Команда Заполярного университета прошла стажировку в одном из старейших академических институтов Новосибирска.
5 студентов: Юлия Елесина, Дарья Молчанова, Валерия Полянских, Антон Шевченко, Анатолий Зворыгин, аспирант Павел Шевченко, старший преподаватель Александр Мезенцев и научный сотрудник Ирина Охтеменко на несколько дней оказались в самом центре живой науки.
Такие командировки для ЗГУ имени Н.М. Федоровского стали традицией. В прошлом году будущие строители и горняки самого северного вуза России уже работали на площадке Института химии твёрдого тела и механохимии Сибирского отделения РАН (СО РАН). Нынешняя поездка стала продолжением большого проекта, который с 2023 года реализуется в интересах «Норникеля».
Учёные ЗГУ разрабатывают альтернативный состав закладочных смесей для рудников Заполярного филиала компании. Сейчас работа вышла на третий, заключительный этап лабораторных испытаний. Рассказываем, что делали молодые исследователи в мире лабораторий, расчётов и больших инженерных идей.
Испытания на прочность
В дорогу отправились не с пустыми руками. Вместе с участниками экспедиции в новосибирский Академгородок прибыл вполне серьёзный спутник — 100 килограммов известняка. Груз долгожданный: материал сразу включили в исследования новых составов закладочных смесей для горной промышленности.
Программа стажировки была насыщенной: студенты познакомились с историей института и всего Академгородка, увидели работу лабораторий, принимали участие в семинарах по свойствам материалов. Студенты своими руками потрогали образцы закладочных смесей, исходное сырьё, полученные кубы, участвовали в процессе получения серобетона из промышленных отходов, познакомились с испытаниями образцов.
Теория становится гораздо убедительнее, когда у тебя на глазах небольшой кубик выдерживает серьёзную нагрузку, а из бросовых веществ рождается материал с серьёзным характером — прочный, выносливый и готовый к суровым условиям Заполярья.
«Ребята присутствовали при изготовлении закладочных смесей. Видели, как измельченное сырьё смешивают, дозируют нужные компоненты и в итоге получают готовый продукт. Пробовали измерять её растекаемость и другие параметры. Наблюдали, как смесь заливают в специальные формы. Через какое-то время эти кубы проверяют на прочность, для чего их помещают под пресс и фиксируют, при какой силе произошло разрушение образца», - пояснила Ирина Охтеменко, научный сотрудник Управления научной и инновационной деятельности ЗГУ.
Живое общение с учеными: старшими научными сотрудниками Зоей Коротаевой и Хан Гил Намом было для студентов действительно ценным. Во время одной из встреч спонтанно родилась дискуссия о том, какими должны быть современные закладочные смеси. Руководитель образовательных программ ЗГУ по горному делу Александр Мезенцев и аспирант Павел Шевченко объяснили сотрудникам лаборатории синхротронного излучения, почему от качества смесей зависит безопасность рудников.
Для информации:
Закладочные смеси применяются для заполнения пустот, которые образуются после отработки горного массива. В горно-металлургической и угольной промышленности это часть производственного процесса. Закладка выработок производится для предотвращения возгораний и выбросов газа, уменьшения деформации земной поверхности, утилизации горной породы, обеспечения безопасности подземных работ. К составу закладочных смесей предъявляются серьезные прочностные и экономические требования. Как правило, для их изготовления используют промышленные отходы.
Создание альтернативного «рецепта» смеси – сложный процесс, который требует специального оборудования и точных расчётов. Современная наука сегодня живёт не только среди металла и бетона. Она уверенно чувствует себя и на экране компьютера. Специалист в области цифрового материаловедения, кандидат физико-математических наук, Хан Гил Нам показал представителям ЗГУ программу для расчета прочности закладочных смесей, обусловленной составом. Исходя из конкретных условий на предприятиях «Норникеля», математическая модель заранее может подсказать, где конструкция выдержит, где «задумается», а где лучше всё пересчитать ещё раз. Настоящий инженерный взгляд в будущее.
По итогам командировки исследователи подготовили научные доклады, которые прозвучали на круглом столе:
-
Анатолий Зворыгин рассказал о способах ведения закладочных работ на рудниках Талнаха, оптимизации составов, снижении себестоимости и экологичности смесей.
-
Антон Шевченко представил в своем докладе основные требования к закладочным смесям, основы технологии и реализации контроля качества в лабораторных условиях и на руднике.
-
Юлия Елесина рассмотрела процесс измельчения, его основные стадии и особенности промышленных шаровых мельниц.
-
Валерия Полянских отразила в своей работе основы получения и возможность применения инновационного композитного строительного материала - серобетона.
-
Дарья Молчанова сосредоточилась на теме математического моделирования прочности закладочных смесей.
Лабораторные испытания – скоро и в Норильске
Вскоре маршруты учёных изменятся: для проведения серьёзных исследований они будут ездить не в Сибирь, а на Крайний Север. Благодаря проекту, поддержанному Фондом целевого капитала «Наш Норильск», в Заполярный университет уже поступает новое лабораторное оборудование: дробильно-измельчительные установки, климатическая камера. А значит, большая наука постепенно переезжает ближе к производственным просторам Арктики.
Для будущих инженеров такие поездки значат гораздо больше обычной практики. Это возможность лично участвовать в создании инноваций: не на страницах учебника, а в движении, в звуке работающих установок, в обсуждениях у лабораторного стола, в цифрах на мониторе и в образцах, которые проходят испытание на прочность.
Большая наука любит смелых, любознательных и тех, кто готов ехать за знаниями хоть за тысячи километров, даже если рядом с тобой в пути едет сто килограммов известняка. Когда наука становится осязаемой, тогда рождается мотивация.