Когда горняки извлекают руду из недр земли, в шахтах остаются пустоты. Чтобы земля не просела, эти пространства заполняют специальной смесью, которая со временем каменеет. Учёные Заполярного государственного университета (ЗГУ) вместе с коллегами из Института химии твёрдого тела и механохимии СО РАН (Новосибирск) разрабатывают новый, более эффективный рецепт закладочной смеси для рудников «Норникеля», сообщили на сайте ЗГУ.
Чтобы смесь получилась прочной, в ней должны правильно работать два типа компонентов:
1. Вяжущее вещество – это «клей». Именно оно запускает химическую реакцию, которая в итоге цементирует всё вокруг.
2. Инертный заполнитель – «каркас». Он не вступает в реакцию, но распределяет нагрузку, не даёт смеси сжиматься (усаживаться) и делает её плотной.
Создать идеальный баланс – сложная инженерная задача. Поэтому, прежде чем смешивать компоненты в лабораториях, учёные просчитывают их поведение на компьютерах. Кандидат физико-математических наук Хан Гил Нам модифицировал математическую модель, которая предсказывает прочность будущей смеси.
«Очень важно, чтобы компьютерная модель как можно точнее отражала реальные эксперименты, – пояснил учёный. – Если модель будет работать некорректно, все предыдущие расчёты придется переделывать».
В новосибирских лабораториях исследователи проанализировали более сотни образцов. Руководитель проекта Зоя Коротаева рассказала, что в ходе экспериментов удалось подтвердить важную гипотезу.
«Раньше считалось, что некоторые компоненты в системе «ангидрид-шлак-цемент» работают просто как пассивный наполнитель. Но исследования доказали: все три вещества в этой системе работают как активное вяжущее. Понимание этих химических связей позволит создавать смеси с заданными, идеально прочными свойствами», – отметила Зоя Коротаева.
Теперь полученная смесь пройдёт испытание прямо в Норильске. Благодаря поддержке фонда «Наш Норильск» в Заполярном госуниверситете открылась современная лаборатория геомеханики. Здесь можно будет разрабатывать новые составы закладочных смесей, тестировать и рекомендовать для условий Крайнего Севера.
К научной работе привлекут студентов и аспирантов ЗГУ. Многие из них уже прошли стажировку в Новосибирском Академгородке, а теперь смогут применять полученные знания и развивать собственные исследования на базе родного университета.
Ранее «Северный город» рассказывал, что в Заполярный госуниверситет при поддержке фонда «Наш Норильск» поступил турбулентный смеситель для нужд недропользователей Норильского промышленного района.
Следить за новостями также удобно в совместном канале «Северного города» и «Таймырского телеграфа» в мессенджере MAКС. Подписывайтесь, чтобы всегда оставаться в курсе событий.
