一种盐腔结构及利用盐腔进行废料处置和能源储备的方法技术

本申请提供一种盐腔结构及利用盐腔进行废料处置和能源储备的方法，包括废料处置腔、废料灌注腔和能源储备腔，废料处置腔、废料灌注腔和能源储备腔与地表之间均开设有灌注通道，废料处置腔和能源储备腔分别设置于废料灌注腔的两侧，能源储备腔的底部位于废料灌注腔顶部所在水平面的上方，且与储备能源之间形成互不相溶的临界平面。通过步骤一开设灌注通道、溶解建造废料处置腔、废料灌注腔并开设第一连接通道、通过步骤二开设能源储备腔并开设第二连接通道、通过步骤三在井筒内安装管道以及地面装置、通过步骤四进行液体废弃物处理及能源储备、通过步骤五进行能源物质抽采，解决了现有技术中的无法利用盐腔同时进行废弃物处置和能源储备的问题。处置和能源储备的问题。处置和能源储备的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种盐腔结构及利用盐腔进行废料处置和能源储备的方法


[0001]本申请涉及废弃物处置
，尤其涉及一种盐腔结构及利用盐腔进行废料处置和能源储备的方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的不断发展，国内各行各业将产生数量庞大的多种形式的废弃物。这些弃物的成分极其复杂，包含多种有毒有害物质，例如放射性元素、有机物、重金属、有机和无机盐类等污染物质，这些废弃物的传统处置方式是地表堆积、浅地表填埋、焚烧等，因为这些处理方式不能从根本上将废弃物与生物圈永久隔离，从而不能彻底消除这些污染物对生态环境的影响。由于盐岩具有渗透性低、良好的蠕变特性以及损伤自恢复特性，盐腔被广泛应用于储存石油、天然气等化石能源储备、压气蓄能、碱渣回填等工程，因而盐腔地下空间的综合利用也越来越被重视。
[0003]现有技术主要集中在盐腔建造，利用盐腔单独进行能源储备或者利用盐腔进行废弃物处置等方面。随着国家对环境保护的要求越来越高，对废弃物的处置要求也将越来越高，从而导致废弃物的处置成本也越来越高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种盐腔结构及利用盐腔进行废料处置和能源储备的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种盐腔结构，包括废料处置腔、废料灌注腔和能源储备腔，所述废料处置腔、废料灌注腔和能源储备腔均开设在地表下方的盐层中，废料处置腔、废料灌注腔和能源储备腔与地表之间均开设有灌注通道，能源储备腔与地表之间的灌注通道由第三井筒构成，废料处置腔和能源储备腔分别设置于废料灌注腔的两侧，能源储备腔的底部位于废料灌注腔顶部所在水平面的上方，废料处置腔与废料灌注腔之间设有第一连接通道，废料处置腔与废料灌注腔通过第一连接通道进行导通连接，废料灌注腔与能源储备腔之间设有第二连接通道，第二连接通道的一端与废料灌注腔的顶部进行导通连接，第二连接通道的另一端与能源储备腔的底部进行导通连接。
[0007]作为本专利技术再进一步的方案：废料处置腔与地表之间的灌注通道由第一井筒构成，第一井筒的内部设有可拆卸的药剂注入管，药剂注入管插接进第一井筒的内部，药剂注入管的一端位于第一井筒与地表之间的开口处，药剂注入管的另一端延伸至废料处置腔的内部，药剂注入管的外壁与第一井筒内壁之间留有一排料间隙，可通过第一井筒的内部设有可拆卸的药剂注入管，使药剂注入管在具有化学腐蚀性的第一井筒内使用一段时间后，便于对药剂注入管进行拆除与更换。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：废料灌注腔与地表之间的灌注通道由第二井筒构成，第二井筒的内部设有可拆卸的废料浆体注入管，废料浆体注入管的一端位于第二井筒
与地表之间的开口处，废料浆体注入管的另一端延伸至废料灌注腔的内部。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：位于第二井筒与地表之间开口处的一端设有废弃物浆体制备装置，通过废弃物浆体制备装置经废料浆体注入管向废料灌注腔内部进行废料浆体灌注，使废料灌注腔内部的液体废弃物可向第一连接通道和第二连接通道之间进行倒流。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案：废料处置腔的底部与废料灌注腔的底部处于同一水平面上，第一连接通道的一端与废料处置腔的底部之间进行导通连接，第一连接通道的另一端与废料处置腔的底部进行导通连接，通过第一连接通道，使废料处置腔内部的液体废弃物流向废料处置腔的内部进行化学处理。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：废料灌注腔的顶部与能源储备腔的底部通过第二连接通道进行导通连接。当进行能源储备时，通过第二连接通道，使废料灌注腔内部的液体废弃物流向废料处置腔的内部进行化学处理。当进行能源抽采时，通过第二连接通道，使废料灌注腔内部的液体废弃物流向能源储备腔的内部将储备的能源排出至地表，完成对储备能源的抽采和利用。
[0012]利用盐腔进行废料处置和能源储备的方法，根据上述的一种盐腔结构进行实施，实施步骤包括：
[0013]步骤一，开设第一井筒、第二井筒、第一连接通道、建造废料处置盐腔和废料灌注盐腔，在地表分别位于废料处置腔、废料灌注腔的上方的位置通过水平井连通技术向地下盐层进行钻井得到第一井筒、第二井筒，采用水溶采矿技术分别溶解建造废料处置盐腔、废料灌注盐腔及第一连接通道；
[0014]步骤二，开设第三井筒、第二连接通道、建造能源储备盐腔，在地表位于能源储备盐腔的上方的位置采用水平定向井连通技术建造一个连通废料灌注盐腔与地表的第三井筒，采用后退式的溶解采矿技术溶解建造能源储备盐腔和第二连接通道；
[0015]步骤三，在井筒内安装管道以及地面装置，在步骤一中得到的第一井筒内部安装药剂注入管，通过药剂注入管向废料处置腔的内部进行废料处理药剂的投放，使废料处理药剂落入废料处置腔的内部，使废料处置腔内部的废料处理药剂与液体废弃物进行反应；在步骤一中得到的第二井筒的内部安装废料浆体注入管，在第二井筒的上方设有废弃物浆体制备装置，通过废弃物浆体制备装置经废料浆体注入管向废料灌注腔内部注入废弃物浆体；
[0016]步骤四，液体废弃物处理及能源储备，通过步骤三中废弃物浆体制备装置经废料浆体注入管向废料灌注腔内部注入废弃物浆体，废料灌注腔内的液体废弃物通过步骤一中得到的第一连接通道向废料处置腔内倒流，直至废料处置腔内部原有的液体物质被全部排空，与此同时，打开第一井筒中的药剂注入管向废料处置腔内部投放废料处理药剂，使化学药剂降低或消除废料处置腔内部液体废弃物的毒性和有害性，通过步骤二中得到的第三井筒向能源储备盐腔内不断注入需要储备的能源物质，来自于能源储备腔内的能源物质将废料处置腔内经过化学药剂处理后的液体废弃物经由第一井筒排出至地表，直至能源储备腔内部的储备能源与液体废弃物之间的不相溶的临界平面位于第二连接通道8顶部所在的水平面以上3～5m的距离停止注入能源物质，关闭第一井筒，关闭第三井筒，完成对液体废弃物的处理以及能源物质的储备；
[0017]步骤五：能源物质抽采，废料处置腔内的液体废弃物处理完成后，打开第三井筒，通过步骤三中废弃物浆体制备装置经废料浆体注入管向废料灌注腔内部注入废弃物浆体，使废料灌注腔内部的液体废弃物通过步骤二中得到的第二连接通道向能源储备腔内进行倒流，使能源储备腔经临界平面井能源储备腔内部的储备能源抬升至第三井筒内部，使储备能源经第三井筒排出至地表，完成对能源储备腔中的储备能源的抽采和利用。
[0018]作为本专利技术再进一步的方案：步骤一中的第一连接通道和第二连接通道的竖直截面高度大于8m，在第一连接通道和第二连接通道的内部不可避免的堆积一定数量的沉渣，通过截面高度大于8m的第一连接通道和第二连接通道使废料处置腔、废料灌注腔和能源储备腔之间的物质交换畅通。
[0019]作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤四中的临界平面应位于第二连接通道的顶部所在的水平面上方不小于3～5m的位置，避免能源储备腔内部的储备能源向废料处置腔和废料灌注腔之间进行倒流，同时可保证能源储备腔内部可具备较大的能源储备空间。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盐腔结构，其特征在于：包括废料处置腔、废料灌注腔和能源储备腔，所述废料处置腔、废料灌注腔和能源储备腔均开设在地表下方的盐层中，废料处置腔、废料灌注腔和能源储备腔与地表之间均开设有灌注通道，能源储备腔与地表之间的灌注通道由第三井筒构成，废料处置腔和能源储备腔分别设置于废料灌注腔的两侧，能源储备腔的底部位于废料灌注腔顶部所在水平面的上方，废料处置腔与废料灌注腔之间设有第一连接通道，废料处置腔与废料灌注腔通过第一连接通道进行导通连接，废料灌注腔与能源储备腔之间设有第二连接通道，第二连接通道的一端与废料灌注腔的顶部进行导通连接，第二连接通道的另一端与能源储备腔的底部进行导通连接。2.根据权利要求1所述的一种盐腔结构，其特征在于：所述废料处置腔与地表之间的灌注通道由第一井筒构成，第一井筒的内部设有可拆卸的药剂注入管，药剂注入管插接进第一井筒的内部，药剂注入管的一端位于第一井筒与地表之间的开口处，药剂注入管的另一端延伸至废料处置腔的内部，药剂注入管的外壁与第一井筒内壁之间留有环空排料间隙。3.根据权利要求1所述的一种盐腔结构，其特征在于：所述废料灌注腔与地表之间的灌注通道由第二井筒构成，第二井筒的内部设有可拆卸的废料浆体注入管，废料浆体注入管的一端位于第二井筒与地表之间的开口处，废料浆体注入管的另一端延伸至废料灌注腔的内部。4.根据权利要求3所述的一种盐腔结构，其特征在于：所述废料浆体注入管位于第二井筒与地表之间开口处的一端设有废弃物浆体制备装置，通过废弃物浆体制备装置经废料浆体注入管向废料灌注腔内部进行废料浆体灌注。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的一种盐腔结构，其特征在于：所述废料处置腔的底部与废料灌注腔的底部处于同一水平面上，第一连接通道的一端与废料处置腔的底部之间进行导通连接，第一连接通道的另一端与废料灌注腔的底部进行导通连接。6.利用盐腔进行废料处置和能源储备的方法，其特征在于：根据权利要求1
‑
5任意一项所述的一种盐腔结构进行实施，实施步骤包括：步骤一，开设第一井筒、第二井筒、第一连接通道、建造废料处置盐腔和废料灌注盐腔，在地表分别位于废料处置腔、废料灌注腔的上方的位置通过水平井连通技术向地下盐层进行钻井得到第一井筒、第二井筒，采用水溶采矿技术分别溶解建造废料处置盐腔、废料灌注盐腔及第一连接通道；步骤二，开设第三井筒、...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛天富，马洪岭，施锡林，李银平，杨春和，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：