Отнять бережно. В России представлена эко-технология добычи полезных ископаемых

Ученые НИТУ «МИСиС» представили новейшую «сотовую» технологию освоения месторождений твердых полезных ископаемых, основанную на принципиально новой природоподобной концепции освоения земных недр.

Отнять бережно. В России представлена эко-технология добычи полезных ископаемых
© Русская Планета

Создаваемые на основе конвергентной системы технологические решения нового поколения обеспечат повышенные на порядок экономические и экологические показатели при подземной добыче сырья.

Опережающий рост потребления минерального сырья на планете приводит к стремительному истощению запасов невозобновляемых ресурсов, усложнению условий и увеличению глубины разработки месторождений. При этом на земную поверхность извлекается и ежегодно складируется до 400 млрд тонн пустых пород – чаще превосходящих объем самого добытого полезного ископаемого.

Добыча полезных ископаемых всегда предполагает зону техногенного разрушения литосферы, возмущает прилегающие участки земной коры с каскадом сопутствующих экологических проблем. При этом сама инфраструктура и обеспечение разработки крупного месторождения – это одна из наиболее энергоемких отраслей экономики.

Ученые научно-исследовательского центра «Прикладная геомеханика и конвергентные горные технологии» НИТУ «МИСиС» предложили новое решение проблемы обеспечения эффективности, безопасности и экологичности горного производства – создание устойчивых сотовых горных конструкций под землей. Технология является частью инновационной природоподобной (конвергентной) и функциональной структуры освоения недр, которая позволяет в несколько раз сократить объемы складирования пустых пород на земной поверхности, а также снизить аварийность на производстве и травматизм персонала горнодобывающих компаний.

«Технология представляет собой часть системы, в которой взаимодействие природы и техники организовано по принципу развитой академиком Н.Н. Моисеевым теории коэволюции антагонистических систем, то есть диалектически противоречивого соразвития,- рассказал руководитель проекта, д.т.н, профессор РАН, директор Центра Виталий Еременко. – Такой подход предусматривает использование в концепции добычи полезных ископаемых аналогов природным процессам, которые отличаются максимальной практичностью, безопасностью и безотходностью»

В частности, научный коллектив разрабатывает технологию сотовой подземной разработки, которая позволяет не проводить масштабные взрывные работы при разработке мощных месторождений, а извлекать руду, пробуривая серию вертикальных «трубок». При этом созданная система является весьма устойчивой горной конструкцией по аналогии со строением несущей нагрузки пористой кости человека, стебля злака и так далее.

Система позволяет сократить потери полезного ископаемого в целиках при добыче с 50-60% до 15-25%. При этом в отработанных камерах удобно складировать отходы горного производства, не поднимая их при этом на поверхность, а также другие отходы с земной поверхности. Этот «сотовый» концепт активно используют авиаконструкторы, архитекторы и строители, он дает необходимую прочность конструкции при минимальном количестве затраченного материала.

«Природа никогда не оставляет за собой отход, бережно все подбирает и восстанавливает, отходы производств, как правило, это «прерогатива» человека. В настоящее время он, к сожалению, семимильными шагами уничтожает Землю, от чего она может в скором времени стать уже не зеленой, а другого цвета», - подчеркнул Виталий Еременко

Такой способ добычи, во-первых, обеспечивает значительное снижение действующих напряжений в разрабатываемых массивах горных пород, соответственно, минимизируется вероятность горных ударов, процессов непрогнозируемого деформирования и сдвижения горных пород. В итоге значительно уменьшается число аварий в шахтах и на рудниках.

Во-вторых, складируемые масштабные отвалы пустых пород, образующиеся при разработке участков литосферы, благодаря новой технологии могут уйти в прошлое. Способ предполагает снижение отходов горного производства до 100%на горнодобывающих предприятиях, где будет применяться такая конвергентная технология.

Проект поддержан грантом РНФ. В настоящий момент ученые проводят лабораторные испытания физических моделей разрабатываемых горных конструкций любой сложности методами 3D-моделирования, а также создают и обосновывают типовые варианты других конвергентных геотехнологий для подземной разработки месторождений любых геологических типов.