Ученые Института технической химии УрО РАН и Горного института УрО РАН провели первые опытные испытания нового теплоизоляционного материала в действующем руднике Норильского промышленного района.

Разработка предназначена для глубоких горных выработок. Сегодня горные работы могут вестись на глубине до двух километров, где температура окружающих пород превышает +50 °С. В таких условиях возрастает тепловая нагрузка на работников и оборудование.

О результатах работы рассказала аспирант Института технической химии УрО РАН Александра Санникова на IX Всероссийской конференции «Техническая химия. От теории к практике», которая прошла в Перми.

Особенность разработки заключается в способе нанесения. Традиционные волокнистые теплоизоляционные материалы — например, стекловолокно или минеральную вату — необходимо дополнительно закреплять. В условиях шахты это затруднено из-за неровной поверхности горных выработок.

Пермские ученые предлагают наносить неорганическую теплоизоляционную композицию непосредственно на поверхность методом аэрозольного напыления. После нанесения она должна образовывать теплоизоляционный слой без монтажа дополнительных конструкций. Одно из основных требований к материалу — негорючесть.

«Наша задача — получить материал, который не только обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, но и отвечает требованиям эксплуатации в шахтах. Он должен быть негорючим, устойчивым к повышенной влажности и агрессивной среде, а также удобным для нанесения. Поэтому мы поэтапно подбираем состав и свойства композиции для конкретных условий», — рассказал заместитель директора по научной работе, заведующий лабораторией многофазных дисперсных систем Института технической химии УрО РАН Виктор Вальцифер.

Сейчас исследователи продолжают подбирать соотношение компонентов композиции, изучают ее свойства и проводят испытания. Значительную часть лабораторной работы выполняют молодые ученые и аспиранты института.

Как отметил заместитель директора по научной работе, заведующий лабораторией развития горного производства Горного института УрО РАН Артем Зайцев, технологии теплоизоляции горных выработок применялись и ранее — в частности, при работе с вечномерзлыми породами. Однако существующие решения не подходят для высоких температур на больших глубинах.

«Необходимо одновременно обеспечить высокие теплоизоляционные свойства материала, а также достаточную прочность и сцепление с поверхностью, чтобы покрытие сохранялось в условиях горных выработок. Испытания в шахте стали одним из промежуточных этапов: они подтвердили лабораторные свойства материала в реальных условиях. Следующая задача — оценить, как его применение повлияет на микроклимат горных выработок», — рассказал Артем Зайцев.

В дальнейшем ученые планируют создать несколько вариантов теплоизоляционных композиций для разных условий эксплуатации. Составы будут адаптировать под температурный режим, особенности среды и технологию нанесения.

Справка:

Институт технической химии УрО РАН и Горный институт УрО РАН входят в состав Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН.