ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ДОБЫЧИ И СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ

Буравчук Н. И., Гурьянова О. В., Окороков Е. П., Павлова Л. Н., Научно-исследовательский
институт механики и прикладной математики имени И. И. Воровича Южного федерального
университета, Ростов-на-Дону, Россия

Многочисленные отвалы, терриконы, хвостохранилища, золоотвалы, в которых складированы огромные количества шахтных пород и золошлаковых отходов, — характерная особенность Ростовской области. Размещение техногенных массивов требует отторжения значительных территорий. Отходы являются источниками загрязнения окружающей среды, создающими вокруг себя зоны поражения, в сотни раз превышающие площади, которые сами занимают. На строительство отвалов, складирование отходов и природоохранные мероприятия по снижению их негативного воздействия тратятся огромные средства. Таким образом, утилизация отходов добычи и сжигания углей — важная экологическая и экономическая задача.

Значительные объемы шахтных пород и золошлаковых отходов могут быть использованы в строительной индустрии. Целесообразность их переработки в Ростовской области обусловлена следующими факторами:
– экономическими, связанными с большой потребностью густонаселенного и промышленно развитого региона в строительных материалах, а также с наличием хорошо развитой инфраструктуры, что значительно облегчает внедрение предлагаемых технологических решений;
– природными, дающими возможность благодаря мягкому климату разрабатывать отвалы практически весь год;
– социальными, связанными с закрытием шахт и высвобождением большого количества трудоспособного населения.

Шахтные породы представлены осадочными породами, претерпевшими изменения при термическом воздействии, химическом и физическом выветривании. Нестабильность состава и свойств — один из главных факторов, сдерживающих их широкомасштабное использование. Однако при соблюдении рекомендуемых приемов подготовки и переработки пород из них может быть получена качественная продукция.

Лабораторией ресурсосберегающих технологий НИИМ и ПМ ЮФУ разработаны, исследованы и применены на практике технологические и технические решения использования отходов добычи и сжигания углей для производства различных видов строительной продукции, по качеству не уступающей изделиям из традиционного природного минерального сырья. Некоторые разработки внедрены в производство. В регионе работают дробильно-сортировочные комплексы по переработке горелых шахтных пород и получению заполнителей. В технологических схемах учтены рекомендации лаборатории по обогащению пород и доведению их свойств до показателей традиционного сырья. Такие предприятия работают на отвалах шахт № 26 («Технострой»), «Майская» (Фирма «Тракт-Майский»), им. Петровского («Терсь»). Выпускаемая ими продукция дешевле изготовленной из традиционного сырья и не уступает ей по качеству. Гуковский завод железобетонной шахтной крепи выпускает изделия из тяжелого бетона на основе горелых шахтных пород. Нерудные материалы из горелых пород (щебень, отсев дробления, щебеночно-песчаные смеси) используются Гуковским ШСУ № 1 для создания оснований и покрытий подъездных и технологических автомобильных дорог, благоустройства территорий, промплощадок, тротуаров. Батайский завод ЖБК выпускает стеновые блоки, перемычки и другие мелкоштучные изделия из отсевов дробления горелых пород.

На несколько видов продукции из горелых шахтных пород разработаны технические условия.

Предложенные технологии позволяют получать материалы с повышенной прочностью, морозостойкостью, износостойкостью, устойчивостью к атмосферным воздействиям и действию агрессивных сред. По физико-механическим свойствам и техническим характеристикам материалы отвечают всем требованиям нормативных документов.

На основе горелых шахтных пород и золошлаковых отходов могут быть получены:
– инертные заполнители (щебень, песок из отсевов дробления, щебеночно-песчаные смеси);
– тяжелые и легкие бетоны (изделия для промышленного, гражданского и социального строительства);
– ячеистые бетоны (теплоизоляционные блоки, перегородки, панели, литой бетон для устройства теплоизоляции полов, чердачных перекрытий, крыш);
– мелкозернистые бетоны (мелкоштучные стеновые изделия, тротуарные плиты, бортовые камни, элементы мощения и др.);
– строительные и тампонажные растворы, обладающие коррозионной стойкостью и гидроизоляционной способностью;
– активированные малоклинкерные тонкомолотые вяжущие, обладающие повышенной коррозионной стойкостью;
– сыпучие теплоизоляционные материалы (заменители керамзита);
– керамические материалы (изделия строительной, санитарно-технической и художественной керамики, огнеупоры);
– нерудные материалы для дорожного строительства (для создания оснований и покрытий, в том числе покрытий из мелко- и крупнозернистого асфальтобетона с устройством слоев износа);
– закладочные материалы, сыпучие и твердеющие (для выполнения закладочных работ в выработанном пространстве).

Анализ потребности рынка в новой продукции, научный и производственный опыт позволят расширить области применения горелых шахтных пород.

Строительная продукция по разработанным технологиям производится на серийном оборудовании. Выпуск продукции может быть организован как на строящихся, так и на действующих предприятиях. В последнем случае капитальные затраты минимальны и связаны в основном с реконструкцией бетоносмесительного узла.

Утилизация отходов добычи и сжигания углей дает возможность решить ряд важных проблем:
1) пополнить минерально-сырьевую базу строительной индустрии региона, снизить стоимость строительной продукции и расширить ее номенклатуру;
2) трудоустроить население, высвободившееся в связи с закрытием нерентабельных шахт;
3) улучшить состояние окружающей среды.

Благодаря этому техногенное сырье завоевывает все больше позиций в индустрии строительных материалов.

POTENTIAL RECYCLING OPTIONS FOR COAL MINING AND BURNING WASTE

Buravchuk N. I., Guriyanova O. V., Okorokov E. P., Pavlova L. N., I. I. Vorovich Research Institute
of Mechanics and Applied Mathematics, the South Federal University, Rostov-on-Don, Russia

The paper demonstrates the potential recycling option for mining waste rocks and coal burning products in the production of building materials. The technologies for the manufacture of various concretes, cements, building solutions, ceramics, road paving and other materials with the use of coal mining/burning wastes have been developed.

Главная страница

Сведения об авторах

Буравчук Нина Ивановна, канд. хим. наук, ст. науч. сотр., зав. лабораторией ресурсосберегающих технологий, Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики имени И. И. Воровича Южного федерального университета, просп. Стачки, 200/1, Ростов-на-Дону, 344090, Россия. Тел. (863) 297-52-24. E-mail
Гурьянова Ольга Владленовна, ст. науч. сотр., Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики имени И. И. Воровича Южного федерального университета, просп. Стачки, 200/1, Ростов-на-Дону, 344090, Россия. Тел. (863) 297-52-24
Окороков Евгений Петрович, вед. технолог, Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики имени И. И. Воровича Южного федерального университета, просп. Стачки, 200/1, Ростов-на-Дону, 344090, Россия. Тел. (863) 297-52-24
Павлова Лидия Николаевна, вед. инженер, Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики имени И. И. Воровича Южного федерального университета, просп. Стачки, 200/1, Ростов-на-Дону, 344090, Россия. Тел. (863) 297-52-24

Последние изменения внесены 14.08.08