ПЕРСПЕКТИВЕН ДЛЯ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

В Институте химии нефти СО РАН разработаны новые формы криогелей, которые применены для создания противофильтрационных завес в гидротехнических сооружениях районов Севера и вечной мерзлоты.

Татьяна Гавриловская

Первая планерка директора ИХН профессора Л. Алтуниной на плотине с представителями АЛРОСА (5 августа 2003 года)

Якутский город Мирный получает питьевую воду из Иреляхского водохранилища, созданного сорок лет назад. В связи с глобальным потеплением вода из водохранилища стала уходить, просачиваясь на границе тела плотины и ее основания на вечной мерзлоте.

Увеличилась зона оттаивания, которая составляет десятки метров. Причем скорость истечения воды достигла значительной величины — до двух — четырех тысяч кубометров в час.

Попытки укрепить плотину путем закачки цемента не помогали, и компания «АЛРОСА» обратилась за помощью в томский Институт химии нефти СО РАН с просьбой создать материал, способный образовать противофильтрационную завесу и остановить поток воды. Заведующая лабораторией коллоидной химии нефти и одновременно директор Института профессор Любовь Алтунина и кандидат химических наук Владимир Кувшинов предложили использовать криогели — материал, по их мнению, оптимально подходящий для плотины Иреляхского гидроузла.

Измерение упругости криогеля в лабораторных условиях проводит Л. Стасьева. До опытно-промышленных работ на Иреляхской плотине остается 2 месяца

В течение двух лет научный сотрудник ИХН Любовь Стасьева испытала больше 80 вариантов составов, а ведущий инженер лаборатории Валерий Дорохов исследовал их фильтрационные характеристики. В результате в лаборатории были созданы необходимые составы.

Безопасные и экологически чистые растворы при температуре от нуля до плюс двадцати градусов Цельсия образуют гель, затем при циклических процессах «замораживание — оттаивание» гель становится криогелем с высокой упругостью и хорошей адгезией к породе («крио» — указывает на связь со льдом и низкими температурами, а адгезия — на сцепление поверхностей разнородных тел).

Осенью прошлого года профессор Л. Алтунина и ведущий научный сотрудник В. Кувшинов в течение полутора месяцев проводили испытания нового геля в Якутии. На опытном участке Иреляхской плотины поинтервально в пять скважин была закачана 51 тонна раствора криогелеобразующих композиций для тампонажа фильтрующего слоя и основания плотины. В результате на глубине от 16 до 45 метров образовался криогелевый экран длиной 15 метров, толщиной около 3 метров (общей площадью 430 квадратных метров). Экран создал противофильтрационную завесу, предотвратив тем самым отток воды из водохранилища на этом участке.

Понтон с оборудованием для приготовления и закачки криогелей в каверны на дне Иреляхского водохранилища

Успех налицо, и в нынешнем году компания «АЛРОСА» предложила сотрудникам томского института сделать противофильтрационную завесу, протяженностью триста метров (по всей длине плотины).

Нужно сказать, что криогели интересны и перспективны как в фундаментальном, так и в прикладном отношении. Их можно использовать, к примеру, для укрепления грунтов, откосов и теплоизоляции в районах Севера и вечной мерзлоты. С научной точки зрения криогели представляют большой интерес как системы на основе полимеров с верхней критической температурой растворения, в которых вязкость, упругость и другие характеристики можно регулировать химическими методами.

стр. 2