Підземна система для обробки рідини для шахт, насосна станція і спосіб експлуатації системи для обробки рідини для шахт

Номер патенту: 109925

Опубліковано: 26.10.2015

Автори: Буркхардт Хольгер, Глянцманн Артур

Є ще 11 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини для шахт (М) для одержання енергії, акумулювання енергії, акумулювання та очищення наявних у шахті (М) рідин, що містить: принаймні один перший накопичувач (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42), утворений порожниною шахти (М), принаймні один другий накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43), дно якого розміщене вище дна першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42), принаймні один з'єднуючий накопичувачі (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) трубопровід (4) для пропускання рідини, і принаймні один насосний пристрій (Р) для подачі рідини по трубопроводах (4) із першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42) в другий накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43), який відрізняється тим, що система додатково містить: геотермальний пристрій (7) принаймні для приведення в дію насоса (Р), причому принаймні один накопичувач (32) розміщений таким чином, що він простягається від незабрудненого шару (N) у забруднений шар (К), і розміщений у накопичувачі (32) штучний бар'єр (35), причому бар'єр (35) розділяє простягнутий крізь шари накопичувач (32) на нижню зону (321) і верхню зону (322).

2. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 1, причому всі накопичувачі (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) утворені порожнинами шахти (М).

3. Підземна система (20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 1 або 2, причому між накопичувачами (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) та/або в них передбачені стадії очищення.

4. Підземна система (20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 3, причому стадія очищення містить принаймні один фільтрувальний пристрій (25, 44) для очищення рідини.

5. Підземна система (20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 4, причому фільтрувальний пристрій (25) гідравлічно сполучений з насосним пристроєм (Р) таким чином, що рідину очищують у процесі подачі насосним пристроєм (Р).

6. Підземна система (40) для обробки рідини за пунктом 4 або 5, причому накопичувач (41) принаймні частково заповнений пористим матеріалом (45), який утворює фільтрувальний пристрій (44).

7. Підземна система (40) для обробки рідини за пунктом 6, причому фільтрувальний пристрій (44) містить також: принаймні один горизонтально орієнтований бар'єрний шар (46) для збільшення шляху фільтрування рідини, причому в бар'єрному шарі (46) передбачений принаймні один пропускний отвір (47) для рідини, а над і під бар'єрним шаром (46) розміщений пористий матеріал (45); і приймальний резервуар (48) для збирання очищеної рідини, який простягається від дна накопичувача (41) вгору у вертикальному напрямку, причому в приймальному резервуарі (48) нижче найнижчого бар'єрного шару (45) передбачений принаймні один отвір (49), виконаний з можливістю протікання чи просочування рідини крізь нього.

8. Підземна система (40) для обробки рідини за пунктом 7, причому насосний пристрій розміщений в приймальному резервуарі (48), а трубопровід (4) простягається у вертикальному напрямку вгору із приймального резервуара (48) в накопичувач (41), переважно також далі з накопичувача (41).

9. Підземна система (40) для обробки рідини за пунктом 7 або 8, причому приймальний резервуар (48) розміщений над отвором, який сполучає його з розміщеним нижче накопичувачем, причому приймальний резервуар (48) оточує сполучний отвір.

10. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із пунктів 3-9, причому стадія очищення містить принаймні один очищувальний пристрій для збільшення або зменшення значення pH рідини.

11. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 10, причому очищувальний пристрій містить принаймні один вапняний шар, крізь та/або повз який напрямляють рідину для зміни значення pH.

12. Підземна система (30) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів, причому штучний бар'єр (35) простягається вздовж водоупору, який відокремлює забруднений шар (К) від незабрудненого шару (N).

13. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів,

причому трубопроводи (4, 26) простягаються у вертикальному напрямку вгору з накопичувача (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) в розміщений над ним накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43) або з шахти (М).

14. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів, причому геотермальний пристрій (7) є первинним джерелом енергії, а система містить також принаймні одне додаткове джерело енергії.

15. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 14, причому додатковим джерелом енергії є вітросилова установка, геліоелектрична установка та/або насосно-акумулююча електростанція.

16. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів, причому накопичувач (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) виконаний у формі резервуара для акумулювання і обробки рідини.

17. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів, причому рідиною є вода, переважно ґрунтова та/або поверхнева вода, або штучно напрямлена в шахту (М) вода.

18. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів, причому перегородки або розділювальні шари з глини або глинистої породи передбачені в тих місцях підземної системи (1, 20, 30, 40) для обробки рідини, повз або крізь які протікають забруднені рідини, для очищення зокрема забруднених радіоактивними речовинами рідин.

19. Насосна станція (W) для подачі питної і технічної води, що містить підземну систему (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 15 як систему для обробки води, і містить також вивідну систему (S) для виведення води з системи для обробки води.

20. Спосіб експлуатації системи (1, 20, 30, 40) для обробки рідини для шахт (M), що включає стадію подачі насосом рідини із принаймні одного першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42), який утворений порожниною шахти (M), у принаймні один другий накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43), дно якого розміщене вище дна першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42), по принаймні одному з'єднуючому накопичувачі (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) трубопроводу (4) для пропускання рідини, причому рідину подають за допомогою принаймні одного насосного пристрою (Р) по трубопроводах (4) із першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42) в другий накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43), і причому принаймні один накопичувач (32) розміщують таким чином, що він простягається від незабрудненого шару (N) у забруднений шар (К), який відрізняється тим, що насосний пристрій (Р) приводять у дію за допомогою геотермального пристрою (7) системи (1, 20, 30, 40) для обробки рідини, і у простягнутому крізь шари накопичувачі (32) розміщують штучний бар'єр (35), причому бар'єром (35) розділяють простягнутий крізь шари накопичувач (32) на нижню зону (321) і верхню зону (322).

21. Спосіб за пунктом 20, який включає також стадію очищення рідини за допомогою фільтрувального пристрою (25, 44) стадії очищення, причому або фільтрувальний пристрій (25) гідравлічно сполучають із насосним пристроєм (Р) або розміщують у проході (5), яким гідравлічно сполучені накопичувачі (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43), з можливістю очищення рідини в процесі подачі насосом або напрямлення через прохід (5), або фільтрувальний пристрій (44) утворюють заповнюючим накопичувач (41) принаймні частково пористим матеріалом (45) з можливістю очищення рідини при напрямленні крізь пористий матеріал (45).

22. Спосіб за пунктом 20 або 21, причому між першим накопичувачем (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42) і другим накопичувачем (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43) виконують прохід (5), причому спосіб включає також стадію спускання рідини із другого накопичувача (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43) в перший накопичувач (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42) шляхом відкривання в разі потреби передбаченого в проході (5) запірного клапана (10) та стадію виробництва енергії шляхом приведення в дію пристрою (8) для виробництва енергії за допомогою спускання рідини через прохід (5), причому пристрій (8) для виробництва енергії розміщують у проході (5) після запірного клапана (10) в напрямку потоку.

23. Спосіб за будь-яким із пунктів 20-22, який додатково включає стадію збільшення або зменшення значення pH рідини, причому рідину напрямляють крізь розміщений в накопичувачах (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) або між ними очищувальний пристрій, який містить принаймні один вапняний шар.

Текст

Дивитися

Реферат: Винахід стосується підземної системи (1, 20, 30, 40) для обробки рідини для шахт (М) для одержання та/або акумулювання енергії, акумулювання та/або очищення наявних у шахті (М) рідин, яка містить: принаймні один перший накопичувач (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42), який утворений порожниною шахти (М), принаймні один другий накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43), дно якого розміщене вище дна першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42), принаймні один з'єднуючий накопичувачі (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) трубопровід (4) для пропускання рідини, принаймні один насосний пристрій (Р) для подачі рідини по трубопроводах (4) із першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42) в другий накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43), і геотермальний пристрій (7) принаймні для приведення в дію насоса (Р). UA 109925 C2 (12) UA 109925 C2 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується підземної системи для обробки рідини для шахт, насосної станції, що містить систему для обробки рідини і вивідну систему, а також спосіб експлуатації системи для обробки рідини. Наприклад у Південній Африці або Південній і Центральній Америці та в багатьох інших країнах і регіонах світу існують закриті чи ще експлуатовані шахти або рудники, які почасти простягаються на дуже велику глибину (наприклад від 2000 до 5000 м). У цих шахтах і рудниках на різних рівнях існують порожнини. Самозрозуміло, вони можуть бути частково заповнені водою. Із публікації DE 103 61 590 A1 відома насосно-акумулююча електростанція, в якій принаймні для нижнього басейну використовують штучно створену в шахті порожнину. У публікації DE 195 13 817 B4 описана насосно-акумулююча електростанція, яка розміщена в шахті існуючого або вже вичерпаного родовища бурого вугілля. При цьому глибину вищевказаної шахти використовують для утворення необхідних для насосно-акумулюючої електростанції акумулюючих басейнів на різних рівнях один відносно іншого. Принаймні нижній басейн розміщений нижче навколишнього рівня поверхні. Для спорудження штучних накопичувачів можуть бути використані розкриви, утворювані в процесі експлуатації родовища бурого вугілля. Відома з публікації DE 100 28 431 гідроелектростанція блочної конструкції із циліндричною базовою формою споруджена на поверхні землі або повністю чи частково вбудована в землю для забезпечення можливості використання утвореного джерела гідравлічної енергії незалежно від природних топографічних особливостей місцевості і природних водних потенціалів. У спорудженій замкнутій конструкції передбачено два розміщених один над іншим накопичувачі. В режимі акумулювання воду подають насосом із нижнього накопичувача у верхній. В режимі виробництва електроенергії воду із верхнього накопичувача напрямляють у накопичувач через встановлену між накопичувачами турбіну для виробництва електроенергії. Енергія, яка необхідна для приведення насоса в дію, може бути одержана за допомогою вітросилових установок або геліоелектричних станцій чи геотермальних блоків. Таким чином, рівень техніки охоплює лише передбачені для виробництва енергії насосноакумулюючі електростанції, причому використовують переважно штучні, окремо споруджені в ґрунті накопичувачі. Лише в публікації DE 103 61 590 A1 для спорудження нижнього басейна насосно-акумулюючої електростанції запропоновано використання штучно утвореної шахти. Тому задачею винаходу було розроблення простої та економічної системи для ефективної обробки рідини (чи води), яка, окрім одержання та акумулювання енергії, дозволяла б також акумулювати і очищати наявні в шахті рідини. Цю задачу вирішено у предметі незалежних пунктів формули винаходу. Залежні пункти формули винаходу відображають особливо переважну форму реалізації головної винахідницької ідеї. Згідно з першим аспектом розроблено систему для обробки рідини для шахт для одержання та/або акумулювання енергії, акумулювання та/або очищення наявних у шахті або в її природному оточенні рідин (наприклад води та/або поверхневих вод); таким чином забезпечується також зменшення або усунення забруднень (зокрема також твердих речовин) рідин із природного оточення. Тому поняття "рідина" далі застосовують до будь-якої рідини, що потрапляє в порожнини шахти природним чи штучним шляхом або перебуває в природному оточенні шахти, зокрема ґрунтової або поверхневої води (наприклад дощової води). Система містить принаймні один перший накопичувач, який утворений порожниною шахти, і принаймні один другий накопичувач. Принаймні дно другого накопичувача перебуває на рівні вище дна першого накопичувача. Особливо переважно другий накопичувач розміщений над першим накопичувачем. Підземна система для обробки рідини містить також: принаймні один з'єднуючий накопичувачі трубопровід для пропускання рідини, принаймні одну насосну установку для подачі рідини по трубопроводах із першого накопичувача в другий накопичувач і геотермальну установку для одержання геотермальної енергії принаймні для приведення в дію насоса і переважно також інших компонентів системи, тобто для забезпечення власних потреб системи, а в разі необхідності – також сторонніх споживачів, тобто, наприклад, шляхом подачі одержаної енергії в електромережу (електрична енергія) або в акумулятор тепла (теплова енергія). Крім цього, геотермальна установка може бути використана для одержання тепла чи холоду, наприклад для забезпечення потреб оточуючих житлових або промислових районів чи самої шахти; наприклад як теплова електростанція/тепловий насос чи енергетична установка. Таким чином, відповідна винаходові система дозволяє просто та економічно без додаткових великомасштабних заходів із перебудови використовувати вже наявні в шахті порожнини для 1 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ефективної обробки рідини (акумулювання та/або очищення рідин і твердих речовин та/або (одночасного) виробництва та/або акумулювання енергії). При цьому процес обробки рідини включає, наприклад, повернення системи до її природного стану, тобто ренатуралізацію шахти та/або рідин, зокрема ґрунтових і поверхневих вод. Окрім цього, процес обробки рідини охоплює зменшення забруднення як води (ґрунтових і поверхневих вод), так і шахти, тобто геологічних шарів. Завдяки цьому забезпечується також ефективний захист ґрунтових вод, оскільки очищують природну ґрунтову воду певного геологічного шару в шахті і, зокрема, запобігають її подальшому забрудненню. Для синергічного посилення ефективності екологічної системи в шахтах завдяки їх глибині, тобто легкому доступу до глибинного тепла, геотермія може бути використана для виробництва електроенергії і в разі необхідності для одержання тепла та/або холоду; зокрема для приведення в дію насоса системи для обробки рідини чи самої шахти. Крім цього, завдяки можливості одержання тепла за рахунок геотермії може бути зменшена залежність користувачів шахти від зовнішніх постачальників енергії (наприклад електричного струму, тепла, холоду тощо), в той час як одночасно принаймні ця частина енергопостачання забезпечується за рахунок постійних джерел (регенеративної) енергії. Переважно всі або принаймні більша частина застосовуваних для підземної системи для обробки рідини накопичувачів утворена порожнинами шахти. Завдяки цьому вже немає потреби у використанні додаткових зовнішніх резервуарів, що значно спрощує процес застосування системи для обробки рідини і дозволяє споруджувати її простим та економічним шляхом. Переважно між накопичувачами та/або в накопичувачах передбачені стадії очищення. Це дозволяє екологічно безпечним методом очищати забруднені рідини вже в самій системі. Завдяки цьому можна забезпечити ефективне зменшення забруднення будь-якої наявної в шахті води, зокрема для особливо ефективного захисту ґрунтових вод, що також позитивно впливає на відновлення природного стану системи. Забруднення рідини в накопичувачах може бути спричинене, наприклад, розкладом матеріалу в шахті (наприклад урану) або використовуваним для розкладу матеріалом (наприклад ртуттю для видобування золота). Таким чином, забруднення перебуває в певному геологічному шарі або потрапляє в цей шар внаслідок забруднення ґрунтової води або проникнення в систему інших забруднених рідин (наприклад із водойм і поверхневих вод), або забруднення перебуває принаймні в рідині в порожнинах (наприклад у ґрунтовій воді). Зокрема в шахтах відповідні порожнини, використовувані згідно з винаходом як накопичувачі, перебувають у різних водоносних шарах та/або простягаються крізь різні водоносні шари. Водоносні шари, називані також водоносними горизонтами (аquiferе), є водоносними природними шарами чи породними масивами із порожнинами, які є придатними до пропускання ґрунтової води. Водоносні шари геологічно розділені чи відокремлені один від іншого або обмежені водонепроникними шарами, так званими водоупорами (аquifuge). При спорудженні чи інженерній підготовці до спорудження шахти, як правило, пробивають різні водоносні шари, які, наприклад, після виведення шахти з експлуатації часто затоплюються штучним або природним шляхом (ґрунтовою водою). При затопленні шахти відбувається змішування рідин (у даному випадку ґрунтової води), наприклад із забруднених ураном геологічних шарів, із рідинами/водою із незабруднених шарів, що призводить до небажаного забруднення всієї рідини в шахті. Для запобігання цьому неконтрольованому змішуванню води і, таким чином, уникнення завдання великої шкоди ґрунтовій воді, а разом із нею також оточуючій екосистемі, переважно у відповідних місцях розміщують чи передбачають вищеописані стадії очищення, на яких може бути здійснений процес очищення забрудненої рідини. Крім цього, це дозволяє уникнути неконтрольованого змішування води завдяки відповідним будівельним заходам із розділення. Таким чином можна видаляти або принаймні значно зменшувати забруднення, наприклад, ґрунтової води, що дозволяє запобігти довготривалому нанесенню шкоди екосистемі і знову повернути ґрунтову воду до стану, придатного до використання людьми і природою. Для досягнення цієї мети стадія очищення переважно містить принаймні один фільтрувальний пристрій для очищення рідини, переважно у накопичувачі або між накопичувачами, особливо переважно принаймні в накопичувачі або між накопичувачами в забруднених шарах. Застосування фільтрувального пристрою дозволяє прискорити процес зменшення забруднень, що, в свою чергу, позитивно впливає на чистоту/очищення ґрунтової води, оскільки її якість може бути значно поліпшена завдяки усуненню або принаймні частковому зменшенню забруднення. Для цього фільтрувальний пристрій може бути, з однієї сторони, таким чином гідравлічно сполучений із насосним пристроєм, що рідину очищують у процесі подачі насосним пристроєм, переважно при пропусканні по трубах. Із іншої сторони, додатково або альтернативно 2 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 принаймні один накопичувач може бути принаймні частково заповнений пористим матеріалом, який у цьому випадку утворює фільтрувальний пристрій. Із цього приводу дається також посилання на систему акумуляції та очищення води згідно з публікацією EP 2 058 441 A1, предмет якої аналогічно може бути використаний також як фільтрувальний пристрій у накопичувачах даного винаходу. Таким чином, фільтрувальний пристрій може містити також, наприклад, принаймні один орієнтований в основному горизонтально в накопичувачі бар'єрний шар для збільшення шляху просочення (фільтрації) рідини, причому в бар'єрному шарі передбачений принаймні один пропускний отвір для рідини, а над і під бар'єрним шаром розміщений пористий матеріал; він також може містити приймальний резервуар для акумулювання очищеної рідини, який простягається від дна накопичувача вгору в основному у вертикальному напрямку. У водоприймальному резервуарі принаймні на рівні нижче найнижчого бар'єрного шару виконаний принаймні один отвір, крізь який може протікати або просочуватися рідина. У вдосконаленій формі виконання останнього описаного фільтрувального пристрою у водоприймальному резервуарі може бути встановлений насосний пристрій. У цьому випадку трубопровід від насосного пристрою простягається вгору у вертикальному напрямку принаймні з приймального резервуара (і, таким чином, у відповідний накопичувач). Завдяки цьому очищена рідина може бути знову подана в контур очищення для додаткового підвищення ступеня очищення рідини. В переважній формі виконання винаходу вищеописаний трубопровід додатково виведений також із самого накопичувача. Так просто з однієї сторони забезпечується повернення рідини в контур очищення, а з іншої сторони – напрямлення очищеної рідини в інші накопичувачі або виведення її назовні в оточення. Альтернативно або додатково у вдосконаленій формі виконання останнього описаного фільтрувального пристрою приймальний резервуар може бути також розміщений над отвором, який сполучає його з розміщеним нижче накопичувачем, причому приймальний резервуар в основному оточує сполучний отвір. Завдяки цьому забезпечується можливість приєднання до очищувального пристрою другого, розміщеного нижче очищувального пристрою, що дозволяє збільшити ефективність стадії очищення. Крім того, застосування турбін у сполучному отворі дозволяє додатково виробляти енергію при спусканні рідини переважно в разі потреби з приймального резервуара в розміщений нижче накопичувач. Окрім цього, стадія очищення може містити також принаймні один очищувальний пристрій для збільшення або зменшення значення pH рідини. Цей очищувальний пристрій містить переважно принаймні один вапняний шар, крізь та/або повз який напрямляють рідину для зміни значення pH. В такий спосіб забезпечується можливість збільшення значення рН, наприклад ґрунтової води, який у деяких регіонах є особливо низьким (близько 2-3), до бажаного значення, особливо переважно до досягнення нейтрального діапазону значень pH. Проте, можливим є також збільшення або зменшення будь-якого поточного значення рН води або інших рідин до бажаного, відмінного від поточного, значення рН. Таким чином окрім очищення рідини можна також регулювати її значення рН. Якщо єдиний накопичувач простягається крізь принаймні один незабруднений і один забруднений шар, у ньому може бути також передбачений бар'єр, який простягається переважно вздовж водоупору, що відокремлює забруднений шар від незабрудненого шару. Це дозволяє надійно запобігти непотрібному змішуванню забрудненої рідини із незабрудненою рідиною навіть у тому випадку, коли накопичувач простягається крізь кілька водоносних шарів. Це дозволяє також поліпшити захист ґрунтових вод, зокрема тому, що незабруднена ґрунтова вода не змішується із забрудненою (ґрунтовою чи поверхневою) водою або іншими забрудненими рідинами. У вдосконаленій формі виконання винаходу в бар'єрі може бути передбачений також наскрізний отвір, в якому на шляху потоку рідини встановлюють для виробництва електроенергії, і який може бути перекритий за допомогою запірного клапана. Трубопроводи в загальному випадку особливо переважно простягаються в основному у вертикальному напрямку вгору з відповідного накопичувача в принаймні один розміщений над ним накопичувач та/або назовні з шахти. "Назовні з шахти" означає зокрема, що вищеописаний трубопровід простягається до поверхні ґрунту і залежно від конкретних обставин далі в оточення, завдяки чому до нього забезпечений доступ зовні. Окрім цього, первинним джерелом енергії є переважно геотермальний пристрій чи геотермія, проте, при цьому додатково можуть бути використані також інші, зокрема відновні джерела енергії, такі як, наприклад, вітросилова установка для використання енергії вітру, геліоустановка для використання сонячної енергії та/або насосно-акумулююча електростанція для використання енергії потоку тощо. Таким чином завжди забезпечується достатнє енергозабезпечення підземної системи для обробки рідини, причому це здійснюється за 3 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 рахунок відновних джерел енергії, що дозволяє уникнути додаткового негативного навантаження на довкілля. Одержана за допомогою відновних джерел енергія – а також енергія від будь-яких інших зовнішніх джерел – може бути акумульована шляхом накопичення рідини у розміщеному вище накопичувачі і в будь-який момент перетворена на енергію (наприклад електричний струм) шляхом спускання рідини в разі потреби в розміщений нижче накопичувач, яка приводить у дію встановлену на шляху потоку рідини турбіну (насосно-акумулююча електростанція). Можливим є також застосування накопичувача, виконаного в формі басейну чи резервуара для акумулювання та обробки рідини, наприклад для забезпечення процесу експлуатації самої шахти або, якщо рідиною є вода, в формі резервуара для технічної або питної води, або також для ренатуралізації системи і її оточення. Таким чином, для експлуатації шахти або після її виведення з експлуатації для обробки в будь-якій формі рідину (зокрема ґрунтову та/або поверхневу воду) можна одержувати із власного джерела. Завдяки цьому можна запобігти використанню природних ресурсів довкілля, наприклад води із річок або озер поблизу, що дозволяє убезпечити довкілля від зайвого втручання і стимулювати процес ренатуралізації шахти, її оточення та очищених рідин. Оскільки шахта самостійно забезпечує свої потреби, вона також не залежить більше від громадського водопостачання, що зокрема є дуже важливим у місцевостях з невеликим запасом ґрунтових вод; її галузь застосування також розширяється або набуває більшої привабливості в економічному аспекті. Особливо переважно рідиною є вода, переважно ґрунтова та/або поверхнева вода, або штучно приготована для затоплення шахти вода. Цю воду, як описано вище, можна знову чи далі використовувати різноманітними способами; наприклад, для ренатуралізації, якій додатково сприяє зменшення забруднення. Переважно перегородки або розділювальні шари з глини або глинистих порід у підземній системі для обробки рідини розміщують у таких місцях, повз або крізь які протікають забруднені рідини, щоб забезпечити очищення зокрема забруднених радіоактивними речовинами рідин. Таким чином утворюють ефективний очищувальний пристрій для забруднених зокрема радіоактивними речовинами рідин. Згідно з іншим аспектом винаходу застосовують насосну станцію для обробки питної і технічної води, що включає підземну систему для обробки рідини в формі системи для обробки води, а також вивідну систему для подачі води з системи для обробки води. Далі описаний спосіб експлуатації системи для обробки рідини. Винахід пояснюється докладніше на прикладах виконання за допомогою наведених креслень. Фіг. 1 Підземна система для обробки рідини згідно з першим прикладом виконання винаходу, Фіг. 2 Підземна система для обробки рідини згідно з другим прикладом виконання винаходу, Фіг. 3 Підземна система для обробки рідини згідно з третім прикладом виконання винаходу, Фіг. 4 Підземна система для обробки рідини згідно з четвертим прикладом виконання винаходу, На Фіг. 1 зображена підземна система 1 для обробки рідини згідно з винаходом. Підземна система 1 для обробки рідини містить перший накопичувач 2. Цей накопичувач 2 утворений однією або кількома порожнинами шахти M. Шахтою згідно з винаходом є всі види шахт, рудників тощо, які мають підземні порожнини, а також усі види природних порожнин і систем порожнин. Над першим накопичувачем 2 розміщений принаймні один другий накопичувач 3. Як другий накопичувач 3 при цьому може бути використаний додатково утворений незалежно від порожнин шахти накопичувач; тобто, наприклад, накопичувач, утворений в оточенні шахти (над поверхнею О ґрунту). Переважно другий накопичувач 3, як і перший накопичувач 2, утворений порожнинами шахти M. Завдяки цьому забезпечується можливість простого і економічного використання вже існуючих структур шахти M для підземної системи для обробки рідини. Але винахід не обмежується певною кількістю накопичувачів і може містити будь-яку кількість накопичувачів; зокрема залежно від того, скільки накопичувачів передбачено в шахті M. Проте, теоретично кількість накопичувачів може бути штучно збільшена за рахунок спорудження нових шахт або штучного розділення окремих шахт на частини. Кількість накопичувачів може також бути меншою, ніж кількість передбачених у шахті M накопичувачів, оскільки непотрібні накопичувачі не інтегрують у систему. У той час як накопичувачі 2, 3 на Фіг. 1 усім своїм об'ємом розміщені один над іншим, можливим є також таке розміщення, при якому дно другого накопичувача 3 перебуває на рівні вище дна першого накопичувача 2. В цьому випадку накопичувачі 2, 3 розміщують зі зміщенням 4 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 один відносно іншого в горизонтальному напрямку. Вирішальним є лише розміщення накопичувачів таким чином, щоб під дією сил гравітації утворювався потік рідини з вищого рівня накопичувача 3 на нижчий рівень в інший накопичувач 2. Рідиною згідно з винаходом може бути будь-яка рідина. Переважно рідиною є вода, причому це може бути ґрунтова та/або поверхнева вода, та/або штучно напрямлена в шахту вода. Таким чином утворюють систему 1 для обробки рідини чи води, за допомогою якої можна акумулювати і зокрема також очищати ґрунтову, поверхневу, технічну або питну воду. Це, в свою чергу, є важливою умовою особливо ефективного захисту ґрунтових вод, а також забезпечення можливості більш ефективної ренатуралізації всієї системи, її оточення та рідин (наприклад поверхневих чи ґрунтових вод). Крім цього, можливим є також, що рідиною є зокрема наявна у шахті після її виведення з експлуатації (будь-яка) рідина, використовувана для акумулювання та очищення, а також виробництва та/або акумулювання енергії. В останньому випадку економічність підприємства може бути забезпечена навіть після закриття шахти M завдяки тому, що шахта М економічно і просто може бути "повторно використана" для зберігання і обробки рідин, в той час як система 1 для обробки рідини одночасно може бути використана для виробництва енергії за рахунок використання акумульованої рідини. У разі наявності кількох накопичувачів систему 1 для обробки рідини можна також використовувати одночасно для обробки різних рідин, причому ці накопичувачі, в свою чергу, можуть бути незалежно один від іншого використані для акумулювання та очищення рідин, виробництва та/або акумулювання енергії, як описано далі. Підземна система 1 для обробки рідини містить також трубопровід 4, що з'єднує накопичувачі 2, 3, для транспортування наявної в шахті M рідини. При цьому система для обробки рідини не обмежується певною кількістю трубопроводів 4, 26. Наприклад, окремі накопичувачі можуть бути сполучені з одним або кількома трубопроводами 4. Крім цього, лише окремі, деякі або всі накопичувачі можуть бути сполучені між собою (див. Фіг. 2 – Фіг. 4). Також можливим є сполучення окремих, кількох або всіх накопичувачів лише одним трубопроводом 4 (див. Фіг. 4). Альтернативно або додатково трубопровід 26 може бути також виведений із шахти M назовні, тобто до поверхні (ґрунту) O або над нею в оточення шахти M (див. Фіг. 2). Трубопроводи 4, 26 переважно виконані у формі нагнітальних трубопроводів і можуть бути або споруджені в формі окремих стояків 4, 26 також вже в процесі експлуатації шахти M, або утворені вже наявними або додатково виконаними, передбаченими у шахті M сполучними шахтами 5, 27. Трубопроводи 4, 26 простягаються вгору із відповідного накопичувача 2 у принаймні один або кілька, або в усі розміщені вище накопичувачі 3 та/або назовні, тобто до рівня вище поверхні (ґрунту) О. Це докладно описане далі в прикладах виконання винаходу. Слід зауважити, що винахід не обмежується зображеними на кресленнях в основному вертикальними трубопроводами 4, 26, якщо трубопроводи 4, 26 забезпечують можливість подачі рідини з нижчого рівня на вищий рівень. Для запобігання утворюванню небажаного зворотного потоку рідини з вищого рівня, тобто другого накопичувача 3 на Фіг. 1, на нижчий рівень, тобто в перший накопичувач 2 на Фіг. 1, по трубопроводу 4, 26, переважно на верхньому кінці трубопроводу 4, 26 (або у шахті 5, якщо її використовують як трубопровід) передбачений зворотний клапан 6. Для напрямлення рідини по трубопроводу 4 у розміщеному нижче відносно напрямку потоку накопичувачі 2 передбачений насосний пристрій P, за допомогою якого рідину відсмоктують із першого накопичувача 2 і напрямляють по трубопроводу 4 у другий накопичувач 3. Для цього насос P переважно розміщують на дні першого, розміщеного нижче накопичувача 2, щоб забезпечити якнайефективніше транспортування всієї рідини з першого накопичувача 2. Для приведення в дію насоса P згідно з винаходом передбачена лише схематично зображена на кресленнях геотермальна установка 7. Геотермальні установки здавна відомі і тому в цій заявці докладно не описані. Застосування геотермальної установки є переважним зокрема тому, що шахти M, як правило, сягають великої глибини, завдяки чому одержання геотермії (тепла Землі) внаслідок невеликої додаткової глибини буріння є простим процесом порівняно з тим випадком, коли доступ для користування геотермією доводиться забезпечувати, виходячи з рівня О ґрунту. Таким чином функціонування насоса P можна забезпечити в будь-який час просто і завдяки застосуванню відновних джерел енергії без завдання шкоди довкіллю та незалежно від зовнішніх чинників. Крім цього, одержану енергію (електроенергію, тепло, холод) можна використовувати для забезпечення інших компонентів в системі або поза системою та/або подавати в електромережу або контур чи мережу циркуляції тепла або холоду тощо. Геотермію можна використовувати також додатково для приведення в дію не зображених на кресленні, або достатньо відомих теплової електростанції чи теплового насоса, причому 5 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 теплова енергія може бути використана для потреб самої системи або відведена з системи для зовнішнього використання. Таким чином можна безпосередньо використовувати одержану термічну енергію шляхом її відведення відомим чином і опосередковано використовувати термічну енергію шляхом її перетворення на електричну енергію. Як доповнення до теплового насоса геотермальна установка 7 може бути виконана в формі енергетичної установки для виробництва як тепла, так і холоду. Наприклад у геотермальних установках із безпосереднім охолодженням шляхом випаровування холодоагенту холод утворюється як побічний продукт при одержанні тепла. Для забезпечення можливості доступу до нього та його використання при монтажі геотермальної установки 7 виконують глибинні свердловини, в кожній з яких циркулює окремий зонд. Під дією геотермії відбувається випаровування рідкого холодоагенту, який поглинає енергію і під дією власного тиску потрапляє у компресор. У результаті при відбиранні тепла зонд охолоджується. Потім одержаний холод може бути використаний за допомогою другого контуру всередині зонда, причому як холодоагент використовують, наприклад, аміачну суміш. Тепло і холод, одержані чи вироблені за допомогою виконаної в формі теплового насоса чи енергетичної геотермальної установки 7 установки, так само як вироблену електричну енергію можна використовувати для потреб (околишньої) промисловості, житлових районів тощо або самої шахти М. Отже, геотермальну установку 7 та одержане (при використанні шахти для інших цілей) тепло Землі рівною мірою можна використовувати як джерело для одержання електроенергії, тепла і холоду, наприклад для продажу третім особам або для покриття власних потреб (наприклад, діючої шахти). Додатково до геотермальної установки 7 як первинне джерело енергії система 1 може містити також інші джерела енергії. Зокрема можуть бути застосовані всі сучасні та майбутні регенеративні джерела енергії. Придатними для цього є зокрема вітросилові установки (не зображені), які використовують енергію вітру, геліоустановки (не зображені), які використовують сонячну енергію, насосно-акумулюючі електростанції, які використовують енергію потоку, або інші відомі джерела енергії. Зокрема, особливо переважною є насосно-акумулююча електростанція, оскільки її можна вбудовувати в підземну систему 1 для обробки рідини, заощаджуючи простір і кошти. Для цього застосовують переважно вже наявну вертикальну сполучну шахту 5 або інші проходи між розміщеними переважно один над іншим накопичувачами 2, 3. У шахті для цього встановлюють, наприклад, турбіну 8 або інший порівнянний пристрій для виробництва електроенергії. Рідина, що витікає під дією сил гравітації з другого, розміщеного на вищому рівні накопичувача 3 у перший, розміщений на нижчому рівні накопичувач 2, приводить у дію турбіну 8, яка виробляє електричний струм. Для цього передбачений також, наприклад, генератор 9. Потім вироблену електроенергію можна використовувати для потреб шахти M або подавати в електромережу. Для регулювання кількості рідини, що тече з другого накопичувача 3 в перший накопичувач 2, у напрямку потоку між другим накопичувачем 3, а також гідротурбіною 8 передбачений запірний пристрій, наприклад запірний клапан 10. За допомогою цього запірного клапана 10 переважно забезпечується можливість плавного регулювання потоку рідини. Таким чином, при закритому клапані другий накопичувач 3 в режимі акумулювання може бути використаний для накопичення рідини, яку за допомогою насосного пристрою P (приведеного в дію принаймні за рахунок геотермії) з нижчого рівня подають у верхній накопичувач 3. Потім акумульовану в другому накопичувачі 3 рідину можна відбирати з другого накопичувача 3 для подальшого використання. Альтернативно акумульовану рідину в разі потреби шляхом відкривання запірного клапана 10 можна застосовувати для виробництва енергії (електроенергії) шляхом приведення в дію турбіни 8 потоком рідини з другого накопичувача 3 у перший накопичувач 2. Можливим є також застосування додаткового, не зображеного на кресленнях накопичувача, який або також утворений порожнинами шахти M, або розміщений, наприклад, над поверхнею (ґрунту) О. Розміщений таким чином накопичувач може бути виконаний у формі басейну чи резервуара для акумулювання та обробки рідини. Цей запас рідини може бути використаний для роботи самої шахти M або для будь-яких інших цілей, наприклад для транспортування із вибою, а також як резервуар для рідини чи води для забезпечення потреб населення чи сільського господарства оточуючого району, або для ренатуралізації. Резервуар для рідини може бути утворений також вже описаним вище накопичувачем, переважно найближчим до поверхні (ґрунту) O накопичувачем 3, причому особливо переважно стікання рідини у наступні накопичувачі 2 блокують або уповільнюють (наприклад, за допомогою запірного клапана 10). Як описано вище, порожнини шахти М, що утворюють накопичувачі, простягаються крізь різні водоносні шари. Деякі накопичувачі можуть простягатися в незабруднених шарах N, а інші накопичувачі – в забруднених шарах K. При цьому забруднені шари K переважно перебувають 6 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 на більшій глибині, на якій здійснюють видобування матеріалів у шахті М. Наприклад, ґрунтова вода може бути забруднена видобутим/видобуваним у шахті М матеріалом або матеріалом, який використовують для видобування, що призводить до забруднення ґрунтових вод і, таким чином, відповідного геологічного шару. Це зображено на Фіг. 2 як другий приклад виконання підземної системи 20 для обробки рідини. Із посиланням на перший приклад виконання однакові ознаки мають однакові позиційні позначення. Стосовно всіх відповідних ознак у повному об'ємі дається посилання на вищенаведений опис першого прикладу виконання. Слід зауважити також, що в рамках винаходу можливою є також будь-яка комбінація ознак і конструктивних форм прикладів виконання. На Фіг. 2 зображена шахта M, у якій передбачено чотири накопичувачі 21, 22, 23, 24, які розміщені один над іншим у вертикальному напрямку. Проте, винахід не обмежується певною кількістю накопичувачів або їх зображеним на кресленні відносним розміщенням. Навпаки, можливим є застосування будь-якої кількості накопичувачів, причому принаймні один накопичувач (чи його дно) має бути розміщене вище принаймні одного іншого накопичувача (чи його дна). Згідно з другим прикладом виконання винаходу обидва нижніх накопичувачі 21, 22 розміщені в забрудненому шарі K. Обидва верхніх накопичувачі розміщені в незабрудненому шарі N. Проте, можливим є також інше розміщення незабруднених шарів N і забруднених шарів K; одна чи кілька шахт чи накопичувачів можуть простягатися також крізь принаймні один або кілька геологічних шарів, причому принаймні один із шарів може бути забрудненим, а принаймні один інший незабрудненим. Останній варіант далі описаний докладніше з посиланням на Фіг. 3. Розділення незабрудненого шару N і забрудненого шару K, які простягаються переважно у водоносних природних шарах (водоносних горизонтах, аquifere), відбувається, як правило, природним шляхом за допомогою так званих водоупорів (аquifuge), тобто водонепроникних шарів, таких як, наприклад, глини. У прикладі водоупор A схематично позначений штриховою лінією на Фіг. 2. Згідно з другим прикладом виконання винаходу обидва нижніх накопичувачі 21, 22 сполучені трубопроводом 4. Аналогічно обидва верхніх накопичувачі 23, 24, а також найнижчий і найвищий накопичувачі 21, 24 сполучені трубопроводами 4. Крім цього, найвищий накопичувач 24 іншим трубопроводом 26 сполучений із поверхнею О ґрунту чи виведений назовні. Проте, винахід не обмежується подібним розміщенням трубопроводів 4, 26. Навпаки, кожен накопичувач будь-яким чином може бути сполучений з будь-яким іншим накопичувачем або поверхнею О ґрунту одним чи кількома трубопроводами 4, 26, які переважно вже надані в розпорядження чи були прокладені гірничодобувним підприємством. Кожен із трубопроводів 4, 26, як описано також у першому прикладі виконання винаходу, переважно оснащений насосними пристроями P для подачі рідини; якщо це є доцільним, кілька трубопроводів 4 можуть бути оснащені одним насосом Р. Насосні пристрої P приводять у дію принаймні за рахунок геотермії за допомогою геотермального пристрою 7, в разі потреби також додатково за допомогою інших, переважно регенеративних джерел енергії. Між накопичувачами 21, 22, 23, 24 передбачені відповідні сполучні шахти 5, які переважно також вже були споруджені при інженерній підготовці шахти М до експлуатації. У принаймні одній, кількох або в усіх (див. Фіг. 2) шахтах 5 може бути встановлений запірний клапан 10, а також включена після нього в напрямку потоку турбіна 8, оснащена генератором 9 для забезпечення можливості виробництва енергії. Для уникнення неконтрольованого змішування рідини, наявної в накопичувачах 23, 24 у незабрудненому шарі N, із рідиною, наявною в накопичувачах 21, 22 в забрудненому шарі K, і разом із цим завдання великої шкоди ґрунтовій воді та оточуючій екосистемі, як стадія очищення передбачений також фільтрувальний пристрій 25. Фільтрувальний пристрій 25 згідно з Фіг. 2 в напрямку потоку сполучений з насосним пристроєм P. Переважно фільтрувальний пристрій 25 розміщують принаймні в одному, кількох або в усіх трубопроводах 4, 26, які сполучають накопичувачі 21, 22, 23, 24 переважно після насосного пристрою Р в напрямку потоку таким чином, що при пропусканні по трубопроводах 4, 26 рідину напрямляють крізь фільтрувальний пристрій 25 і таким чином очищують. Можливим є також розміщення фільтрувального пристрою 25 альтернативно або додатково до насосно-акумулюючої станції (тобто запірного клапана 10, турбіни 8, генератора 9) у шахті (проході) 5 таким чином, що очищення рідини відбувається при її спусканні чи пропусканні із верхнього накопичувача в нижній накопичувач, тобто, наприклад, у режимі виробництва енергії. Таким чином, шляхом закриття запірного клапана 10 між тими накопичувачами 22, 23, які розміщені в переході між незабрудненим шаром N і забрудненим шаром K, можна в разі 7 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 потреби системно відокремлювати нижні накопичувачі 21, 22 від верхніх накопичувачів 23, 24. Таким чином забезпечують захист ґрунтової води в незабруднених шарах N від непотрібного забруднення, причому водночас може бути зменшене забруднення у забрудненому шарі для повернення оточення шахти у природний вихідний стан, тобтодля її ренатуралізації. Таким чином, у нижніх накопичувачах 21, 22 може бути утворений замкнутий контур очищення наявної в них забрудненої рідини. Для цього, як описано вище, рідину напрямляють насосом P по трубопроводу 4 із нижнього накопичувача 21 у розміщений над ним накопичувач 22. При цьому в процесі подачі насосом та акумулювання рідину очищують за допомогою встановленого в трубопроводі 4 фільтрувального пристрою. Напрямлена в накопичувач 22 і залежно від конкретних обставин акумульована рідина в режимі вироблення енергії може стікати в нижній накопичувач 21 після відкривання розміщеного між обома нижніми накопичувачами 21, 22 запірного клапана 10. При цьому на розміщену на шляху потоку рідини турбіну 8 діє потік рідини, що витікає з верхнього накопичувача 22. Завдяки цьому можна зменшити або видалити забруднення, наприклад ґрунтової води забрудненого шару K, в разі необхідності шляхом здійснення кількох циклів очищення, причому водночас можна одержувати енергію і подавати очищену воду. Таким чином, шляхом зменшення забруднень наявної в накопичувачі ґрунтової води (наприклад, протягом багатьох циклів очищення) можна очищати наявну у відповідному водоносному шарі ґрунтову воду і перетворювати цей шар на не забруднений в основному шар. Принципово спільним для всіх прикладів виконання винаходу є те, що накопичувачі можуть бути оснащені вентиляційним/витяжним вентиляційним пристроєм для вирівнювання об'єму повітря в накопичувачі за допомогою рідини, яка витікає або надходить. Цей вентиляційний/витяжний вентиляційний пристрій може бути виконаний у вигляді вентиляційного/витяжного трубопроводу (не зображеного на кресленні), який сполучений з оточенням над поверхнею (ґрунту) О і за допомогою якого здійснюють вентиляцію або видалення повітря з відповідного накопичувача. До очищення рідини в нижніх накопичувачах 21, 22 чи ґрунтової води в забрудненому шарі K вже описаним чином в обох верхніх накопичувачах 23, 24 також можна забезпечувати циркуляцію рідини в замкнутому контурі для вироблення енергії та акумулювання рідини. В разі потреби рідину у верхніх накопичувачах 23. 24 також можна піддавати очищенню за допомогою фільтрувального пристрою 25. Якщо рідина була достатньо очищена в нижньому контурі очищення, її можна транспортувати по додатковому, оснащеному насосом P трубопроводу 4 в один або кілька розміщених вище накопичувачів 22, 23, 24, в яких її або піддають обробці з метою використання для виробництва енергії, або акумулюють в одному з верхніх накопичувачів чи додатковому, не зображеному на кресленні накопичувачі для утворення запасу. У деяких регіонах, в яких застосовують відповідну винаходові систему для обробки рідини, оточуюча шахту M ґрунтова вода, яка може також проникати в шахту залежно від конкретних обставин, відрізняється дуже низьким значенням pH, яке становить лише близько 2-3. Крім цього, можливим є також, що стадія очищення у відповідному місці, переважно в накопичувачах 21, 22, 23, 24 чи між ними, містить очищувальний пристрій (на кресленні не зображений), що дозволяє змінювати значення pH рідини; таким чином, залежно від того, яке значення pH у діапазоні від 0 до 14 має рідина, та бажаного значення pH рідини, в разі потреби значення pH рідини може бути зменшене чи збільшене. Очищувальний пристрій при цьому може бути виконаний таким чином, що рідину цілеспрямовано напрямляють крізь або повз природні чи штучно утворені вапняні шари або покриті вапном пристрої. В процесі напрямлення рідини крізь або повз вапняні шари відбувається повільне розчинення вапна (або іншого, передбаченого в очищувальному пристрої матеріалу) в рідині, що спричиняє відповідне збільшення/зменшення значення рН і переважно нейтралізацію напрямленої рідини (наприклад ґрунтової води). Очищувальний пристрій при цьому може бути виконаний, наприклад, у фільтрувальному пристрої 25 або оснащений описаним вище фільтрувальним пристроєм 25. Наприклад, очищувальний пристрій може бути передбачений також у вміщуючому вапно шарі (наприклад одного з накопичувачів 21, 22, 23, 24 на Фіг. 2), причому, наприклад, на стіни цього накопичувача природним або штучним шляхом наносять вапняний шар. Очищувальний пристрій може бути розміщений в будь-якому накопичувачі або між будь-якими накопичувачами і в кожному (забрудненому; незабрудненому) шарі. У вдосконаленій формі виконання описаного вище очищувального пристрою він може бути додатково оснащений датчиком значення pH, який вимірює значення рН в одному чи в усіх накопичувачах. Після цього на основі одержаних результатів вимірювання, а також бажаного значення pH рідину в разі потреби можна пропускати крізь очищувальний пристрій і таким 8 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 чином регулювати значення pH відповідно до індивідуальних потреб. Можливим при цьому є виконання очищувального пристрою з двох частин, а саме першої частини для підвищення значення pH і другої частини для зменшення значення pH. В цьому випадку рідину, значення рН якої має бути змінене, в разі потреби узагалі не напрямляють крізь очищувальний пристрій або напрямляють крізь першу чи другу його частину залежно від того, чи слід залишити без змін, зменшити чи збільшити значення рН. У найвищому накопичувачі 24 передбачений трубопровід 26, який простягається в оточення, переважно над поверхнею (ґрунту) O. В трубопроводі 26 передбачений насосний пристрій P, який розміщений в разі потреби в накопичувачі 24 або поза шахтою M, наприклад на поверхні (ґрунту) O. Наприклад, трубопровід 26 може бути також прокладений або, в разі потреби, введений крізь шахту 27, що з'єднує найвищий накопичувач 24 із оточенням. Цей трубопровід 26 використовують як вивідну систему S, у разі необхідності в комбінації з насосним пристроєм P та іншими приєднувальними елементами, для відведення рідини з використовуваного для накопичення рідини накопичувача 24. Таким чином, комбінація системи 20 для обробки рідни і вивідної системи S утворює насосну станцію W. При цьому рідиною є переважно вода, наприклад ґрунтова або поверхнева вода, або штучно напрямлена в шахту M вода. Система 20 для обробки води при цьому може бути названа системою обробки води. Подібну насосну станцію W використовують для забезпечення питною або технічною водою, яку в разі потреби можна відводити з системи 20 для обробки води. Так само за допомогою насосної станції W забезпечують ренатуралізацію оточення шахти, а також рідини і поліпшують захист ґрунтових вод. Слід зауважити, що окрім найвищого накопичувача 24, кожен із накопичувачів 21, 22, 23 додатково або альтернативно може містити трубопровід 26, який виведений назовні в оточення вище поверхні (ґрунту) О. Трубопровід 26 може бути також оснащений фільтрувальним пристроєм 25. Так само виведений із шахти М назовні кінець трубопроводу 26 може бути оснащений вакуумним клапаном 6 або приєднувальним елементом для підключення відсмоктувального або приймального пристрою тощо для надійного збирання виведеної рідини. Трубопровід 26 може бути також сполучений із не зображеним на кресленні резервуаром для рідини. На Фіг. 3 зображена третя форма виконання підземної системи 30 для обробки рідини. Із посиланням на описані вище приклади виконання однакові ознаки мають однакові позиційні позначення. Стосовно всіх відповідних ознак у повному об'ємі дається посилання на вищенаведені описи. Слід зауважити також, що в рамках винаходу можливою є також будь-яка комбінація ознак і конструктивних форм прикладів виконання. Згідно з Фіг. 3 підземна система 30 для обробки води містить три накопичувачі 31, 32, 33, утворені порожнинами шахти M. У цьому прикладі виконання (принаймні) один накопичувач 32 виконаний таким чином, що він простягається із незабрудненого шару N в забруднений шар K; тобто принаймні один накопичувач простягається крізь кілька геологічних шарів, причому принаймні один із цих шарів є забрудненим шаром. У подібному випадку всі розміщені в забрудненому шарі K накопичувачі 31, 32 можуть бути відокремлені від накопичувачів 33 у незабруднених шарах N, наприклад, шляхом гідравлічного перекривання найвищого запірного клапана 10 у шахті 5. Таким чином утворюють замкнутий контур для очищення рідини в цих накопичувачах 31, 32, як вже було описано вище. Очищена рідина може бути подана будь-яким описаним вище способом в накопичувачі 33 в незабруднених шарах для одержання енергії, акумулювання і в разі необхідності подальшого очищення. Закритий найвищий запірний клапан 10 для цього можна відкривати в разі потреби. Проте, в цьому випадку може відбуватися непотрібне змішування рідини з незабруднених шарів N із забрудненою рідиною і внаслідок цього її забруднення. Тому згідно з третім прикладом виконання винаходу можливим є запобігання неконтрольованому змішуванню рідин шляхом здійснення відповідних будівельних заходів для розділення і таким чином забезпечення ефективного захисту ґрунтової води. Це забезпечується переважно за рахунок спорудження штучного бар'єру 35 в накопичувачі 32, який простягається як крізь незабруднені шари N, так і через забруднені шари K, і розділяє цей накопичувач на нижню зону 321 та верхню зону 322. Бар'єр 35 простягається вздовж водоупору A, який відокремлює забруднений шар K від незабрудненого шару N. Бар'єр 35 виконують переважно із принаймні непроникного для рідин матеріалу. (Ущільнювальний) бар'єр 35 розміщений в накопичувачі 32 таким чином, що рідина із верхньої зони 322 накопичувача 32, який розміщений у незабрудненому шарі N, не може потрапляти в нижню зону 321 накопичувача 32, який розміщений у забрудненому шарі K (і навпаки). Таким чином, взаємодія бар'єра 35 із водоупором A дозволяє ще ефективніше запобігати змішуванню незабрудненої та забрудненої рідин. 9 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У бар'єрі 35 може бути також виконаний прохід 36 для сполучення обох зон 321, 322 накопичувача 32 в разі потреби. Цей прохід виконаний переважно з можливістю перекриття в разі потреби за допомогою запірного пристрою, наприклад запірного клапана 10. Крім цього, в проході 36 після запірного клапана 10 в напрямку потоку може бути встановлена турбіна 8, оснащена генератором 9. Для уникнення непотрібного забруднення рідини у верхніх накопичувачах чи зонах 33, 322 накопичувачів, запірний клапан 10 у бар'єрі 35 в процесі очищення в обох нижніх накопичувачах чи зонах накопичувачів 31, 321 залишається закритим до достатнього зменшення забруднення рідини. Як зображено на Фіг. 3, відповідні розміщені один над іншим накопичувачі сполучені трубопроводами 4, а також підключеними до них насосними пристроями P. Аналогічно обидві зони 321, 322 середнього накопичувача 32 також сполучені між собою, причому гідравлічно з'єднуючий їх трубопровід 37 переважно прокладають крізь бар'єр 35 із забезпеченням герметизації. В трубопроводах 4, 37 або іншим чином (наприклад у шахтах 5 чи проході 36) може бути передбачений також фільтрувальний пристрій 25. Також у відповідному місці може бути передбачений не зображений на кресленні очищувальний пристрій для зміни значення pH рідини. Насосні пристрої P сполучені з геотермальною установкою 7 описаним вище чином. Як також зображено на Фіг. 3, найнижчий накопичувач 31 сполучений із розміщеним над ним накопичувачем 32 (точніше – з його нижньою зоною 321) трубопроводом 4. Можливим є також сполучення найнижчого накопичувача 31 безпосередньо з найвищим накопичувачем 33 або кілька розміщеними над ними накопичувачами чи зонами накопичувачів. Для уникнення непотрібних витрат (наприклад на додатковий насосний пристрій) можливим є сполучення окремих трубопроводів 4 між собою за допомогою з'єднувальних ділянок 4' трубопроводів. У прикладі згідно з Фіг. 3 зображено, що трубопровід, який з'єднує один із найнижчих накопичувачів 31 із нижньою зоною 321 середнього накопичувача 32, з'єднувальною ділянкою 4' трубопроводу сполучений з трубопроводом 4, який з'єднує верхню зону 322 середнього накопичувача з найвищим накопичувачем 33. В кожному з місць з'єднання трубопроводів 4, 4' передбачений відповідний клапан 38. За допомогою цих клапанів 38 в разі потреби можна регулювати потік рідини і визначати напрямок потоку, що дозволяє уникнути змішування забрудненої та незабрудненої рідин. Подібні з'єднувальні ділянки 4' трубопроводів можуть бути передбачені в будь-яких місцях між усіма трубопроводами 4, 26, 37. На Фіг. 4 зображена четверта форма виконання підземної системи 40 для обробки рідини. Із посиланням на описані вище приклади виконання однакові ознаки мають однакові позиційні позначення. Стосовно всіх відповідних ознак у повному об'ємі дається посилання на вищенаведені описи. Слід зауважити також, що в рамках винаходу можливою є також будь-яка комбінація ознак і конструктивних форм прикладів виконання. Підземна система 40 для обробки рідини згідно з Фіг. 4 відповідає в основному системі, зображеній на Фіг. 2. На Фіг. 4 накопичувач 41 розміщений у забрудненому шарі, в той час як обидва розміщені над ним накопичувачі 42, 43 розміщені у незабрудненому шарі. Суттєвою відмінністю четвертої форми виконання підземної системи 40 для обробки рідини є виконання стадій очищення. Додатково або взамін описаних вище фільтрувальних пристроїв 25 та очищувальних пристроїв, які для спрощення не зображені на Фіг. 4, накопичувач принаймні частково може бути заповнений пористим матеріалом, який потім утворює фільтрувальний пристрій 44 для розкладу забруднень в рідині (наприклад поверхневій чи ґрунтовій воді), або сам забруднений шар (наприклад рідиною). Подібний фільтрувальний пристрій описаний також у публікації EP 2 058 441 A1. Далі це пояснюється докладніше в описі прикладу. На Фіг. 4 накопичувач 41, який розміщений у забрудненому шарі K, принаймні частково заповнений пористим матеріалом 45. "Принаймні частково" в рамках винаходу слід розуміти так, що накопичувач 41 слід заповнювати пористим матеріалом 45 настільки, наскільки це є необхідним для досягнення достатнього акумулювання та очищення рідини. Переважно як пористий матеріал 45 використовують щебінь, гравій, пісок (наприклад, кварцовий пісок) або суміші цих матеріалів. Проте, можливим є застосування також суглинку, мулу та/або глини. Також можуть бути застосовані геотекстильні матеріали. Можуть бути застосовані також інші матеріали, такі як, наприклад, полімери, якщо вони завдяки пористій структурі, співвідношенню між об'ємом усіх порожнин та зовнішнім об'ємом спроможні акумулювати і транспортувати воду. Фільтрувальний пристрій 44 містить принаймні один бар'єрний шар 46 або кілька бар'єрних шарів 46 (Фіг. 4), які розміщені всередині накопичувача 41. Окрім цього, в бар'єрному шарі 46 передбачений принаймні один пропускний отвір 47 для рідин. 10 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Окрім пропускних отворів 47, виконаних із можливістю пропускання води, бар'єрний шар 46 виконують із матеріалу, який в основному є непроникним для води. "В основному непроникний для води" у рамках винаходу слід розуміти так, що бар'єрний шар 46 виконаний таким чином, що він перешкоджає проникненню переважної кількості води, яка просочується крізь накопичувач 41, крізь бар'єрний шар 46 в зону над чи під бар'єрним шаром 46. Бар'єрний шар 46 служить для збільшення шляху фільтрації (позначені стрілками на Фіг. 4) очищуваної рідини крізь пористий матеріал 45 накопичувача 41. Завдяки збільшенню шляху фільтрації рідина може довше перебувати всередині накопичувача 41. Окрім цього, довше триває процес фільтрації рідини, що дозволяє ефективніше зменшити забруднення і завдяки цьому поліпшити якість очищеної рідини. Коли рідина досягає бар'єрного шару 46, вона починає застоюватися внаслідок повільного просочування рідини. Перебуваючи в цьому стані застою, вона проникає в капіляри пористого матеріалу 46. Внаслідок цього в зоні безпосередньо перед бар'єрним шаром 46 у порах відбувається особливо ефективне відкладення та осадження частинок сміття і бруду. Переважно бар'єрний шар 46 розміщують горизонтально, оскільки при горизонтальному розміщенні шлях фільтрації рідини крізь фільтрувальний пристрій 44 є найдовшим, що особливо позитивно впливає на якість очищеної води. Проте, можливим є також будь-який інший кут нахилу бар'єрного шару 46, якщо внаслідок цього бар'єрний шар 46 не втрачає своєї властивості збільшувати шлях фільтрації рідини. Кути нахилу окремих бар'єрних шарів 46 в системі можуть бути однаковими чи різними. Площа пропускного отвору 47 порівняно з усім бар'єрним шаром 46 може бути малою. При цьому переважно площа отвору становить від 5 до 20 % загальної площі бар'єрного шару 46. Переважно пропускний отвір 47 передбачений в зовнішній зоні бар'єрного шару 46, тому шлях рідини вздовж бар'єрного шару 46 приблизно відповідає максимально можливому, що дозволяє одержати особливо ефективний результат очищення. Переважно при наявності принаймні двох бар'єрних шарів 46, як зображено на Фіг. 4, пропускні отвори 47 кожних двох сусідніх бар'єрних шарів 46 зміщені один відносно іншого, особливо переважно виконані один навпроти іншого, завдяки чому шлях фільтрації рідини є максимальним. Фільтрувальний пристрій містить також приймальний резервуар 48, який простягається вгору від дна накопичувача 41 в основному у вертикальному напрямку, переважно до стелі або майже до стелі накопичувача 41. Можливим є також, що приймальний резервуар, який виконаний у формі свердловини, простягається до поверхні (ґрунту) O. У приймальному резервуарі 48 принаймні нижче найнижчого бар'єрного шару 46 передбачений принаймні один отвір 49, крізь який може протікати або просочуватися очищена рідина. Завдяки цьому забезпечується можливість акумулювання та обробки очищеної рідини в приймальному резервуарі 48 для відбору і додаткового очищення та/або виробництва енергії. Існують різні можливості для відбору рідини з приймального резервуара 48, дві з яких описані далі. Для реалізації першої можливості фільтрувальний пристрій 44 переважно оснащений насосним пристроєм P, розміщеним усередині приймального резервуара. Цей пристрій переважно встановлюють на дні накопичувача 41. Від цього насосного пристрою P відведений трубопровід 4, який простягається вгору крізь приймальний резервуар 48 і виведений у випускний отвір 50, завдяки чому рідина, що подається вгору, може бути напрямлена для повторного очищення над найвищим бар'єрним шаром 46 в накопичувач 41 чи у фільтрувальний пристрій 44. Як зображено на Фіг. 4, можливим є також варіант, в якому трубопровід 4 із приймального резервуара 48 напрямлений крізь усі накопичувачі 41, 42, 43 і залежно від конкретних обставин виведений назовні над поверхнею (ґрунту) для забезпечення можливості подачі рідини, переважно після очищення, також у розміщені вище накопичувачі 42, 43 або в оточення. Для цього трубопровід 4 у необхідних для цього місцях в накопичувачах 41, 42, 43 оснащений клапанами 38, від яких відгалужені вивідні ділянки 4" трубопроводу. За допомогою цих клапанів 38 можна в разі потреби регулювати потік рідини та визначати напрямок потоку, що дозволяє запобігти змішуванню забрудненої і незабрудненої рідин. Після завершення очищення рідини клапан 38 в накопичувачі 41, який сполучений з відповідними вивідними ділянками 4" трубопроводу, може бути закритий, завдяки чому рідину напрямляють по відкритому в напрямку вгору трубопроводі 4 в разі потреби в сполучені за допомогою цього трубопроводу 4 накопичувачі 42, 43 або в оточення. Слід зауважити, що всі описані вище трубопроводи 4 можуть бути виконані аналогічно зображеному на Фіг. 4 трубопроводу 4, який простягається крізь усі накопичувачі і залежно від 11 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 конкретних обставин до поверхні (ґрунту) O і оснащений відповідними клапанами 38 та вивідними ділянками 4". Так просто можна уникнути необхідності прокладення трубопроводів 4, 26, 37, оскільки для сполучення кількох накопичувачів потрібна невелика кількість трубопроводів 4. Можливим є також, що крім зображеного на Фіг. 4 прикладу виконання винаходу трубопроводу 4, який простягається крізь усі накопичувачі 41, 42, 43, всередині кожного накопичувача 41, 42, 43 передбачений насос, завдяки чому необхідним є лише один єдиний трубопровід 4 для експлуатації системи 1, 20, 30, 40 для обробки рідини. Згідно з другим можливим варіантом відбирання рідини із приймального резервуара 48 цей приймальний резервуар 48 може бути розміщений над сполучним елементом, наприклад шахтою 5, який чи яка сполучена з розміщеним нижче накопичувачем (на кресленні не зображеним), причому приймальний резервуар 48 переважно (в основному повністю) оточує шахту 5. Шахта 5, як вже описано вище, може бути виконана з можливістю перекривання за допомогою клапана 10 і відкривання в разі потреби, наприклад при заповненому приймальному резервуарі 48. При цьому рідину через запірний клапан 10 і шахту 5 можна напрямляти в розміщений нижче накопичувач. Переважно в шахті 5 також розміщують вже описану вище турбіну 8, сполучену з генератором 9. Накопичувач, який розміщений під накопичувачем 41, також може бути оснащений фільтрувальним пристроєм 44, як це зображено у найнижчому накопичувачі 41 на Фіг. 4, завдяки чому поліпшується результат очищення. У рамках винаходу для обробки забруднених радіоактивними речовинами рідин особливо переважним є розміщення накопичувачів (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) чи шахт (M) у глинистих породах, які наявні, наприклад, у формаціях опалінової глини юрського періоду. Це є особливо переважним зокрема для незабруднених шахт. Наявні в глині глинисті мінерали (наприклад каолініт) при цьому сприяють зв'язуванню радіоактивних речовин, які таким чином можуть бути видалені з рідини. У взаємодії з наявними у глинистій породі залізорудними мінералами, які сприяють зменшенню вмісту радіоактивних речовин і таким чином їх затриманню глинистою породою, можна додатково збільшити ефективність очищення рідин в підземній системі (1, 20, 30, 40) для обробки рідини. Додатково або альтернативно можливим є також обмуровування стін накопичувачів (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) чи шахт (M) природною глиною (зокрема вміщучою глинисті мінерали) для очищення рідини. Для цього шар глини може бути нанесений на внутрішні стіни накопичувачів (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43), зокрема якщо шахта (M) споруджена не в глинистій породі. Шар глини, якщо він містить достатньо радіоактивних речовин у зв'язаній формі чи насичений радіоактивними речовинами, може бути видалений і підданий знешкодженню чи обробці або закладений на зберігання без завдання шкоди довкіллю. Якщо шахта (M) споруджена в глинистій породі, зовнішній шар глини з внутрішніх стін накопичувачів (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) можна видаляти через рівномірні проміжки часу і піддавати знешкодженню або обробці відповідним чином для ліквідації значно забруднених шарів глини та продовжувати очищення із використанням "свіжого" шару глини. Окрім цього, можливим є також використання глини для спорудження абсорбуючих перегородок або розділювальних шарів (із глини або глинистої породи) в підземній системі (1, 20, 30, 40) для обробки рідини. Для цього виконані з глини чи глинистої породи перегородки або розділювальні шари споруджують переважно в тих місцях шахти (M) або між накопичувачами (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43), або окремо, тобто, наприклад, поза шахтою (M), повз чи крізь які тече (забруднена) рідина; природним або штучним чином. Стосовно прикладів виконання це означає, що, наприклад, в сполучних шахтах 5, 27, фільтрувальних пристроях 25, трубопроводах 4, 26, 37, бар'єрі 35, проході 36 або в інших відповідних місцях шахти (M) можуть бути передбачені перегородки або розділювальні шари з глини. Наприклад, бар'єр 35 або фільтрувальний пристрій 25 також можуть бути виконані з відповідної глини. Можливим є також спорудження додаткових бар'єрних шарів із глини як перегородок і очищувальних пристроїв, зокрема для обробки забруднених радіоактивними речовинами рідин. Можливим є також використання глини в шахті (M) як фільтрувального елемента, наприклад у формі окремих частинок глини, причому вони з'єднуються із забрудненою рідиною і можуть зв'язувати наявні в ній радіоактивні речовини. Інакше кажучи, глина не обов'язково має перебувати у вигляді шару або стіни, а може бути використана в будь-якій формі, наприклад "твердій" (у вигляді пластин або грудок глини), "стаціонарній" (у вигляді розділювального шару чи перегородки), "насипній" (у вигляді фільтрувальних частинок в (обмеженому) корпусі фільтра) або "вільно розподіленій" (наприклад у вигляді суспензії в забрудненій рідині). Переважно глину чи глинисту породу використовують у такій формі, яка дозволяє в разі потреби 12 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 здійснювати їх заміну чи видалення після досягнення заданої кількості зв'язаних ними забруднених (радіоактивних) речовин. Таким чином утворюється ефективний очищувальний пристрій для зокрема забруднених радіоактивними речовинами рідин. Далі описаний спосіб експлуатації системи 1, 20, 30, 40 для обробки рідини. Винахід охоплює також спосіб експлуатації системи 1, 20, 30, 40 для обробки рідини для шахт M, який включає стадію подачі насосом рідини із принаймні одного першого накопичувача 2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42, який утворений порожниною шахти M, у принаймні один другий накопичувач 3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43, дно якого розміщено вище дна першого накопичувача 2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42, по принаймні одному трубопроводу 4, який сполучує накопичувачі 2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43, для пропускання рідини, причому рідину транспортують за допомогою принаймні одного насосного пристрою P по трубопроводах 4 із першого накопичувача 2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42 у другий накопичувач 3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43, і причому насосний пристрій P приводять у дію за допомогою геотермального пристрою 7 системи 1, 20, 30, 40 для обробки рідини. Цей спосіб може включати також стадію очищення рідини за допомогою фільтрувального пристрою 25, 44 стадії очищення, причому фільтрувальний пристрій 25 або гідравлічно сполучений із насосним пристроєм P або розміщений в з'єднуючому накопичувачі 2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43 проході 5 в напрямку потоку таким чином, що рідину очищують у процесі подачі насосом або пропускання крізь прохід 5; або фільтрувальний пристрій 44 виконують з принаймні частково заповнюючого накопичувач 41 пористого матеріалу 45 і очищають рідину шляхом пропускання крізь пористий матеріал 45. Окрім цього, між першим накопичувачем 2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42 і другим накопичувачем 3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43 передбачений прохід 5, причому відповідний винаходові спосіб може включати також описані далі стадії спускання рідини із другого накопичувача 3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43 у перший накопичувач 2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42 шляхом відкривання в разі потреби передбаченого в проході 5 запірного клапана 10, та виробництва енергії шляхом приведення в дію пристрою 8 для виробництва енергії за допомогою спущеної крізь прохід 5 рідини, причому пристрій 8 для виробництва енергії розміщений у проході 5 після запірного клапана 10 в напрямку потоку. Винахід не обмежується описаними вище прикладами виконання. Навпаки, описані вище ознаки можна довільно комбінувати між собою. Винахід не обмежується також кількістю накопичувачів і типом їх сполучення. Так, наприклад, кожні два або кілька накопичувачів можуть бути сполучені між собою шахтами та/або трубопроводами, а також відповідними насосними пристроями, турбінами та запірними клапанами. Накопичувачі також не мають бути обов'язково розміщені точно один над іншим; вони можуть бути розміщені один над іншим зі зміщенням по горизонталі та/або з перекриттям по вертикалі, якщо забезпечується можливість утворення описаного вище гідравлічного сполучення принаймні частини накопичувачів між собою. Крім цього, в будь-якому накопичувачі можуть бути передбачені будь-які стадії очищення в будь-якій кількості (фільтрувальний пристрій; очищувальний пристрій). Також окрім геотермії для потреб системи може бути використане будь-яке джерело енергії. Крім цього, геотермію завжди можна використовувати як у непрямій (вироблення енергії; вироблення холоду), так і в прямій формі (виробництво тепла). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 1. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини для шахт (М) для одержання енергії, акумулювання енергії, акумулювання та очищення наявних у шахті (М) рідин, що містить: принаймні один перший накопичувач (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42), утворений порожниною шахти (М), принаймні один другий накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43), дно якого розміщене вище дна першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42), принаймні один з'єднуючий накопичувачі (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) трубопровід (4) для пропускання рідини, і принаймні один насосний пристрій (Р) для подачі рідини по трубопроводах (4) із першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42) в другий накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43), який відрізняється тим, що система додатково містить: геотермальний пристрій (7) принаймні для приведення в дію насоса (Р), причому принаймні один накопичувач (32) розміщений таким чином, що він простягається від незабрудненого шару (N) у забруднений шар (К), і розміщений у накопичувачі (32) штучний бар'єр (35), причому бар'єр (35) розділяє простягнутий крізь шари накопичувач (32) на нижню зону (321) і верхню зону (322). 2. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 1, причому всі накопичувачі (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) утворені порожнинами шахти (М). 13 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3. Підземна система (20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 1 або 2, причому між накопичувачами (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) та/або в них передбачені стадії очищення. 4. Підземна система (20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 3, причому стадія очищення містить принаймні один фільтрувальний пристрій (25, 44) для очищення рідини. 5. Підземна система (20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 4, причому фільтрувальний пристрій (25) гідравлічно сполучений з насосним пристроєм (Р) таким чином, що рідину очищують у процесі подачі насосним пристроєм (Р). 6. Підземна система (40) для обробки рідини за пунктом 4 або 5, причому накопичувач (41) принаймні частково заповнений пористим матеріалом (45), який утворює фільтрувальний пристрій (44). 7. Підземна система (40) для обробки рідини за пунктом 6, причому фільтрувальний пристрій (44) містить також: принаймні один горизонтально орієнтований бар'єрний шар (46) для збільшення шляху фільтрування рідини, причому в бар'єрному шарі (46) передбачений принаймні один пропускний отвір (47) для рідини, а над і під бар'єрним шаром (46) розміщений пористий матеріал (45); і приймальний резервуар (48) для збирання очищеної рідини, який простягається від дна накопичувача (41) вгору у вертикальному напрямку, причому в приймальному резервуарі (48) нижче найнижчого бар'єрного шару (45) передбачений принаймні один отвір (49), виконаний з можливістю протікання чи просочування рідини крізь нього. 8. Підземна система (40) для обробки рідини за пунктом 7, причому насосний пристрій розміщений в приймальному резервуарі (48), а трубопровід (4) простягається у вертикальному напрямку вгору із приймального резервуара (48) в накопичувач (41), переважно також далі з накопичувача (41). 9. Підземна система (40) для обробки рідини за пунктом 7 або 8, причому приймальний резервуар (48) розміщений над отвором, який сполучає його з розміщеним нижче накопичувачем, причому приймальний резервуар (48) оточує сполучний отвір. 10. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із пунктів 3-9, причому стадія очищення містить принаймні один очищувальний пристрій для збільшення або зменшення значення pH рідини. 11. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 10, причому очищувальний пристрій містить принаймні один вапняний шар, крізь та/або повз який напрямляють рідину для зміни значення pH. 12. Підземна система (30) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів, причому штучний бар'єр (35) простягається вздовж водоупору, який відокремлює забруднений шар (К) від незабрудненого шару (N). 13. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів, причому трубопроводи (4, 26) простягаються у вертикальному напрямку вгору з накопичувача (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) в розміщений над ним накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43) або з шахти (М). 14. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів, причому геотермальний пристрій (7) є первинним джерелом енергії, а система містить також принаймні одне додаткове джерело енергії. 15. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 14, причому додатковим джерелом енергії є вітросилова установка, геліоелектрична установка та/або насосноакумулююча електростанція. 16. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів, причому накопичувач (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) виконаний у формі резервуара для акумулювання і обробки рідини. 17. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів, причому рідиною є вода, переважно ґрунтова та/або поверхнева вода, або штучно напрямлена в шахту (М) вода. 18. Підземна система (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за будь-яким із попередніх пунктів, причому перегородки або розділювальні шари з глини або глинистої породи передбачені в тих місцях підземної системи (1, 20, 30, 40) для обробки рідини, повз або крізь які протікають забруднені рідини, для очищення зокрема забруднених радіоактивними речовинами рідин. 19. Насосна станція (W) для подачі питної і технічної води, що містить підземну систему (1, 20, 30, 40) для обробки рідини за пунктом 15 як систему для обробки води, і містить також вивідну систему (S) для виведення води з системи для обробки води. 20. Спосіб експлуатації системи (1, 20, 30, 40) для обробки рідини для шахт (M), що включає стадію подачі насосом рідини із принаймні одного першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 14 UA 109925 C2 5 10 15 20 25 30 41, 42), який утворений порожниною шахти (M), у принаймні один другий накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43), дно якого розміщене вище дна першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42), по принаймні одному з'єднуючому накопичувачі (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) трубопроводу (4) для пропускання рідини, причому рідину подають за допомогою принаймні одного насосного пристрою (Р) по трубопроводах (4) із першого накопичувача (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42) в другий накопичувач (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43), і причому принаймні один накопичувач (32) розміщують таким чином, що він простягається від незабрудненого шару (N) у забруднений шар (К), який відрізняється тим, що насосний пристрій (Р) приводять у дію за допомогою геотермального пристрою (7) системи (1, 20, 30, 40) для обробки рідини, і у простягнутому крізь шари накопичувачі (32) розміщують штучний бар'єр (35), причому бар'єром (35) розділяють простягнутий крізь шари накопичувач (32) на нижню зону (321) і верхню зону (322). 21. Спосіб за пунктом 20, який включає також стадію очищення рідини за допомогою фільтрувального пристрою (25, 44) стадії очищення, причому або фільтрувальний пристрій (25) гідравлічно сполучають із насосним пристроєм (Р) або розміщують у проході (5), яким гідравлічно сполучені накопичувачі (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43), з можливістю очищення рідини в процесі подачі насосом або напрямлення через прохід (5), або фільтрувальний пристрій (44) утворюють заповнюючим накопичувач (41) принаймні частково пористим матеріалом (45) з можливістю очищення рідини при напрямленні крізь пористий матеріал (45). 22. Спосіб за пунктом 20 або 21, причому між першим накопичувачем (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42) і другим накопичувачем (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43) виконують прохід (5), причому спосіб включає також стадію спускання рідини із другого накопичувача (3, 22, 23, 24, 32, 33, 42, 43) в перший накопичувач (2, 21, 22, 23, 31, 32, 41, 42) шляхом відкривання в разі потреби передбаченого в проході (5) запірного клапана (10) та стадію виробництва енергії шляхом приведення в дію пристрою (8) для виробництва енергії за допомогою спускання рідини через прохід (5), причому пристрій (8) для виробництва енергії розміщують у проході (5) після запірного клапана (10) в напрямку потоку. 23. Спосіб за будь-яким із пунктів 20-22, який додатково включає стадію збільшення або зменшення значення pH рідини, причому рідину напрямляють крізь розміщений в накопичувачах (2, 3, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43) або між ними очищувальний пристрій, який містить принаймні один вапняний шар. 15 UA 109925 C2 16 UA 109925 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 17

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Underground water-management system for mines

Автори англійською

Burkhardt, Holger, Glanzmann, Arthur

Назва патенту російською

Подземная система для обработки жидкости для шахт, насосная станция и способ эксплуатации системы для обработки жидкости для шахт

Автори російською

Буркхардт Хольгер, Глянцманн Артур

МПК / Мітки

МПК: F03B 13/06, E21F 17/16, E03B 3/00, B65G 5/00, B09B 1/00

Мітки: рідини, обробки, система, підземна, системі, спосіб, експлуатації, насосна, станція, шахт

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/19-109925-pidzemna-sistema-dlya-obrobki-ridini-dlya-shakht-nasosna-stanciya-i-sposib-ekspluataci-sistemi-dlya-obrobki-ridini-dlya-shakht.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Підземна система для обробки рідини для шахт, насосна станція і спосіб експлуатації системи для обробки рідини для шахт</a>

Подібні патенти