Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, РФ

Зырянова О. В., доцент, канд. техн. наук, доцент, Zyryanova_OV@pers.spmi.ru

Иванова Е. В., магистрант, s222471@stud.spmi.ru

Герасимов А. М., доцент, канд. техн. наук, gerasimov_am@pers.spmi.ru

Разработаны и протестированы пылесвязывающие составы на водной основе с добавлением экологически безопасных веществ для снижения аэрогенной нагрузки в зоне карьерных автомобильных дорог и отвалов. Изучены физико-химические и эксплуатационные свойства пылеподавительных составов: температура застывания, вязкость, плотность, пылесвязующие свойства. Установлены закономерности влияния модифицирующего компонента на низкотемпературные свойства пылеподавляющей эмульсии на водной основе. Введение многоатомного спирта в качестве антифризной добавки обеспечивает получение коллоидно-устойчивой смеси со сроком жизни до 80 сут. Температура застывания пылеподавителя достигает –12 °С, следовательно, его можно применять как зимний способ пылеподавления. Кроме того, основной компонент состава — вода, что делает его экологически чище и экономически выгоднее. Разработанный пылеподавитель может быть рекомендован для внедрения на предприятиях горной промышленности для повышения их экологической безопасности.

1. Wang H., Cheng S., Wang H., He J., Fan L., Danilov A. S. Synthesis and properties of coal dust suppressant based on microalgae oil extraction // Fuel. 2023. Vol. 338. DOI: 10.1016/j.fuel.2022.127273
2. Borowski G., Smirnov Y., Ivanov A., Danilov A. Effectiveness of carboxymethyl cellulose solutions for dust
suppression in the mining industry // International Journal of Coal Preparation and Utilization. 2022. Vol. 42, Iss. 8. P. 2345–2356.
3. Cheng J., Zheng X., Lei Y., Luo W., Wang Y., Borowski M., Li X., Song W., Wang Z., Wang K. A compound binder of coal dust wetting and suppression for coal pile // Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 147. P. 92–102.
4. Стриженок А. В., Пашкевич М. А. Мониторинг и оценка пылевыделения с поверхности хвостохранилища АНОФ-2 ОАО «Апатит» // Научный вестник Московского государственного горного университета. 2012. № 7. С. 106–113.
5. Мешков Г. Б., Петренко И. Е., Губанов Д. А. Итоги работы угольной промышленности России за первое полугодие 2023 года // Уголь. 2023. № 9. С. 5–13.
6. Назаренко М. Ю., Салтыкова С. Н. Получение полукокса из горючих сланцев Ленинградского месторождения // Черные металлы. 2022. № 10. С. 4–8.
7. Коршунов Г. И., Спицын А. А., Баженова В. А. Разработка способа снижения выделения респирабельной фракции пыли в атмосферу разреза за счет рекультивации пылящих источников // Безопасность труда в промышленности. 2022. № 6. С. 27–32.
8. Андришунас А. М., Клейн С. В. Предприятия топливно-энергетического комплекса как объекты риск-ориентированного санитарно-эпидемиологического надзора // Анализ риска здоровью. 2021. № 4. С. 65–73.
9. Романченко С. Б., Нагановский Ю. К., Корнев А. В. Инновационные способы контроля пылевзрывобезопасности горных выработок // Записки Горного института. 2021. Т. 252. С. 927–936.
10. Корнев А. В., Спицын А. А., Коршунов Г. И., Баженова В. А. Обеспечение пылевзрывобезопасности подземных горных выработок в угольных шахтах: методы и современные тенденции // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023. № 3. С. 133–149.
11. Кацубин А. В., Ковшов С. В., Ильяшенко И. С., Маринина В. М. Исследование органических составов для снижения аэротехногенной нагрузки от автомобильных дорог угольных разрезов // Безопасность труда в промышленности. 2020. № 1. С. 63–67.
12. Raymond A. J., Kendall A., DeJong J. T., Kavazanjian E., Woolley M. A., Martin K. K. Life cycle sustainability assessment of fugitive dust control methods // Journal of Construction Engineering and Management. 2021. Vol. 147, Iss. 3. DOI: 10.1061/(asce)co.1943-7862.0001993
13. Zhou Q., Qin B., Wang F., Wang H., Hou J., Wang Z. Effects of droplet formation patterns on the atomization characteristics of a dust removal spray in a coal cutter // Powder Technology. 2019. Vol. 344. P. 570–580.
14. Ochelebe I., Nkebem G. E., Kudamnya E. A. Assessment of heavy metals concentration and enrichment levels in soils around quarries and barite mine sites in part of Akamkpa and Biase area, Southeastern Nigeria // Journal of Geoscience and Environment Protection. 2020. Vol. 8, No. 8. DOI: 10.4236/gep.2020.88009
15. Zhou Q., Qin B. Coal dust suppression based on water mediums: A review of technologies and influencing factors // Fuel. 2021. Vol. 302. DOI: 10.1016/j.fuel.2021.121196
16. Zhao Z., Chang P., Xu G., Xie Q., Ghosh A. Comparison of static tests and dynamic tests for coal dust surfactants evaluation: A review // Fuel. 2022. Vol. 330. DOI: 10.1016/j.fuel.2022.125625
17. Liu G., Hou M. Advanced technologies on mine dust prevention and control // Applied Sciences. 2023. Vol. 13. DOI: 10.3390/app13084869
18. Смирняков В. В., Родионов В. А., Смирнякова В. В., Орлов Ф. А. Влияние формы и размеров пылевых фракций на их распределение и накопление в горных выработках при изменении структуры воздушного потока // Записки Горного института. 2022. Т. 253. С. 71–81.
19. Chen Y., Xu G., Huang J., Eksteen J., Liu X., Zhao Z. Characterization of coal particles wettability in surfactant solution by using four laboratory static tests // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2019. Vol. 567. P. 304–312.
20. Писарев В. С., Басаргин А. А. Методы борьбы с пылью на карьерных дорогах // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2020. № 1. С. 15–21.
21. Иванов А. В., Смирнов Ю. Д., Чупин С. А. Разработка концепции инновационной лабораторной установки для исследования пылящих поверхностей // Записки Горного института. 2021. Т. 251. С. 757–766.
22. Ekwere A. S., Edet B. B. Temporal variations of heavy metals in sediment, soil and dust particulates across the rock quarrying districts of the Oban massif, Southeastern Nigeria // Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management. 2021. Vol. 15. DOI: 10.1016/j.enmm.2021.100431
23. Zhu S., Zhao Y., Hu X., Wu M., Cheng W., Fan Y., Song C., Tang X. Study on preparation and properties of mineral surfactant — microbial dust suppressant // Powder Technology. 2021. Vol. 383. P. 233–243.
24. Zhang M., Zhao Y.-Y., Hu X.-M., Feng Y., Cheng W., Liu W., Geng Z., Wang Q.-S., Dong Y. Study on the adsorption and dust suppression mechanism of urease-producing bacteria on coal dust // Powder Technology. 2022. Vol. 409. DOI: 10.1016/j.powtec.2022.117801
25. Wu M., Hu X., Zhang Q., Zhao Y., Sun J., Cheng W., Fan Y., Zhu S., Lu W., Song C. Preparation and performance evaluation of environment-friendly biological dust suppressant // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 273. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.123162

26. Tsogt B., Oh S.-Y. Preparations and application of dust suppressants from biomass-based materials // Journal of the Air and Waste Management Association. 2021. Vol. 71. P. 1386–1396.
27. Liu B., Zhang Yu., Zhang Ya., Liu E., Xu K., Tian Z., Chen J., Meng X., Yan K. Study on resource utilization of composite powder suppressor prepared from acrylic fiber waste sludge // Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 291. DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.125914.
28. Zhang Y., Wu G., Cai L., Zhang J., Wei X., Wang X. Study on suppression of coal dust explosion by superfine NaHCO₃/shell powder composite suppressant // Powder Technology. 2021. Vol. 394. P. 35–43.
29. Неволин Д. Г. Исследование и разработка технологии обеспыливания карьерных автодорог и техногенных массивов профилактическими эмульсиями из тяжелых нефтяных остатков. Екатеринбург: УрГУПС, 2020. 189 с.
30. Gulia S., Goyal P., Goyal S. K., Kumar R. Re-suspension of road dust: contribution, assessment and control through dust suppressants — A review // International Journal of Environmental Science and Technology. 2019. Vol. 16. P. 1717–1728.
31. Colinet J., Halldin C. N., Schall J. Best practices for dust control in coal mining. 2ed. Pittsburgh PA: DHHS, NIOSH, 2021. 183 p.

32. Fan T., Liu Z., Ouyang J., Li M. Synthesis and performance characterization of an efficient coal dust suppressant for synergistic combustion with coal dust // Journal of Environmental Management. 2020. Vol. 269. DOI: 10.1016/j.jenvman.2020.110854
33. Пашкевич М. А., Данилов А. С. Экологическая безопасность и устойчивое развитие // Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 153–154.
34. Пат. RU2634146 Российская Федерация. МПК E 21 F 5/02, E 21 F 5/20. Способ пылеподавления / Галкин А. Ф., Дормидонтов А. В. № 2016137601, заявл. 20.09.2016; опубл. 24.10.2017, Бюл. № 30.
35. Шаров Н. А., Дудаев Р. Р., Крищук Д. И., Лискова М. Ю. Методы пылеподавления на угольных разрезах Крайнего Севера // Недропользование. 2019. № 2. С. 184–200.
36. Зырянова О. В., Киреева Е. В., Абрамова А. Е. Разработка пылеподавительных составов для обеспечения экологической безопасности при ведении горных работ открытым способом // Экология и промышленность России. 2022. № 26. С. 22–28.
37. Пат. RU2761229 Российская Федерация. МПК E 21 F 5/06, C 09 K 3/22, C 09 K 17/40. Профилактический состав для пылеподавления и снижения пылепереноса / Кондрашева Н. К., Зырянова О. В., Абрамова А. Е., Киреева Е. В. № 2021113414, заявл. 12.05.2021; опубл. 06.12.2021, Бюл. № 34.