпромтехнологии (г. Москва) и ВНИПИЭТ (г. Санкт-Перербург). Экспериментальное захоронение отходов среднего уровня активности было начато в 1963 году, захоронение в опытно-промышленном масштабе осуществляет-

111

ся с 1967 г., когда было введено в эксплуатацию хранилище нетехнологических НАО пл. 18. Начиная с 1975 г. осуществляется захоронение технологических САО и ВАО на хранилище «Западного участка» (пл.18а). В 1975 г. был введен в эксплуатацию комплекс подготовки к захоронению технологических отходов Радиохимического завода.

Создание ПГЗ ЖРО позволило прекратить сброс жидких отходов в открытые водоемы-хранилища Б-1 и Б-2, начать удаление ЖРО из водоемов-хранилищ в подземное хранилище и приступить к ликвидации водоемов.

Полигон находится в 12 км восточнее реки Томь и примерно в 10 км севернее двух водозаборов питьевой воды и левобережного водозабора г. Томска. На полигоне функционируют две пространственно и технологически разобщенные площадки: ближайшая к заводу пл.18а для удаления САО и ВАО и в 4,5 км от нее – пл.18 для удаления НАО.

На пл.18 для захоронения используются II и III горизонты (пла- сты-коллекторы), залегающие в интервале глубин 349-386 м и 270320 м соответственно. На пл.18а используется II горизонт, залегающий в интервале глубин 314-341 м.

Пласты-коллекторы захоронений отделены от верхних слоев слабопроницаемым горизонтом D, а также буферным горизонтом IV. В случае вертикальных протечек буферный горизонт служит приемником РАО из горизонтов II и III, значительно снижая возможные перетока ЖРО в водоносные горизонты V и VI. Геофильтрационные параметры коллекторских горизонтов, определенные по данным опытных откачек и нагнетаний, приведены в табл. 4.4.

В пласты-коллекторы закачено около 42 млн.м3 отходов, из которых по физическим объёмам 85 % приходится на НАО, около 14 % на щелочные САО и менее 1 % на ВАО. По общей активности захороненные ЖРО характеризуются следующим образом: низкоактивные ЖРО менее 1 %, среднеактивные 60%, высокоактивные

39 %.

Закачка ВАО на пл.18а осуществляется порциями по 1-2 тыс.куб. м при нагнетании ЖРО в режиме свободного налива или при давлениях 0,5 – 0,6 МПа. Перед удалением ВАО осуществляется подготовка пласта-коллектора путем нагнетания слабокислых

112

растворов. После удаления порции ВАО осуществляется ее оттеснение из периферической зоны пласта. В результате кислых ВАО и карбонатной составляющей пород пласта-коллектора происходит нейтрализация ВАО, образование слаборастворимых соединений, захватывающих и соосаждающих радионуклиды. Разогрев пластаколлектора и радиационно-химические явления интенсифицируют эти процессы. При этом в твердую фазу может переходить до 95 – 98 % радионуклидов, а оставшийся в поровом пространстве фильтрат отходов является среднеактивным.

Повышение температуры в пласте-коллекторе при захоронении ВАО составляет от 50 до 160°С и эта температура может сохраняться в локальном объеме в течение нескольких лет медленно уменьшаясь со временем.

В настоящее время заполнены центральные участки пластовколлекторов, составляющие около 60 % их полезной емкости на пл.18 и около 80 % полезной емкости на пл.18а.

На площадке 18а расположено восемь действующих нагнетательных скважин, с помощью которых жидкие РАО закачиваются во II горизонт. Кроме того, на этой площадке имеется четыре со-

113

оружаемых скважины, 12 ликвидированных скважин и четыре выведенных из эксплуатации, которые ранее использовались как нагнетательные. Контроль за состоянием недр осуществляется с помощью 55 контрольных скважин. Имеется также шесть контрольных скважин выведенных в настоящее время из эксплуатации.

На пл. 18 расположено 12 эксплуатируемых нагнетательных скважин, с помощью которых жидкие РАО закачиваются во II и III горизонты. Кроме того, на этой площадке имеется 12 ликвидированных и 11 выведенных из эксплуатации скважин, которые ранее использовались как нагнетательные. Контроль за состоянием недр осуществляется с помощью 94 контрольных скважин. По периметру площадки 18 имеется также 25 законсервированных контрольных скважин.

Наблюдения показывают, что ареалы подземных загрязнений на площадке 18 составляет 5 км2, а на площадке 18а – 2 км2. Ареалы не имеют общих точек, они не сомкнулись и смещаются по направлению естественного потока подземных вод к реке Томь.

Проектом установлен следующий ресурс нагнетательных скважин:

–нагнетательные скважины пл. 18 и пл.18а для захоронения щелочных среднеактивных ЖРО – 1млн. м3 отходов или 10 лет использования в качестве нагнетательной скважины;

–нагнетательные скважины пл. 18а для захоронения кислых САО и ВАО – 300 млн. Ки или 5 лет использования в качестве нагнетательной скважины.

Анализ результатов эксплуатации хранилищ и проведенные расчеты позволяют сделать вывод о том, что пласты-коллекторы пл.18, 18а обладают необходимой емкостью, позволяющей про-

должить захоронение ЖРО в требуемых объемах: на пл.18 – 16,5 млн. м3, на пл.18а – 1,55 млн. м3.

Учитывая, что прогнозные оценки выполнены с использованием трех способов оценки остаточных объемов захоронения (геологоразведочные работы, контрольные наблюдения в течение длительного времени, математическое моделирование), можно считать, что величина объема свободных коллекторных горизонтов достаточно достоверна.

Важным вопросом эксплуатации и после эксплуатационного периода является гарантия нераспространения радионуклидов в во-

114

доносные горизонты и выхода их на земную поверхность. Прогнозные расчеты распространения компонентов ЖРО в коллекторных горизонтах в проектных режимах в период до 2015 г. показали, что пласты-коллекторы пл.18, 18а обладают необходимой емкостью (свободным объемом порового пространства), позволяющей продолжить захоронение ЖРО в требуемых объемах.

Следует отметить, что водозаборы 1, 2 и Левобережный находятся вне пределов горного отвода недр полигонов захоронения. По данным прогнозов с учетом опыта эксплуатации полигона глубинного захоронения, радионуклиды I и II горизонтов не достигнут участков водозаборов за период одной тысячи лет, даже без учета их взаимодействия с породами.

После окончания захоронения, ожидаемые эффективные дозы облучения населения характеризуются значениями 10-14 Зв/год, что значительно ниже установленных нормативными документами пределов доз. Время начала облучения населения после захоронения ЖРО составит 5000 лет, и период формирования максимального значения дозы составит 100 тыс. лет, что удовлетворяет требованию нормативных документов о необходимости локализации ЖРО в пределах установленных границ в период времени более 1 тыс. лет (без учета задержки компонентов породами).

В связи с высокой потенциальной опасностью производств СХК, полигонов захоронения, поверхностных водоемов-хранилищ ЖРО, многочисленных хранилищ ТРО и др. потенциальных источников радиационного загрязнения окружающей среды в районе СХК создана Единая система контроля недр (ЕСКН). Она предназначена для оперативного контроля за состоянием геологической среды и подземных вод, сбора информации и изучения на основе ее геологических процессов и явлений, обусловленных хранением и захоронением РАО и других отходов производства.

115

4.5.2. Полигон глубинного захоронения жидких отходов «Северный» ГХК

Геологическое строение района размещения ПГЗ ГХК «Северный» имеет много общих черт с геологией района размещения полигона СХК. Однако имеются и существенные различия, связанные со смещением геологических горизонтов, обусловленных верти-

кальным тектоническим экраном. Кроме того область закачки ЖРО в пласты-коллекторы представляет собой впадину.

В результате экспериментальных исследований было установ-

лено, что плоскость тектонического нарушения на участке поли-

гона и в области возможного влияния захоронения представляет собой глинистый экран. Участок возможной взаимосвязи горизонтов опущенного и приподнятого блоков находится в 3-4 км к северу от центра полигона захоронения.

Для захоронения ЖРО используются I и II горизонты, разделенные между собой слабонепроницаемыми горизонтами Б и Г, а от III водоносного горизонта слабопроницаемым глинистым слоем D (табл. 4.5).

Таблица 4.5 Фильтрационные и емкостные свойства пластов-коллекторов

полигона «Северный»

В первый водоносный горизонт (I горизонт-коллектор находится на глубине 355-500 м) закачиваются среднеактивные ЖРО и периодически высокоактивные ЖРО. Во второй водоносный гори-

116

зонт (II горизонт-коллектор находится на глубине 180-280 м) закачиваются низкоактивные ЖРО.

Пласты-коллекторы этих горизонтов обладают высокими сорбционными свойствами по отношению к основным захораниваемым радионуклидам (стронций-90, цезий-137, плутоний-239), обеспечивающими их отставание от жидкой фазы отходов (от несорбируемых компонентов) в 5-10 раз для цезия-137 и стронция-90

и40-100 раз для плутония-239.

Сначала эксплуатации в 1967 г. и по настоящее время в I горизонт было захоронено около 1900 тыс.м3 САО, 234 тыс.м3 – НАО и 73 тыс.м3 - ВАО (одиночными порциями по 1-3 тыс. м3/сутки). Всего 2,2 млн.м3 при проектном (расчетном) объеме 2,3 млн.м3 отходов. Закачка технологических ЖРО в I горизонт осуществляется при давлении до 1,2 МПа. Температура разогрева пласта при закач-

ке ВАО не превышает 50-80°С.

Во II горизонт с 1968 г. захоронено около 3,1 млн.м3 низкоак-

тивных нетехнологических отходов при проектном (расчетном) объеме 4,0 млн.м3. Захоронение осуществлялось с расходом до 600 м3 в сутки при давлениях до 2,0 МПа.

Общий объем захороненных ЖРО на полигоне "Северный" составляет около 5,3 млн.м3 с суммарной активностью около 260 млн.Ки.

Было установлено, что ограниченная площадь коллекторских горизонтов, и особенно I горизонта, снижает фильтрационные свойства структуры пластов и затрудняет перераспределение пластовых давлений развиваемых в процессе захоронений. Для снижения этих эффектов требуется значительное повышение давления нагнетания. В связи с этим, одновременно с нагнетанием отходов (при необходимости) осуществляется разгрузка пласта-коллектора путем откачки подземных вод через разгрузочные скважины, удаленные от нагнетательных скважин.

Для нагнетания ЖРО в I горизонт используется семь нагнетательных скважин и четыре – во II горизонт. Расстояние между скважинами примерно 200 м. Разгрузочные скважины I горизонта расположены на расстоянии около 1 км от нагнетательных скважин

– в направлении, противоположном естественному движению подземных вод.

117