ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат научно-исследовательской работы.

Одним из методов сохранения устойчивости мерзлых пород является использование тепловой защиты.Тепловая защита мерзлых обнажений сокращает глубину протаивания, уменьшает скорость и глубину изменения температурного поля пород, что влечет за собой уменьшение температурных напряжений, препятствует развитию процессов выветривания, тем самым значительно ослабляет воздействие криогенных процессов на устойчивость обнажений.

Аналитический обзор источников показал, что теплоизолированные покрытия являются высокоэффективным средством повышения устойчивости обнажений многолетнемерзлых пород. Для напыления рекомендуются следующие марки полиуретановых композиций: ППУ-3Н, ППУ-9Н, ППУ-3ТН, ППУ-304Н, ППУ-308Н, ППУ-311Н, ППУ-313-1, ППУ-316Н, ППУ-17Н, ППУ-17Н-1, ППУ-17Н-2, ППУ-ПН-3/1, ППУ-ПН-3/2М, ППУ-350Н, изолан 6, изолан 8, изолан 8П, изолан 12, изолан 14.

Пенополиуретан марки ППУ-17Н напыляется при отрицательных температурах до -20 градусов. Пенопласт ППУ-3Н напыляется при температурах около 0 градусов и эксплуатируется при экстремальных ситуациях при температуре + - 200 градусов в контакте с металлом, талыми и мерзлыми грунтами. Одним из важнейших параметров ППУ в производстве тепловой защиты при низких температурах является время старта и время подъема пены. По этим параметрам Рипор-6ТН имеет минимальные значения, что играет первостепенную роль при выборе ППУ для тепловой защиты откосов карьеров при низких температурах. Время подъема начинает играть доминирующую роль при работе на ограниченном пространстве.

Установки для нанесения пенополиуретана на различные поверхности различаются по механизму привода и производительности. Существуют установки с пневмо- и электроприводом насосов, предназначенных для подачи химических компонентов в смесительную камеру на распылителе. Анализ технических данных показывает, что наибольший интерес для производства тепловой защиты на карьерах представляет установка "Пена-12Э".

Перед нанесением теплоизоляции на откос навешивается металлическая сетка типа "Рабица" (20х20мм). Химические компоненты подогреваются до необходимой температуры и заливаются в емкости установки "Пена-12Э". Перед нанесением пенопласта сжатым воздухом осуществляется зачистка поверхности от сублимированной и осыпающейся породы. Напенивание проводится сверху вниз в два слоя толщиной по 50 мм. Первый слой наносится на горную породу, второй - на сетное полотно. Откос имеет неровности, следовательно, сетное полотно на откосе в одних местах касается горной породы, в других висит на значительном расстоянии. При двухслойном напенивании углубления локализуются и эффективность теплоизоляционного экрана значительно возрастает. Для такого покрытия необходимо, чтобы ячейки сетного полотна были 20-25 мм, т.к., при нанесении первого слоя струя химреагентов должна беспрепятственно проникать через сетное полотно, а при нанесении второго слоя на сетное плотно необходимо, чтобы химреагенты максимально задерживались на нем.

В результате экспериментальных и аналитических исследований по созданию теплозащитных покрытий на карьерах Севера можно сделать следующие выводы:

1.Выбранный материал Рипор-6ТН и способы его нанесения удовлетворяют поставленным задачам: прочность контакта с мерзлыми породами достаточна, теплофизические свойства во время эксплуатации не ухудшаются.

2.Наблюдения за температурой горных пород показали, что на откосе уступа под теплоизоляцией глубина протаивания не превышает 1 м, в то время как на открытых участках она в два раза больше. На берме на теплоизолированном участке глубина протаивания не превышает 3 м, а на открытом - 6 м.

3.Предложенная конструкция теплоизоляционного экрана переменной толщины позволяет экономить 13-20% материала. Разработана универсальная методика расчета параметров этой конструкции и рассчитаны значения этих параметров.