О некоторых путях использования вскрышных пород угледобычи в строительных технологиях

Актуальность. В работе на примере функционирования шахты «Заречная» г. Полысаево Кемеровской области рассмотрены некоторые геологические и экологические аспекты создания замкнутых технологий разработки угольных месторождений Кузбасса.

Цель работы – обоснование некоторых путей использования вскрышных пород в строительных технологиях. Особое внимание уделено теоретическому и экспериментальному обоснованию использования отходов вскрышных пород угледобычи в строительных технологиях.

Методы исследования. В работе применены методы эмиссионного спектрального анализа (спектрометр «Гранд» с многоканальным анализатором эмиссионных спектров МАЭС), дериватографического (термогравиметрический анализатор TGA/DSC1) и ИК-спектроскопического анализа (SPECORD IR-75).

Результаты. Показано, что вскрышные породы представляют собой совокупность минералов основных пород кальция, алюминия, магния, кремния и других элементов. На основе физико-химических исследований состава и структуры минералов вскрышных пород предложены оригинальные способы их переработки в строительные и композиционные материалы различного технического назначения, изготавливаемые на основе минеральных и органических вяжущих.

1. Ольховатенко В.Е. Инженерная геология угольных месторождений Кузнецкого бассейна. Томск : Изд-во ТГАСУ, 2014. 149 с.

2. Рогов Г.М. Гидрогеология и геоэкология Кузнецкого угольного бассейна. Томск : Изд-во Томского государственного архитектурно-строительного университета, 2000. 166 с.

3. Рогов Г.М., Ольховатенко В.Е. Геоэкологические проблемы Кузнецкого угольного бассейна // Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий : труды Международной научной конференции, Томск, 22–24 сентября 1999 г. Томск: Изд-во Томского государственного архитектурно-строительного университета, 1999. С. 19– 21.

4. Ольховатенко В.Е., Трофимова Г.И, Лазарев В.М., Чернышова Н.А. Общие вопросы инженерно-геологических изысканий при разработке открытым способом угольных месторождений Кузбасса // Сергеевские чтения. Научное обоснование актуализации нормативных документов инженерно-геологических и инженерно-экологических изысканий. Москва : Российский университет дружбы народов, 2010. Вып. 12. С 465–470.

5. Manjaria T., Manoharan V., Ramamurthy K. Effective utilization of mine overburden soil in producing aggregates by pelletization and sintering. Effective utilization of mine overburden soil in producing aggregates by pelletization and sintering // Construction and Building Materials. 2023. 1 December. V. 407. Р. 133408. URL: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.133408

6. Gang Liu, Kun Wang, Xiaochen Hao, Zhipeng Zhang, Yantao Zhao, Qingquan Xu. A new advance prediction method of energy consumption in cement raw materials grinding system // Energy. 2022. 15 February. V. 241. Р. 122768. URL: https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.122768

7. Ahyeon Lim, Hyunuk Kang, Dongho Jeon, Dongho Jeon, Namkon Lee, Dongho Jeon, Chi sun Poon. Understanding the effect of triethanolamine on grinding and hydration of blast furnace slag, focusing on the degrees of slag consumption and C(-A)-S-H formation // Construction and Building Materials. 2025. 10 January. V. 458. Р. 139693. URL: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.139693

8. Zihao Jin, Chen Wang, Chengjia Cui, Ying Su, Xingyang He, Zhenzhen Zhi, Shun Chen, Chao Yang, Shiyu Guan. Effect of ground granulated blast-furnace slag slurries by wet-grinding on the mechanical properties and hydration process of hemihydrate phosphogypsum // Materialstoday. 2024. December. V. 41. Р. 111006. URL: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.111006

9. Горленко Н.П., Саркисов Ю.С. Системная, структурная и информационная организация дисперсных систем // Известия Томского политехнического университета. 2003. Т. 306. № 2. С. 21–24. EDN: HSMBDN

10. Горленко Н.П., Саркисов Ю.С. Низкоэнергетическая активация дисперсных систем. Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2011. 264 с.

11. Саркисов Ю.С. Управление процессами структурообразования дисперсных систем // Известия вузов. Строительство. 1993. № 2. С. 106–109.

12. Козлова В.К., Завадская Л.В., Божок Е.В., Саркисов Ю.С., Горленко Н.П. Пути повышения коррозионной стойкости вяжущих и цементных систем. Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2024. 124 с. ISBN 978-5-6050247-6-7.