В МИСИС предложили экономичный и экологичный метод закладки отработанного пространства шахт
Ученые НИТУ МИСИС представили композит на основе отходов угольной промышленности, который может заменить традиционный цемент и удешевить закладочные работы в шахтах. Предложенная технология способствует повышению экологичности угольной отрасли.
В России около 20 % угля добывается подземным способом, однако технологии закладки выработанного пространства применяются далеко не всегда из-за высокой стоимости таких работ и самих закладочных материалов. При этом техногенные отходы переработки угля — зола-унос, гранулированный шлак и лигносульфонаты — накапливаются в хвостохранилищах. Они занимают большие площади, требуют затрат на хранение и утилизацию, вызывают риск загрязнения местных водоемов и эрозию почвы.
Для решения обеих этих проблем ученые НИТУ МИСИС предложили использовать угольные отходы в качестве компонента заполнителей отработанных шахт.
«Университет МИСИС уделяет большое внимание экологической повестке. Вместе с экспертами ведущих компаний мы разрабатываем актуальные образовательные программы, наши ученые создают новые материалы и технологии для осуществления перехода к экономике замкнутого цикла. Новый метод рециклинга отходов угольной промышленности, разработанный исследователями НИТУ МИСИС, повысит эффективность добычи и снизит воздействие на окружающую среду», — рассказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.
«Новый состав с добавлением нанокристаллического кремнезема и стекловолокна может стать основой материала, который в перспективе заменит цемент благодаря комплексу улучшенных свойств: большей прочности, пластичности, устойчивости к растяжению. Разработка может быть полезна для угледобывающей и строительной отраслей, где такие материалы позволяют вовлекать отходы в новый цикл и снижать риски, связанные с экологией и безопасностью на производственных объектах», — отметила один из авторов исследования, доцент кафедры экономики НИТУ МИСИС, кандидат экономических наук Людмила Коршунова.
Повышенных прочностных свойств материала удалось достичь благодаря многоуровневой композитной системе: зола-унос вступает в реакцию с кальцийсодержащими элементами и формирует матрицу, аналогичную цементной; нанокремнезем уплотняет микроструктуру, а стекловолокно создает армирующий каркас, повышающий прочность и устойчивость к образованию трещин итогового искусственного массива.
По мнению авторов, в условиях дефицита месторождений угля, которые можно разрабатывать открытым способом, и необходимости перехода к подземной добыче использование вторсырья в качестве компонентов для заполнителей может стать одним из перспективных направлений развития угледобывающей отрасли.