u0420u043eu0441u0441u0438u0439u0441u043au0438u0439 u0442u0435u0445u043du0438u0447u0435u0441u043au0438u0439 u0443u043du0438u0432u0435u0440u0441u0438u0442u0435u0442; u043fu0435u0440u0432u044bu0439 u0432u0443u0437 u0432 u0441u0442u0440u0430u043du0435, u043fu043eu043bu0443u0447u0438u0432u0448u0438u0439 u0441u0442u0430u0442u0443u0441 u00abu041du0430u0446u0438u043eu043du0430u043bu044cu043du043eu0433u043e u0438u0441u0441u043bu0435u0434u043eu0432u0430u0442u0435u043bu044cu0441u043au043eu0433u043e u0442u0435u0445u043du043eu043bu043eu0433u0438u0447u0435u0441u043au043eu0433u043e u0443u043du0438u0432u0435u0440u0441u0438u0442u0435u0442u0430u00bb. u0421u0435u0433u043eu0434u043du044f u0432 u0441u043eu0441u0442u0430u0432 u041du0418u0422u0423 u00abu041cu0418u0421u0438u0421u00bb u0432u0445u043eu0434u044fu0442 9 u0438u043du0441u0442u0438u0442u0443u0442u043eu0432 u0438 6 u0444u0438u043bu0438u0430u043bu043eu0432, 4 u0438u0437 u043au043eu0442u043eu0440u044bu0445 u0440u0430u0431u043eu0442u0430u044eu0442 u0432 u0420u043eu0441u0441u0438u0438 u0438 2 u0437u0430 u0440u0443u0431u0435u0436u043eu043c
«,»sameAs»:[]}]}
AB-NEWS —
Горные инженеры «залечат» выработанные шахты техногенными отходами
Молодые ученые Горного института НИТУ «МИСиС» разработали инновационный закладочный материал для заполнения отработанных пространств шахт
Новости вузов РоссииГеологияМатериалы
Автор: МИСиС
Дата 5.08.2021
0 245
Поделитесь страницей с друзьями!
Молодые ученые Горного института НИТУ «МИСиС» разработали инновационный закладочный материал для заполнения отработанных пространств шахт, применение которого снижает вероятность возникновения техногенных катастроф при ведении подземных горных работ, а также уменьшает техногенную нагрузку на окружающую среду. Применение техногенных отходов в закладочном материале снизит его стоимость на 80-90%, а себестоимость закладочных работ до 40-50%. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Minerals.
В результате ошибок в расчетах на стадии проектирования или в ходе эксплуатации шахт нередко возникают техногенные катастрофы. Например, на российских рудниках Сильвинит и Уралкалий в Пермском крае происходили обрушения кровли и затопления. Прорывы воды со дна карьера в подземный рудник случались на известном руднике «Мир» (Республика Саха, Якутия), горные удары, вызывающие землетрясения, зафиксированы на руднике «Умбозеро» в Мурманской области и т.д. Это значимые техногенные катастрофы, которые привели к разрушению рудника и потере части запасов месторождения.
Увеличение глубины разработки приводит к росту объема изымаемых из недр Земли пустых пород, а истощение запасов и снижение качества извлекаемой руды ведет к интенсификации накопления техногенных отходов. Под хранение техногенных массивов изымаются огромные площади, а выветривание мелкой пыли с поверхности техногенных образований приводит к деградации почвы в радиусе 50 км.
Мировой опыт показывает, что около 35% подземных рудников во всех странах применяют закладку выработанных пространств шахты, где больше не ведется добыча полезных ископаемых. Это позволяет управлять горным давлением, повышает безопасность работ, позволяет вести разработку одновременно подземным и открытым способом, увеличивает скорость извлечения руды.
Суть метода – заполнение отработанного пространства рудников различными материалами, что позволяет приблизиться к первоначальному состоянию массива. Главный вопрос – чем горнякам заполнять подземные пространства, чтобы это было качественно, обеспечивало необходимую нормативную прочность и структуру породного массива , и при этом стоило дешево, мотивируя применять технологию?
Коллектив молодых ученых Горного института НИТУ «МИСиС» создал инновационный засыпной композит для заполнения отработанного пространства шахт, который станет основой новой технологии. Полная замена традиционных специально добываемых компонентов закладочной смеси (цемент, песок, гравий) на техногенные отходы позволит снизить ее себестоимость но 80-90%. При этом использование техногенных отходов для приготовления закладочной смеси сокращает их количество на поверхности.
«В своем исследовании мы представили новый композиционный материал на основе техногенных отходов горнодобывающих и металлургических производств. Он был получен путем изменения внутренней структуры материала техногенных отходов горно-обогатительного и металлургического производств путем создания новых или вторичных кристаллических структур. Это привело к значительному увеличению прочностных характеристик закладочного массива после полного затвердевания», – рассказала соавтор работы магистрант специальности «Технологические машины и оборудование» Горного института НИТУ «МИСиС» Чейнеш Конгар-Сюрюн.
Разработчики перегоняли через механический дезинтегратор (устройство для измельчения материалов) техногенные отходы горно-перерабатывающего производства: пустую породу от вскрышных и проходческих работ; малоценные и некондиционные руды; отходы обогатительного производства и шлаки металлургических комбинатов. После этого компоненты соединяются вместе, и смесь увлажняется
Ряд проведенных лабораторных опытов показал, что активация (измельчение, в данном случае) отдельных компонентов закладочного композита или готовой смеси – самый дешевый и простой способ изменения свойств материала. Помимо улучшения прочностных характеристик и однородности создаваемой массы, активация готовой композитной смеси улучшает ее текучие свойства, что значительно увеличивает его транспортабельность от места приготовления до места укладки.
Авторы исследования подчеркивают, что повторное использование промышленных отходов и эффективное использование побочных продуктов производства – два основных принципа устойчивого развития горнопромышленного региона.
«К настоящему времени на поверхности земли скопилось более 1 трлн. тонн твердых отходов горного и металлургического производства. В связи с увеличением потребления ресурсов интенсификация накопления техногенных отходов ускоряется в геометрической прогрессии. Перед человечеством как никогда остро стоит вопрос утилизации этих отходов.
Предложенная нами технология позволит горнякам утилизировать («прятать») эти отходы в отработанное пространство в виде закладочной смеси. Одновременно с сохранением первозданной природы данная технология позволяет снизить стоимость компонентов закладочной смеси на 80-90%, а стоимость традиционных закладочных работ в целом на 40-50%», – подчеркнул соавтор исследования, профессор Вроцлавского политехнического университета Ярослав Рыбак.
В настоящее время коллектив продолжает работу над проектом, исследуя возможность одновременно с активацией компонентов созданного композита извлекать из пустой руды остающиеся в ней металлы и соли, что еще больше усилит экономическую составляющую технологии.
Источник: