Проблеми утворення пустих порід
DOI:
https://doi.org/10.33271/crpnmu/71.079Ключові слова:
вугільна шахта, породний відвал, переробка, мінерально-сировинний, ресурс, утилізаціяАнотація
Мета. Аналіз та узагальнення проблем накопичення пустих порід та виділення напрямів їх можливого вирішення для поліпшення еколого-економічних умов розробки запасів вугілля у Західному Донбасі. Методика. Використано комплексний науково-методичний підхід, який полягає у вивченні регіональних звітів щодо стану навколишнього середовища, даних реєстру місць видалення відходів у Дніпропетровській області, особливостей розташування відвалів за даними програми Google Earth та зібраної шахтної інформації. Для вивчення доцільності переробки відвалів було застосовано SWOT-аналіз, а також аналіз існуючих технологій переробки породної маси відвалів, ґрунтуючись на закордонний та вітчизняний досвід. Результати. Визначено та ідентифіковано 9 породних відвалів, що утворені внаслідок функціонування вугільних шахт у Західному Донбасі, де накопичено майже 130 млн т пустих порід на площі близько 190 га.Зазначено, що рекультивації порушених земель, як основного засобу утилізації порід, недостатньо. На підставі SWOT-аналізу визначено стратегічний напрям переробки – використання породної маси як сировини для будівництва (матеріали та дороги) з супутнім вилученням вугілля, алюмінію і заліза. Систематизовано існуючі технології переробки відвальних шахтних порід. Визначено, що найбільша масштабізація переробки породного відвалу шахт Західного Донбасу може бути досягнена при комбінації механічних і хімічних способів, серед яких пріоритетними є гравітаційні та магнітні методи збагачення, механічне подрібнення й хімічне вилуговування. Наукова новизна. Визначені механізми поводження з вуглевідходами в умовах вугільних шахт Західного Донбасу для вирішення еколого-економічних проблем, пов’язаних із їх накопиченням. Практична значимість. Результати досліджень відкривають можливі шляхи розв’язання проблем накопичення пустих шахтних порід у Західному Донбасі, що має екологічний та економічний сенс.Посилання
1. Shah,Y.T. (2021). Hybrid energy systems – strategy for decarbonization. Hybrid Energy Systems , 1-18. https://doi.org/10.1201/9781003159421-1
2. Debiagi, P., Rocha, R.C., Scholtissek, A., Janicka, J., & Hasse, C. (2022). Iron as a sustainable chemical carrier of renewable energy: Analysis of opportunities and challenges for retrofitting coal-fired power plants. Renewable and Sustainable Energy Reviews , (165), 112579. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112579
3. Статистичний збірник «Паливно-енергетичні ресурси України» за 2020 рік . (n.d.). https://www.ukrstat.gov.ua/druk/publicat/kat_u/2021/zb/12/Zb_per.pdf
4. Мінеральні ресурси України . (2020). Державне науково-виробниче підприємство «Державний інформаційний геологічний фонд України».
5. Cornot-Gandolphe, S. (2019). Status of global coal markets and major demand trends in key regions .The Institut français des relations internationals.
6. Bai, E., Li, X., Guo, W., Tan, Y., Guo, M., Wen, P., & Ma, Z. (2022). Characteristics and formation mechanism of surface residual deformation above longwall abandoned goaf. Sustainability , 14 (23), 15985. https://doi.org/10.3390/su142315985
7. Shang, H., Zhan, H.-Z., Ni, W.-K., Liu, Y., Gan, Z.-H., & Liu, S.-H. (2022). Surface environmental evolution monitoring in coal mining subsidence area based on multi-source remote sensing data. Frontiers in Earth Science , (10), 1-19. https://doi.org/10.3389/feart.2022.790737
8. Петлёваный, М.В., & Гайдай, А.А. (2017). Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки. Геотехнічна механіка , (136), 147-158.
9. Шустов, О.О., Петльований, М.В., Зубко, С.А., & Шерстюк, Є.А. (2019). Геомеханічні проблеми стійкості природно-техногенних масивів рудних родовищ. Збірник наукових праць Національного гірничого університету , (58), 154-165. https://doi.org/10.33271/crpnmu/58.154
10. Tao, M., Cheng, W., Nie, K., Zhang, X., & Cao, W. (2022). Life cycle assessment of underground coal mining in China. Science of The Total Environment , (805), 150231. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150231
11. Kovrov, O., & Kulikova, D. (2022). Improvement of the mine water purification efficiency via modified settling tank. Ecological Engineering & Environmental Technology , 23 (1), 65-75. https://doi.org/10.12912/27197050/142943
12. Zhang, J., Zhang, Q., Spearing, A. J. S. (Sam), Miao, X., Guo, S., & Sun, Q. (2017). Green coal mining technique integrating mining-dressing-gas draining-backfilling-mining. International Journal of Mining Science and Technology , 27 (1), 17-27. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2016.11.014
13. Petlovanyi, M., Malashkevych, D., Sai, K., Bulat, I., & Popovych, V. (2021). Granulometric composition research of mine rocks as a material for backfilling the mined-out area in coal mines. Mining of Mineral Deposits , 15 (4), 122-129. https://doi.org/10.33271/mining15.04.122
14. Brodny, J., & Tutak, M. (2022). Challenges of the polish coal mining industry on its way to innovative and sustainable development. Journal of Cleaner Production , (375), 134061. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.134061
15. Гріньов, В.Г., & Хорольський, А.О. (2021). Нові підходи і результати досліджень по раціоналізації відпрацювання родовищ корисних копалин. Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва , (23), 174-199.
16. Кузьменко, А.М., Петлёваный, М.В., & Усатый, В.Ю. (2010). Влияние тонкоизмельченных фракций шлака на прочностные свойства твердеющей закладки. Матеріали Школи підземної розробки , 383-386.
17. Song, W., Zhang, J., Li, M., Yan, H., Zhou, N., Yao, Y., & Guo, Y. (2022). Underground disposal of coal gangue backfill in China. Applied Sciences , 12 (23), 12060. https://doi.org/10.3390/app122312060
18. Barabash, M., & Cherednichenko, Y. (2015). Transformation SHC "Pavlogradvugillia" in the world class coal-mining company – PJSC "DTEK Pavlogradvugillia". Mining of Mineral Deposits , 9 (1), 15-23. https://doi:10.15407/mining09.01.015
19. Malashkevych, D., Poimanov, S., Shypunov, S., & Yerisov, M. (2020). Comprehensive assessment of the mined coal quality and mining conditions in the Western Donbas mines. E3S Web of Conferences , (201), 01013. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202020101013
20. Саїк, П.Б., Лозинський, В.Г., Петльований, М.В., Сай, К.С., & Стрижаков, Є.М. (2018). Сучасний підхід до освоєння енергетичних ресурсів залишених та некондиційних запасів вугілля. Збірник наукових праць Національного гірничого університету , (54), 152-168.
21. Afum, B.O., Caverson, D., & Ben-Awuah, E. (2018). A conceptual framework for characterizing mineralized waste rocks as future resource. International Journal of Mining Science and Technology , 29 (3), 429-435. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2018.07.002
22. Lèbre, É., Corder, G.D., & Golev, A. (2017). Sustainable practices in the management of mining waste: a focus on the mineral resource. Minerals Engineering , (107), 34-42. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2016.12.004
23. Регіональна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Дніпропетровській області за 2021 рік . (2022). Департамент екології та природних ресурсів Дніпропетровської ОВА.
24. Реєстр місць видалення відходів у Дніпропетровській області станом на 2021 рік . (2022). https://adm.dp.gov.ua/storage/app/media/EKOLOGIA/MVV-REESTR-20-08-2021.pdf
25. Вернигора, В.Н. (2019). Декарбонизация и циркуляционная экономика – звенья одной цепи . Доклад. https://dtek.com/content/files/vernigora-vladislav.pdf
26. Бузило, В.И., Кошка, А.Г., Сердюк, В.П., Сулаев, В.И., & Яворский, А.В. (2012). Технология селективной отработки тонких угольных пластов . НГУ.
27. Petlovanyi, М.V., Мalashkevych, D.S., & Sai, K.S. (2020). The new approach to creating progressive and low-waste mining technology for thin coal seams. Journal of Geology, Geography and Geoecology , 29 (4), 765-775. https://doi.org/10.15421/112069
28. Мalashkevych, D.S.,Petlovanyi, М.V., Sai, K.S., &Zubko, S.A. (2022). Research into the coal quality with a new selective mining technology of the waste rock accumulation in the mined-out area. Mining of Mineral Deposits , 16 (4), 103-114. https://doi.org/10.33271/mining16.04.103
29. Гаркуша, В.С. (2017). Кріплення магістральних виробок з використанням твердіючих сумішей на основі шахтної породи . НГУ.
30. Rozanski, Z., Suponik, T., Matusiak, P., Kowol, D., Szpyrka, J., Mazurek, M., & Wrona, P. (2016). Coal recovery from a coal waste dump. E3S Web of Conferences , (8), 01052. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20160801052
31. Vo, T. L., Nash, W., Del Galdo, M., Rezania, M., Crane, R., Mousavi Nezhad, M., & Ferrara, L. (2022). Coal mining wastes valorization as raw geomaterials in construction: A review with new perspectives. Journal of Cleaner Production , (336), 130213. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.130213
32. Taha, Y., Benzaazoua, M., Hakkou, R., & Mansori, M. (2017). Coal mine wastes recycling for coal recovery and eco-friendly bricks production. Minerals Engineering , (107), 123-138. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2016.09.001
33. Зубова, Л.Г., Зубов, А.Р., Верех-Белоусова, К.И., & Олейник, Н.В. (2012). Получение металлов из терриконов угольных шахт Донбасса . ВНУ.
34. Amrani, M., Taha, Y., ElHaloui, Y., Benzaazoua, M., & Hakkou, R. (2020). Sustainable reuse of coal mine waste: Experimental and economic assessments for embankments and pavement layer applications in Morocco. Minerals , 10 (10), 851. https://doi.org/10.3390/min10100851
35. Chugh, Y. P., & Behum, P. T. (2014). Coal waste management practices in the USA: An overview. International Journal of Coal Science & Technology , 1 (2), 163-176. https://doi.org/10.1007/s40789-014-0023-4
36. Pactwa, K., Woźniak, J., & Dudek, M. (2020). Coal mining waste in Poland in reference to circular economy principles. Fuel , (270), 117493. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117493
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.
