ИБРАЭ РАН – организация, которая координирует исследовательскую работу в сооружаемой подземной лаборатории ФГУП «НО РАО», включила в программу изучения объекта анализ характеристик горной породы в результате термического воздействия. Образцы пород, добытые с разных глубин скважин в обрамлении Нижнеканского гранитоидного массива (Красноярский край), нагревают до 1000oC в лаборатории и испытывают на прочность под воздействием пресса.
Работы ведутся на базе Сибирской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России (СПСА) в Железногорске.
«В процессе эксплуатации объекта может возникнуть пожар. Наша задача – определить, способна ли горная порода разрушиться под воздействием высоких температур», – рассказала профессор кафедры инженерно-технических экспертиз и криминалистики СПСА Ирина Пожаркова. «Поскольку подземная исследовательская лаборатория является уникальным объектом, который по своему расположению и геометрическим характеристикам отличается от типовых зданий и сооружений, то и температурный режим возможного пожара будет отличаться рядом особенностей».
Первая часть исследований обусловлена отсутствием возможности проведения натурного эксперимента. Лаборатория пока не построена и прогнозировать динамику пожара можно только с помощью компьютерных программ, реализующих методы математического моделирования. Учёные анализируют обширный ряд параметров: схема вентиляции, свойства горючей нагрузки, геометрия пространства, температурный профиль при прогреве и распространении тепла в толще горной породы.
Вторая часть исследований посвящена огневым испытаниям на основе полученных данных.
«Мы подвергаем воздействию высокой температуры керн в муфельной печи и фиксируем изменения, которые происходят с образцами породы, подвергая их одноосному сжатию. ИБРАЭ предоставил нам для эксперимента 60 образцов породы с разных глубин. Предварительный анализ показал, что время воздействия условно низких температур (до 200oC) существенно не влияет на качественные характеристики материала, однако критически важным параметром является значение температуры», – поделился заместитель начальника кафедры инженерно-технических экспертиз и криминалистики Сибирской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России Евгений Трояк. «Рассмотренные образцы породы преимущественно цельные, монолитные. Сохранение их массы после нагревания свыше 100oC свидетельствует о том, что количество свободной воды в них незначительно. Значит – структура плотная, сухая, не допускающая проникновения влаги. Хороший материал для строительства».
На простой вопрос, откуда в подземном сооружении взяться огню, учёные говорят, что рассматривают все возможные сценарии возникновения пожаров, исходя из горючей нагрузки, присутствующей на объекте.
«Уже на стадии предварительной оценки можно сказать, что прочность образцов существенно не меняется ни при 200, ни при 400oC. Изменение прочности при температурах 800-1000oC, нам, конечно, необходимо исследовать более детально. Математическое моделирование пожара показало, что в отдельных точках пространства исследуемого объекта наблюдаются кратковременное повышение температуры газа до 700 градусов, но средние значения температуры в верхней части выработки около 300oC. Многое будет зависеть от вентиляции и площади поверхности горения», – подчёркивает Ирина Пожаркова.
Исследовательская работа будет проводиться в течение нескольких лет для получения и обработки большого количества данных, подтверждающих безопасность эксплуатации подземной исследовательской лаборатории как в штатном режиме работы, так и при аварийных ситуациях.
СПРАВКА:
В Красноярском крае, в непосредственной близости от ЗАТО г. Железногорск, в гнейсовых породах Нижнеканского массива реализуется уникальный научный проект по созданию подземной исследовательской лаборатории в Нижнеканском массиве по изучению возможности размещения в геологических формациях на глубине 450-525 метров РАО 1 и 2 классов (высоко и среднеактивных долгоживущих РАО). Работы ведутся в соответствии с постановлением Правительства РФ от 19.11.2012 № 1185.
Основной задачей лаборатории является дополнительно изучение характеристик и свойств геологических пород для подготовки обоснования долговременной безопасности размещения в недрах скального массива упаковок с РАО 1 и 2 классов.
Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук является основным координатором исследовательской работы в подземной лаборатории. Ученые института совместно с экспертами НО РАО разработали стратегический концепт-план, который предполагает, в том числе: комплексные геодинамические, сейсмические, геомеханические, гидрологические, гидрогеологические, гидрогеохимические, гравиметрические, электроразведочные, магнитометрические, гидрометеорологические, биосферные, химико-аналитические и другие научные исследования.