Российские ученые разработали композит на основе техногенных отходов горнодобывающей промышленности. Его можно применять, чтобы заполнять неиспользуемые и закрытые части шахт. Исследование опубликовано в журнале Minerals.
Чем глубже шахта, тем больше шахтеры из нее достают пустых пород. Запасы полезных ископаемых снижаются, как и качество извлекаемой руды. Все это ведет к накоплению техногенных отходов, которые нужно где-то хранить. В результате огромные площади оказываются заняты промышленными отходами. Более того, выветриваемая с отходов мелкая пыль приводит к деградации почвы в радиусе 50 км.
Очевидно, что природа не скажет «спасибо» за хранение техногенных отходов на поверхности. Но где хранить отходы? Ученые из Горного института НИТУ «МИСиС» нашли ответ. Они обратили внимание на то, что примерно на 35% подземных рудников во всем мире работники закладывают те части шахты, где больше не ведется добыча. Это позволяет управлять горным давлением, повышает безопасность работ, позволяет вести разработку одновременно подземным и открытым способом, увеличивает скорость извлечения руды.
Российские ученые предложили заполнять эти пустые пространства композитным материалом на основе техногенных отходов. Отходы в материале заменяют традиционные компоненты закладочной смеси, такие как цемент, песок и гравий. Это позволяет снизить себестоимость композита и уменьшает количество мусора на поверхности.
«В своем исследовании мы представили новый композиционный материал на основе техногенных отходов горнодобывающих и металлургических производств. Он был получен с помощью 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 Чейнеш Конгар-Сюрюн из Горного института НИТУ «МИСиС», одна из авторов исследования.
«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%», — отметил Ярослав Рыбак из Вроцлавского политехнического университета, один из авторов исследования. Ученые также отмечают, что заполнение использованных шахт разработанным материалом снизит вероятность техногенных катастроф.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
