Оцінка природоохоронних і ресурсозберігаючих технологій та технічних засобів для переробки та утилізації техногенних утворень і відходів

Автор(и)

  • Vasil Lyashenko Державне підприємство «Український науково-дослідний і проектно-розвідувальний інститут промислової технології», бул. Свободи, 37, м. Жовті Води, Дніпропетровська обл., Україна, 52204, Україна https://orcid.org/0000-0001-8361-4179
  • Oleh Khomenko Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», пр. Д. Яворницького, 19, м. Дніпро, Україна, 49005, Україна https://orcid.org/0000-0001-7498-8494
  • Tatjna Chekushina Інститут проблем комплексного освоєння надр імені академіка Н. В. Мельникова Російської академії наук, Крюківський туп., 4, м. Москва, Росія, 111020, Україна https://orcid.org/0000-0001-9261-1105
  • Fedor Topolnij Державний вищий навчальний заклад «Центральноукраїнський національний технічний університет», пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-3363-4646
  • Tamara Dudar Національний авіаційний університет, пр. Любомира Гузара, 1, м. Київ, Україна, 03058, Україна https://orcid.org/0000-0003-3114-9732

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.210666

Ключові слова:

відходи гірничо-металургійного виробництва, природоохоронна та ресурсозберігаюча технологія, технічні засоби, життєдіяльність населення.

Анотація

Об'єктом дослідження є природоохоронні та ресурсозберігаючі технології та технічні засоби для переробки та утилізації техногенних утворень і відходів при підземній розробці родовищ корисних копалин із закладкою виробленого простору. Одним з найбільш проблемних місць є управління станом рудовміщуючих енергетично порушених масивів і доставка твердіючих закладних сумішей до місця їх укладання, а також дефіцит компонентів для їх приготування. Це підвищує важливість питань управління напружено-деформаційним станом (НДС) масиву гірських порід, забезпечення збереження денної поверхні від руйнування та життєдіяльності населення, що проживає в зоні впливу гірничодобувного регіону.

У роботі представлені основні наукові та практичні результати обґрунтування технологій та технічних засобів для утилізації відходів гірничо-металургійного виробництва в підземні вироблені простори (техногенні порожнечі) в якості компонентів твердіючих закладних сумішей різного складу та міцності. Описано методи теоретичних узагальнень із застосуванням математичної статистики, фізичного та математичного моделювання, з виконанням розрахунків і техніко-економічних обґрунтувань, лабораторних і натурних експериментальних досліджень, промислових випробувань в умовах діючих підприємств гірничо-металургійного виробництва. На основі дослідження механізму НДС масиву порід з використанням геофізичних і маркшейдерських методів запропонована природоохоронна технологія погашення техногенних порожнеч в енергетично порушених масивах. Дана технологія дозволяє забезпечити збереження денної поверхні та життєдіяльність населення, що проживає в зоні впливу гірничих об'єктів (шахти, відвали, промислові майданчики для закладних комплексів, хвостосховища, рудо-збагачувальні фабрики (РЗФ) та ін.). Встановлено, що для шахт державного підприємства «Східний гірничо-збагачувальний комбінат» (Україна) коефіцієнт використання відходів власного виробництва для твердіючої закладки становить від 0,45 до 0,68; гідравлічної – від 0,56 до 0,75; сипучої – 0,62, а видобуток кожної тони товарної руди супроводжується виходом 0,7–0,8 т відходів. Дана оцінка рівня утилізації відходів гірничо-металургійного виробництва та наведено кадастр для відходів гірських підприємств, який дає оціночну характеристику та напрямки можливого їх використання для потреб народного господарства. Результати досліджень можуть бути використані під час підземної розробки рудних родовищ складної структури та гірничо-металургійного виробництва.

Біографії авторів

Vasil Lyashenko, Державне підприємство «Український науково-дослідний і проектно-розвідувальний інститут промислової технології», бул. Свободи, 37, м. Жовті Води, Дніпропетровська обл., Україна, 52204

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, начальник відділу

Науково-дослідний відділ

Oleh Khomenko, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», пр. Д. Яворницького, 19, м. Дніпро, Україна, 49005

Доктор технічних наук, професор

Кафедра гірничої інженерії та освіти

Tatjna Chekushina, Інститут проблем комплексного освоєння надр імені академіка Н. В. Мельникова Російської академії наук, Крюківський туп., 4, м. Москва, Росія, 111020

Кандидат технічних наук, провідний науковий співробітник

Fedor Topolnij, Державний вищий навчальний заклад «Центральноукраїнський національний технічний університет», пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Доктор біологічних наук, професор

Кафедра загального землеробства

Tamara Dudar, Національний авіаційний університет, пр. Любомира Гузара, 1, м. Київ, Україна, 03058

Кандидат геолого-мінералогічних наук, старший науковий співробітник, доцент

Кафедра екології

Посилання

  1. Gridley, N. C., Salcedo, L. (2011). Cemented paste production provides opportunity for underground ore recovery while solving tailings disposal needs. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 431.
  2. Lottermoser, B. (2012). Mine Wastes: Characterization, Treatment and Environmental Impacts. New York: Springer, 400.
  3. Maanju, S. K., Saha, K. (2013). Impact of Mining Industry on Environmental Fabric – A Case Study of Rajasthan State in India. IOSR Journal Of Environmental Science, Toxicology And Food Technology, 6 (2), 08–13. doi: http://doi.org/10.9790/2402-0620813
  4. Golik, V., Komashchenko, V., Morkun, V. (2015). Innovative technologies of metal extraction from the ore processing mill tailings and their integrated use. Metallurgical and Mining Industry, 3, 49–52.
  5. Vladyko, O., Maltsev, D., Shapovalov, Y. (2016). Choice of development method for technogenic mineral deposits by technological criteria. Mining of Mineral Deposits, 10 (4), 74–82. doi: http://doi.org/10.15407/mining10.04.074
  6. Yuan, Y., Bolan, N., Prévoteau, A., Vithanage, M., Biswas, J. K., Ok, Y. S., Wang, H. (2017). Applications of biochar in redox-mediated reactions. Bioresource Technology, 246, 271–281. doi: http://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.06.154
  7. Petlovanyi, M., Kuzmenko, O., Lozynskyi, V., Popovych, V. et. al. (2019). Review of man-made mineral formations accumulation and prospects of their developing in mining industrial regions in Ukraine. Mining of Mineral Deposits, 13 (1), 24–38. doi: http://doi.org/10.33271/mining13.01.024
  8. Blyuss, B., Semenenko, Y., Medvedieva, O., Kyrychko, S., Karatayev, A. (2019). Parameters determination of hydromechanization technologies for the dumps development as technogenic deposits. Mining of Mineral Deposits, 14 (1), 51–61. doi: http://doi.org/10.33271/mining14.01.051
  9. Lyashenko, V., Topolnij, F., Dyatchin, V. (2019). Development of technologies and technical means for storage of waste processing of ore raw materials in the tailings dams. Technology Audit and Production Reserves, 5 (3 (49)), 33–40. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.184940
  10. Lyashenko, V., Khomenko, O., Topolnij, F., Golik, V. (2020). Development of natural underground ore mining technologies in energy distributed massifs. Technology Audit and Production Reserves, 1 (3 (51)), 17–24. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.195946
  11. Lyashenko, V., Khomenko, O., Golik, V., Topolnij, F., Helevera, O. (2020). Substantiation of environmental and resource-saving technologies for void filling under underground ore mining. Technology Audit and Production Reserves, 2 (3 (52)), 9–16. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.200022
  12. Lyashenko, V., Khomenko, O., Topolnij, F., Helevera, O. (2020). Substantiation of technologies and technical means for disposal of mining and metallurgical waste in mines. Technology Audit and Production Reserves, 3 (3 (53)), 4–11. doi: http://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.200897
  13. Khobotova, E. B., Kalmykova, Iu. S., Ignatenko, M. I., Larin, V. I. (2017). Estestvennye radionuklidy domennykh shlakov. Chernye metally, 1, 23–28.
  14. Normy radiatsionnoi bezopasnosti Ukrainy (NRBU-97). Gosudarstvennye gigienicheskie normativy GGN 6.6.1.-6.5.001.98 (1998). Kyiv, 159.
  15. SanPiN 2.6.1.2523–09. Normy radiatsionnoi bezopasnosti NRB-99/2009. Available at: http://docs.cntd.ru/document/902170553 Last accessed: 16.04.2020
  16. Radiatsionnaia zaschita i bezopasnost istochnikov izlucheniia: mezhdunarodnye osnovnye normy bezopasnosti (2015). Vena: MAGATE, 484.
  17. Liashenko, V. I., Golik, V. I. (2006). Prirodookhrannye tekhnologii podzemnoi razrabotki uranovykh mestorozhdenii. Gornii zhurnal, 2, 89–92.
  18. Liashenko, V. I., Golik, V. I., Kozyrev, E. N. (2008). Kombinirovaannye tekhnologii dobychi poleznykh iskopaemykh s podzemnym vyschelachivaniem. Gornii zhurnal, 12, 37–40.
  19. Kotenko, E. A., Mosinets, V. N. (1995). Radiatsionno-ekologicheskaia bezopasnost pri dobyche i pererabotke uranovykh rud. Gornii zhurnal, 7, 32–36.
  20. Chernov, A. P. (Ed.) (2001). Dobycha i pererabotka uranovikh rud v Ukraine. Kyiv: Adef – Ukraina, 238.
  21. Dmitrak, Y. V., Kamnev, E. N. (2015). The Leading Research and Design Institute of Industrial Technologies – A long way in 65 years. Gornyi Zhurnal, 3, 6–12. doi: http://doi.org/10.17580/gzh.2016.03.01
  22. Deng, D. Q., Liu, L., Yao, Z. L., Song, K. I.-I. L., Lao, D. Z. (2017). A practice of ultra-fine tailings disposal as filling material in a gold mine. Journal of Environmental Management, 196, 100–109. doi: http://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.02.056
  23. Vrancken, C., Longhurst, P. J., Wagland, S. T. (2017). Critical review of real-time methods for solid waste characterisation: Informing material recovery and fuel production. Waste Management, 61, 40–57. doi: http://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.01.019
  24. Cheng, Y., Jiang, H., Zhang, X., Cui, J., Song, C., Li, X. (2017). Effects of coal rank on physicochemical properties of coal and on methane adsorption. International Journal of Coal Science & Technology, 4 (2), 129–146. doi: http://doi.org/10.1007/s40789-017-0161-6
  25. Paul, A., Ramachandra Murthy, V. M. S., Prakash, A., Singh, A. K. (2018). Estimation of Rock Load in Development Workings of Underground Coal Mines – A Modified RMR Approach. Current Science, 114 (10), 2167–2174. doi: http://doi.org/10.18520/cs/v114/i10/2167-2174
  26. Soroka, M. N., Savelev, Iu. Ia. (2004). Perspektivy utilizatsii khvostov gidrometallurgicheskogo peredela i droblennykh gornykh porod v vyrabotannoe prostranstvo uranodobyvaiuschikh shakht Ukrainy. Metallurgicheskaia i gornorudnaia promyshlenost, 5, 91–94.
  27. Averianov, K. A., Angelov, V. A., Akhmedianov, I. Kh., Rylnikova, M. V. (2012). Razvitie klassifikatsii tekhnogennogo syria gornykh predpriiatii i obosnovanie tekhnologii ego aktivnoi utilizatsii. Gornii informatsionno-analiticheskii biulleten, 5, 208–213.
  28. Golik, V. I. (2013). Kontseptualnye podkhody k sozdaniiu malo- i bezotkhodnogo gornorudnogo proizvodstva na osnove kombinirovaniia fiziko-tekhnicheskikh i fiziko-khimicheskikh geotekhnologii. Gornii zhurnal, 5, 93–97.
  29. Lyashenko, V. I., Dyatchin, V. Z., Lisovoy, I. A. (2018). Increase of Environmental Safety of Mining Production on the Basis of Waste Utilization of Extraction and Processing of Ore Raw Materials. Ecology and Industry of Russia, 22 (4), 4–10. doi: http://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-4-4-10
  30. Dmitrak, Iu. V., Gabaraev, O. Z., Razorenov, Iu. I., Stas, G. V. (2019). K probleme vyschelachivaniia metallov iz nekonditsionnogo syria. Vektor GeoNauk, 2 (3), 32–39.
  31. Volkov, E. P., Anushenkov, A. N. (2019). Developing the technology of mine stowing with processing tailings based hardening blends. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii gornyi zhurnal, 7, 5–13. doi: http://doi.org/10.21440/0536-1028-2019-7-5-13
  32. Liashenko, V. I., Golik, V. I. (2020). Kombinirovannye geotekhnologii predkontsentratsii zapasov rud vyschelachivaniem metallov iz rudnogo syria. Marksheideriia i nedropolzovanie, 2 (106), 16–23.
  33. Lyashenko, V. I., Golik, V. I., Dyatchin, V. Z. (2020). Storage of tailings in the form of a hardened mass in underground mined-out spaces and tailings facilities. Obogashchenie Rud, 1, 41–47. doi: http://doi.org/10.17580/or.2020.01.08
  34. Lyashenko, V. I., Chekushina, T. V., Dudar, T. V., Lisovoy, I. A. (2020). Environmental and Resource-Saving Technologies for Void Extinguishing During Underground Ore Mining. Ecology and Industry of Russia, 24 (8), 28–33. doi: http://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-8-28-33
  35. Lyashenko, V. I., Khomenko, O. E., Golik, V. I. (2020). Friendly and Resource-Saving Methods of Underground Ore Mining in Disturbed Rock Masses. Mining Science and Technology, 5 (2), 104–118. doi: http://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-2-104-118
  36. Karyaev, V. I., Komkov, A. A., Kuznetsov, A. V., Plotnikov, I. P. (2020). Recovery of Copper and Zinc from Copper Smelting Slags During Reducing-Sulfidizing Treatment. Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University, 18 (2), 4–12. doi: http://doi.org/10.18503/1995-2732-2020-18-2-4-12
  37. Khobotova, E. B., Ignatenko, M. I., Belichenko, E. A., Ponikarovskaya, S. V. (2020). Radiation Properties of Coal and Thermal Industries Waste. Occupational Safety in Industry, 8, 60–67. doi: http://doi.org/10.24000/0409-2961-2020-8-60-67

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-08-31

Як цитувати

Lyashenko, V., Khomenko, O., Chekushina, T., Topolnij, F., & Dudar, T. (2020). Оцінка природоохоронних і ресурсозберігаючих технологій та технічних засобів для переробки та утилізації техногенних утворень і відходів. Technology Audit and Production Reserves, 4(3(54), 21–28. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.210666

Номер

Том 4 № 3(54) (2020): Хімічна інженерія

Розділ

Екологія та технології захисту навколишнього середовища: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Vasil Lyashenko, Oleh Khomenko, Tatjna Chekushina, Fedor Topolnij, Tamara Dudar

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.