В НИТУ «МИСИС» представили композитный материал, созданный на основе отходов угольной промышленности. Он способен заменить традиционный цемент и снизить стоимость закладочных работ в шахтах. В Минобрнауки РФ пояснили, что данная технология позволяет повысить эффективность угледобычи.
Около 20% угля в России добывается подземным способом. Однако технологии закладки выработанного пространства применяются не повсеместно из-за высокой стоимости как самих операций, так и материалов. Кроме того, такие техногенные отходы, как зола-унос, гранулированный шлак и лигносульфонаты, часто складируются в хвостохранилищах без переработки. Это ведет к загрязнению водоемов, эрозии почвы, занимает значительные площади и требует расходов на хранение. Для решения этой проблемы ученые НИТУ «МИСИС» предложили использовать угольные отходы в качестве компонента закладочных смесей.
Совместно с экспертами ведущих компаний мы разрабатываем актуальные образовательные программы, а наши ученые создают новые материалы и технологии для перехода к экономике замкнутого цикла. Новый метод переработки отходов угольной промышленности, разработанный в университете, обеспечит более безопасные условия подземных работ, повысит эффективность добычи и снизит нагрузку на окружающую среду.
Разработанный состав включает нанокристаллический кремнезем и стекловолокно. Как пояснила доцент кафедры экономики университета Людмила Коршунова, такой комплекс добавок придает материалу повышенную прочность, пластичность и устойчивость к растяжению. Это открывает перспективу для его применения не только в угольной отрасли, но и в строительстве, позволяя вовлекать отходы в новый производственный цикл.
Высокие прочностные характеристики материала достигнуты благодаря многоуровневой композитной системе: зола-унос взаимодействует с кальцийсодержащими компонентами, формируя матрицу, аналогичную цементной; нанокремнезем уплотняет микроструктуру, а стекловолокно создает армирующий каркас, повышающий прочность и трещиностойкость итогового искусственного массива. С подробными результатами исследования можно ознакомиться в научном журнале Mining (Q2).
Учитывая истощение запасов угля, пригодных для открытой разработки, и необходимость перехода к подземной добыче, отрасль испытывает растущую потребность в инновационных решениях. Использование вторичного сырья для создания закладочных материалов является одним из таких перспективных направлений.
Ранее ученые предложили эффективный метод ликвидации аварий в рудниках.
