В НИТУ МИСИС представили композит на основе отходов угольной промышленности, который может заменить традиционный цемент и удешевить закладочные работы в шахтах. Предложенная технология способствует повышению эффективности добычи угля.
В России около 20% угля добывается подземным способом, однако технологии засыпки выработок не применяются повсеместно из-за высокой стоимости операции и самих закладочных материалов. Кроме того, техногенные отходы — зола-унос, гранулированный шлак и лигносульфонаты, — часто не перерабатываются, а накапливаются на хвостохранилищах, что вызывает загрязнение местных водоёмов и эрозию почвы. Также они занимают большие площади, требуют затрат на хранение и утилизацию. Для решения этой задачи учёные НИТУ МИСИС предложили применять угольные отходы в качестве компонента для заполнителей.
«Университет МИСИС уделяет большое внимание экологической повестке. Вместе с экспертами ведущих компаний мы разрабатываем актуальные образовательные программы, наши ученые создают новые материалы и технологии для осуществления перехода к экономике замкнутого цикла. Новый метод рециклинга отходов угольной промышленности, разработанный исследователями НИТУ МИСИС, обеспечит более безопасные подземные работы, повысит эффективность добычи и снизит воздействие на окружающую среду», — рассказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.
«Новый состав с добавлением нанокристаллического кремнезёма и стекловолокна может стать основой материала, который в перспективе заменит цемент благодаря комплексу улучшенных свойств: большей прочностью, пластичностью, устойчивостью к растяжению. Разработка может быть полезна для угледобывающей и строительной отраслей, где такие материалы позволяют вовлекать отходы в новый цикл и снижать риски, связанные с экологией и безопасностью на производственных объектах», — сказала к.э.н. Людмила Коршунова, доцент кафедры экономики НИТУ МИСИС.
Прочных свойств удалось достичь благодаря многоуровневой композитной системе: зола-унос вступает в реакцию с кальцийсодержащими элементами и формирует матрицу, аналогичную цементной; нанокремнезём уплотняет микроструктуру, а стекловолокно создаёт армирующий каркас, повышающий прочность и устойчивость к образованию трещин итогового искусственного массива. С подробными результатами исследования можно ознакомиться в научном журнале Mining (Q2).
«Учитывая дефицит месторождений угля, которые можно разрабатывать открытым способом, и необходимость перехода к подземной добыче, у отрасли растёт потребность в инновационных решениях. Использование вторсырья в качестве компонентов для заполнителей является одной из потенциальных альтернатив», — отметила к.э.н. Галина Кружкова, доцент кафедры инженерной кибернетики НИТУ МИСИС.
