اختبر علماء من فرع الأورال التابع لأكاديمية العلوم الروسية تركيبة جديدة للعزل الحراري، مخصصة للاستخدام في الأنفاق والممرات التعدينية العميقة ، حيث يمكن أن ترتفع درجات الحرارة إلى مستويات شديدة. وبدلا من مواد العزل التقليدية، تعتمد التقنية الجديدة على أيروسول غير قابل للاشتعال.
عزل حراري بطريقة الرش
يجري تطوير المادة الجديدة في معهد الكيمياء التقنية التابع لفرع الأورال لأكاديمية العلوم الروسية. وتتمثل أبرز ميزاتها مقارنة بمواد العزل التقليدية في طريقة تطبيقها.
وتستخدم حاليا في المناجم العميقة، حيث يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 50 درجة مئوية، مواد مثل الألياف الزجاجية والصوف المعدني وغيرها من مواد العزل الحراري.
لكن تثبيت هذه المواد على جدران المناجم يمثل تحديا بسبب عدم استواء الأسطح والخصائص المختلفة للممرات والمنشآت التعدينية تحت الأرض.
ويقترح العلماء في مدينة بيرم تطبيق التركيبة العازلة الجديدة باستخدام تقنية الرش بالأيروسول، بحيث تشكل المادة طبقة عازلة للحرارة مباشرة على جدران الممرات التعدينية، من دون الحاجة إلى تركيب عناصر منفصلة.
ويعد عدم قابلية المادة للاشتعال أحد المتطلبات الأساسية للتركيبة الجديدة، نظرا إلى ضرورة استخدامها في بيئة المناجم التي تتطلب مستويات عالية من السلامة من الحرائق.
تحدي المناجم العميقة
وأوضح معهد التعدين التابع لفرع الأورال لأكاديمية العلوم الروسية أن فكرة العزل الحراري للممرات التعدينية ليست جديدة، وقد استخدمت بنجاح في السابق أثناء تطوير مكامن الصخور دائمة التجمد.
لكن التقنيات المستخدمة في تلك الظروف لم تكن مناسبة للمناجم التي يصل عمقها إلى كيلومترين، حيث ترتفع درجات الحرارة تحت الأرض بشكل متزايد مع زيادة العمق.
وكان تطوير المادة الجديدة مهمة معقدة، إذ كان يتعين على العلماء تحقيق توازن بين عدة خصائص في الوقت نفسه. فمن جهة، يجب أن تتمتع التركيبة بقدرة عالية على عزل الحرارة، ومن جهة أخرى، يجب أن تتمتع بقدرة كافية على الالتصاق بالأسطح وبمقاومة ميكانيكية مناسبة لضمان بقائها على جدران الممرات والمنشآت التعدينية.
اختبار المادة في منجم عامل
أجريت اختبارات للمادة العازلة الحرارية الجديدة في منجم عامل بمنطقة نوريلسك الصناعية، وأكدت النتائج امتلاكها الخصائص المطلوبة.
ويواصل العلماء حاليا العمل على تطوير تركيبة المادة وتحسين خصائصها التكنولوجية، بهدف جعل استخدامها في المناجم العميقة أكثر كفاءة وملاءمة لمختلف الظروف.
تركيبات تناسب ظروف المناجم
يخطط الباحثون مستقبلا لتطوير مجموعة من التركيبات العازلة للحرارة، بحيث تكون كل تركيبة ملائمة لظروف تشغيل مختلفة داخل المنشآت والممرات التعدينية.
ويمكن أن يتيح هذا النهج اختيار تركيبة العزل وفقا لمتطلبات محددة، مثل درجة الحرارة، وظروف البيئة المحيطة، وطريقة تطبيق المادة على الأسطح.
