Статті

DECARBUST: технологія декарбонізації й пилопригнічення для сталого гірничодобувного виробництва

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №5 2025

Останнє оновлення: 25 жовтня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1249

Authors:

В. П. Щокін, orcid.org/0000-0001-9709-1831, Криворізький національний університет, м. Кривий Ріг, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В. В. Ткачук*, orcid.org/0000-0002-5879-5147, Криворізький національний університет, м. Кривий Ріг, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (5): 051 - 060

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-5/051

Abstract:

Мета. Наукове обґрунтування та експериментальне підтвердження ефективності комплексної технології декарбонізації й пилопригнічення DECARBUST при масових вибухах у кар’єрах з використанням гуматового реагенту у системах внутрішніх і зовнішніх гідрозабійок.

Методика. Дослідження базується на комплексному підході, що включає лабораторні експерименти із визначення сорбційних властивостей гуматового реагенту, промислові випробування технології на діючих кар’єрах, інструментальні вимірювання концентрацій пилу й шкідливих газів, математичне моделювання процесів взаємодії гуматового реагенту з компонентами пилогазової хмари та статистичний аналіз отриманих результатів.

Результати. Встановлена оптимальна концентрація гуматового реагенту (3 %), за якої досягається максимальна ефективність нейтралізації шкідливих газів. Розроблена нова конструкція свердловинних зарядів із бічною поздовжньою кумулятивною порожниною, що дозволяє знизити витрати вибухових речовин на 20,8 %. Промислові випробування підтвердили ефективність технології: зниження пиловиділення на 50,5 %, нейтралізація оксиду вуглецю на 61,3 % та оксидів азоту на 54,8 %.

Наукова новизна. Уперше розроблені теоретичні основи комплексного підходу до одночасного вирішення проблем пиловиділення й декарбонізації при масових вибухах. Встановлені закономірності процесів адсорбції та хімічної нейтралізації шкідливих газів гуматовим реагентом. Запропонована нова методика розрахунку уповільнення ініціації свердловинних зарядів з урахуванням попередньої ініціації зовнішньої гідрозабійки.

Практична значимість. Розроблена технологія DECARBUST забезпечує комплексне зниження екологічного навантаження від масових вибухів у кар’єрах, відповідає вимогам сучасної кліматичної політики щодо декарбонізації та має економічні переваги порівняно із традиційними методами пилогазопригнічення. Технологія успішно впроваджена на провідних гірничодобувних підприємствах України, що підтверджує її практичну цінність і потенціал для широкого застосування.

Ключові слова: DECARBUST, декарбонізація, пилопригнічення, гірничодобувне виробництво, зниження викидів вуглецю, сталий розвиток

References.

1. International Energy Agency (2021). The role of critical minerals in clean energy transitions. World Energy Outlook Special Report. Retrieved from https://iea.blob.core.windows.net/assets/ffd2a83b-8c30-4e9d-980a-52b6d9a86fdc/TheRoleofCriticalMineralsinCleanEnergyTransitions.pdf

2. Mykhailenko, O., Baranovskyi, V., Shchokin, V., Karabut, N., & Kolomits, H. (2023). Power consumption control of multi-pump systems of the main water drainage in underground mines based on the Mamdani fuzzy inference system. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1254(1). Retrieved from https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/1254/1/012046

3. Shchokin, V., Ezhov, V., Shchokina, O., & Chasova, E. (2021). Degasification and removal of dust at mass explosions in pits using a humate reagent in the internal and external storage. Ukrainian Journal of Ecology, 11(1), 132-138.

4. Cui, W., & Chen, J. (2021). Insight into mineral flotation fundamentals through the DFT method. International Journal of Mining Science and Technology, 31(6), 983-994. https://doi.org/10.1016/
j.ijmst.2021.10.001

5. Meng, L., Zhao, L., Liu, W., Liu, W., Li, H., Liu, R., & Liang, S. (2021). Risk assessment of bioavailable heavy metals in the Yongding New River North China water and sediments. Environmental Monitoring and Assessment, 193(9), 589. https://doi.org/10.1007/s10661-021-09367-6

6. Gerasimchuk, O., Shchokin, V., Zamriy, S., & Ezhov, V. (2021). Digestion and dust control methods in major blasts in the open pit of Inguletsky ore mining and processing complex (INGOK). Research and industrial test results. Ukrainian Journal of Ecology, 11(8), 99-105.

7. Kuempel, E. D., Wheeler, M. W., Smith, R. J., Vallyathan, V., & Green, F. H. (2023). Contributions of dust exposure and cigarette smoking to emphysema severity in coal miners in the United States. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 180(3), 257-264. https://doi.org/10.1164/rccm.200806-840OC

8. Blackley, D. J., Halldin, C. N., & Laney, A. S. (2022). A continued increase in the prevalence of coal workers’ pneumoconiosis in the United States, 1970-2017. American Journal of Public Health, 108(9), 1220-1222. https://doi.org/10.2105/AJPH.2018.304517

9. Azapagic, A. (2022). Developing a framework for sustainable development indicators for the mining and minerals industry. Journal of Cleaner Production, 12(6), 639-662. https://doi.org/10.1016/S0959-6526(03)00075-1

10.      Narassimhan, E., Gallagher, K. S., Koester, S., & Alejo, J. R. (2018). Carbon pricing in practice: A review of existing emissions trading systems. Climate Policy, 18(8), 967-991. https://doi.org/10.1080/14693062.2018.1467827

11.      Shchokin, V. P., Tkachuk, V. V., Aniskov, O. V., & Kliatskyi, O. V. (2025). Investigation of the stress-strain state of mine shaft support under long-term operation. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2), 79-87. https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-2/079

12.      Goertz, B. (2017). Recommendations for preventing and suppressing coal dust explosions at underground coal mines in the United States. Collections. Retrieved from  https://hdl.handle.net/11124/171009

13.      Pandey, J. K. (2012). Dust control practices in the Indian mining industry. 12 ^th Coal Operators’ Conference University of Wollongong & the Australasian Institute of Mining and Metallurgy. Retrieved from https://ro.uow.edu.au/cgi/viewcontent.cgi?article=2067&context=coal

14.      Chen, J., Li, S., & Wang, S. (2024). Review on dust control technologies in coal mines of China. Sustainability. https://doi.org/10.3390/su16104038

15.      Tutak, M. (2020). Analysis of gas and dust emissions from the mining and quarrying sector in the European Union countries. Multidisciplinary Aspects of Production Engineering, 3(1), 71-82. https://doi.org/10.2478/MAPE-2020-0006

16.      Australian Government. Clean Energy Regulator (2023). The safeguard mechanism. Retrieved from https://www.cleanenergyregulator.gov.au/NGER/The-safeguard-mechanism

17.      Adiansyah, J. S. (2019). Improving the environmental performance of a copper mine site in Indonesia by implementing potential greenhouse gas emissions reduction activities. Chemical Engineering Transactions, 72, 55-60. https://doi.org/10.3303/CET1972010

18.      Cabinet of Ministers of Ukraine (2016). Concept of state policy implementation in the climate change field for the period until 2030 (Decree No. 932-р). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/932-2016-р

19.      Babaniyi, B. R., Adebomi, J. I., Olowoyeye, B. R., Daramola, O. E., Bisi-Omotosho, A., & Areo, I. F. (2024). Decarbonization and the future fuels. Microbial Biotechnology for Bioenergy. https://doi.org/10.1016/b978-0-443-14112-6.00005-5

20.      Kolmasiak, C. (2024). Decarbonization of production systems in foundries. Archives of Foundry Engineering. https://doi.org/10.24425/afe.2024.149276

21.      Archer, M., & Calvão, F. (2024). Sustaining decarbonisation: Energy storage, green extractivism, and the future of mining. Antipode. https://doi.org/10.1111/anti.13066

22.      Huang, R., Tao, Y., Chen, J., Li, S., & Wang, S. (2024). Review on dust control technologies in coal mines of China. Sustainability, 16(10), 4038. https://doi.org/10.3390/su16104038

23.      Zhao, X., Zhao, X., Han, F., Song, Z., Wang, D., Fan, J., Jia, Z., & Jiang, G. (2021). A research on dust suppression mechanism and application technology in mining and loading process of burnt rock open pit coal mines. Journal of The Air & Waste Management Association. https://doi.org/10.1080/10962247.2021.1979123

24.      Roberts, J., & Wypych, P. W. (2018). Research, development and application of dust suppression technology. Coal Operators Conference. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/331428698_Research_Development_and_Application_of_Dust_Suppression_Technology

25.      Onifade, M., Zvarivadza, T., Adebisi, J. A., Said, K. O., Dayo-Olupona, O., Lawal, A. I., & Khandelwal, M. (2024). Advancing toward sustainability: The emergence of green mining technologies and practices. Green and Smart Mining Engineering. https://doi.org/10.1016/j.gsme.2024.05.005

26.      Tang, S. (2024). A systematic review of dust suppression methods by experiment based on intelligent technology in the coal mines. Journal of Electrical Systems. https://doi.org/10.52783/jes.3019

27.      Peng, B. (2024). Development of new spray dust suppression materials in metal mines and prediction of algorithm simulation effect. ICST Transactions on Scalable Information Systems. https://doi.org/10.4108/eetsis.6990

28.      Nguyen, H. D., Nguyen, D. T., Khong, P., Nguyen, T., & Vu, T. D. (2022). Building an automatic system based on IoT technology for monitoring and suppressing dust at the coal processing area. Journal of Mining and Earth Sciences. https://doi.org/10.46326/jmes.2022.63(1).09

29.      Saurabh, K., Chaulya, S. K., Singh, R., Kumar, S., & Mishra, K. K. (2020). Intelligent dry fog dust suppression system: An efficient technique for controlling air pollution in the mineral processing plant. Clean Technologies and Environmental Policy. https://doi.org/10.1007/S10098-020-01991-Z

30.      Bakum, Z., & Tkachuk, V. (2014). Mining engineers training in the context of the innovative system of Ukraine. Metallurgical and Mining Industry, 6(5), 29-34.

• < Попередня
• Наступна >