ВIДХОДИ ВУГЛЕДОБУВНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ ЯК ВАЖЛИВА МІНЕРАЛЬНА СИРОВИНА
магистрант О.В. Целуйко, руководитель - д.г.н. Т.П. Волкова (ДонНТУ)
Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів/ Збірка доповідей VII Міжнародної конференції аспірантів та студентів. Т.1 - Донецьк: ДонНТУ, 2008. - с. 109-110.
Конференция проходила 19 апреля 2007 года.

Починаючи з 1985 року на підприємствах України щороку утворюється 101-136 млн.т токсичних відходів, у тому числі I-III класу токсичності - 3,2-8,1 млн.т. Загальний обсяг їx накопичення досяг 5 млрд.т, а витрати на ix видалення i зберігання складають майже 100 млн. $ США. При цьому домінуючу частку від цього складали породи гірничодобувних підприємств, біля 250 млн.т - продукти (шлами) збагачення корисних копалин.

Відходи нагромаджуються у вигляді відвалів, териконів, шламосховищ, площі яких становлять 160 тис. га i щорічно збільшуються на 3-6 тис. га.

На території Донецької області видобуток корисних копалин здійснюється 159 гірничодобувними підприємствами, з них - 107 вугільних. Площі відходів складають 1% території Донецької області. Вугілля постачається для збагачення на збагачувальні фабрики, що розподіляють збагачене вугілля по заводах. У результаті видобутку, переробки i використання вугілля, на поверхні землі накопичуються шкідливі елементи. До категорії токсичних мікроелементів, які входять у мінеральну складову вугільної речовини, відносяться фтор, сірка піритна, cipкa сульфатна, а до потенційно токсичних мікроелементів - хлор. Але багато інших токсичних елементів накопичується у навколишньому середовищі внаслідок спалювання вугілля. Асоціація важких металів, що утворюють техногенні аномалії у Донбасі, в основному представлена ртуттю (перевищення фонових значень у 10 - 30 од.), значно рідше свинцем, марганцем, берилієм, скандієм, германієм (перевищення фонових значень у 1,5 -1,7 рази). По органічних сполуках, використовуваним i одержуваним у процесі коксування вугілля, що характеризуються своєю токсичністю і поширеністю, визначені в почвогрунтах - бензол, толуол, фенол піридин, метанол i нафталін.

При недостатній зволоженості породовідвалів i берегової крайки шламонакопичувачів відбувається їx запилення. При цьому, зважені речовини розносяться й осаджуються на прилягаючих територіях i водних поверхнях. Надалі відбуваються процеси вилужування твердих часток шламів i породи вуглезбагачення з переходом частики важких металів у рухливі форми і залучення їх у біологічний круговорот. Відбувається руйнування грунтово-поглинаючого комплексу, дестабілізація кислотно-лужного потенціалу, посилення хімічної ерозії i зниження екологічної ємності прилягаючої території в цілому, міграція токсичних з'єднань з фільтраційними водами через ложе шламонакопичувача у ґрунті, поверхневі i підземні води, порушення геохімічного поля i кислотно-лужного потенціалу ґрунтів, підвищення змісту важких металів у поверхневих i підземних водах.

У середині 80-х років загальний обсяг використання відходів досягав 170-190 млн.т. Це були переважно гірничопромислові відходи - розкривні породи та шлами збагачення вугілля та інших корисних копалин. На протязі 90-х років по теперішній час спостерігається стійка тенденція до зниження обсягів використання відходів, щорічно в середньому на 20% в порівнянні з попереднім роком. А між тим, породи териконів вугільних шахт, шлами, що накопичуються у шламосховищах мають багато цікавих та корисних властивостей, що мають бути використані у промисловості.

Смажені породи відвалів уявляються важливою мінеральною сировиною. Цей вид сировини є дуже специфічним джерелом щодо виробництва різноманітних будівельних матеріалів у вугледобувних регіонах. Смажені породи, особливо їх тверді пісковикові різновиди, можуть використовуватися як сировина для покриття доріг. З них можна отримати бут, щебінь, пісок, які застосовуються як наповнювачи у виготовленні бетону та будівельних розчинів. Смажені породи дрібного помолу є активною гідравлічною добавкою, яка надає можливості заощадити тисячі тонн клінкерного цементу. Суміш тонкомолотих смажених порід із вапном та гранульованим шлаком може застосовуватися як самостійна зв'язуюча речовина. Застосування понад тонкого помолу на вібромельницях дає можливість отримання із смажених порід з вапном найдешевших безклінкерних цементів найвищих марок. Якщо смажені породи відвалів додатково опрацювати температурою понад 1150-1200°С можливо отримати будівельні матеріали дуже різноманітного призначення залежно від їх фізико-хімічних властивостей. Наприклад, можливо виробляти стінові блоки та цеглу, термоізоляційний і конструктивний піносилікат, мозаїчні плити, ступені і підвіконники, черепицю для даху, плитки для полу та ін.

Поміж сировини для громадянського та промислового будівництва, смажені породи відвалів уявляються коштовною сировиною для виробництва спеціальних блоків - бетонітів, які використовують як кріплення підземних шахтних виробок. Найважливіша технологічна властивість смажених порід відвалів - це їх хімічна активність, висока стійкість до різноманітних агресивних факторів. Це дозволяє застосовувати будівельні матеріали, виготовлені із смажені породи відвалів у тих випадках, де бетон, дерево, або метал дуже недовговічні. Стійка та ярка забарвленість смажених порід дає можливість виготовити з них дуже гарні облямовочні плити, панелі, різноманітні архітектурні прикраси, черепицю рожевих, жовтих та червоних кольорів.

У разі автоклавної обробки смажених порід з високою активністю можна отримати вироби з надзвичайною механічною прочністю. Інтенсивна термічна обробка температурою 1150-1200°С більша частина смажених порід має здібності до вспучування та використання як легкого наповнювача різновиду керамзиту. Якщо до смажених порід добавити відходи вуглезбагачення, або вміщуючи шахтні породи, то така суміш легко піддається агломерації та може служити джерелом виробництва шахтного аглопориту - ефективного наповнювача у легких бетонах.

Видобуток та використання смажених порід дуже рентабельно. Вартість їх видобутку з відкритих відвалів із збагаченням (просіюванням), значно нижче відробки кар'єрами природної будівельної сировини. Розрахунки вартості виробництва силікатних и бетонних матеріалів зі смажених порід відвалів також підтверджують їх високу рентабельність. Аналіз зміни у часі інтенсивності використання відходів промисловістю підтверджує, що воно було значно краще за роками Радянського Союзу. Це пов'язано не тільки з більш інтенсивним проведенням вугледобувних та будівельних робіт, але й насамперед із забезпеченням державного планування комплексного та ефективного використання мінеральних ресурсів. Якщо вимоги до комплексного використання мінеральної сировини будуть затверджені законодавчими органами України, то це покращить екологічне становище гірничодобувних регіонів.

Перечень ссылок

1. Галецький Л.С., Гожик П.Ф., Гурський Д.С. Мінеральні ресурси надр України// Сучасні економічні можливості розвитку та реалізації мінерально-сировинної бази України і Росії в умовах глобалізації ринку мінеральної сировини. - Київ: Ін-т геол.наук НАН України, 2005. - 37-41 с.

2. Андрієвський І.Д. Реформування економічного механізму користування надрами - регулятора економічної, екологічної та соціальної безпеки країни// Сучасні економічні можливості розвитку та реалізації мінерально-сировинної бази України і Росії в умовах глобалізації ринку мінеральної сировини. - Київ: Ін-т геол.наук НАН України, 2005. – С. 13-17.

3. Земля тривоги нашої. За матеріалами доповіді про стан навколишнього природного середовища в Донецькій області у 2006 році/ Під ред. С.В.Третьякова. - Донецьк: Новый мир. - 2007.- 158 с.

4. Земля тривоги нашої. За матеріалами доповіді про стан навколишнього природного середовища в Донецькій області у 2005 році/ під ред. С.Куруленка/. - Донецьк: Новый мир. - 2006.- 108 с.

5. Жикаляк М.В., Панов Б.С., Стрекозов С.М., Тетянчук П.С. Мінерально-сировинні ресурси у стратегії розвитку економіки Донецької області на період до 2020 року// Материалы научной конференции “Донбасс-2020”.