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俄专家提出蜂窝式地下开采技术 可将矿物损失降低75%

地球上矿物原料消耗急剧增加导致不可再生资源储量迅速枯竭,采矿条件愈发复杂,且深度增加。同时,每年有多达400亿吨的废石被挖到地表堆存,往往比开采的矿物质还要多。

矿产开采总是以人为破坏岩石圈为前提,会扰乱地壳中的相邻区域,伴生一系列环境问题。同时,基础设施本身以及为开发大型矿床所提供的保障是能耗最大的经济领域之一。

俄专家提出蜂窝式地下开采技术 可将矿物损失降低75%
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俄罗斯国立研究型技术大学莫斯科国立钢铁合金学院(NUST MISIS大学)“应用地质力学和聚合采矿技术”科研中心专家提出一种确保采矿有效性、安全性和环保性的新方法,即在地下打造可持续的蜂窝状岩石结构。该方法是对创新型类自然(趋同)和功能性开采技术进行整合的一部分,可将地表废石堆存量减少数倍,同时降低事故率,减少采矿工人的受伤风险。

“根据这种技术,自然与设备的相互作用符合尼基塔·莫伊谢耶夫院士发展的共同进化理论,即相对抗的系统之间辩证地、矛盾地共同发展。”项目负责人、俄罗斯科学院教授、NUST MISIS大学“应用地质力学和聚合采矿技术”科研中心负责人维塔利·叶列缅科表示,“该方法是在采矿中采用类自然过程,其特点是最大限度地确保实用性、安全性和无浪费性。”

专家正在研发一种蜂窝式地下开采技术,不必进行大规模爆破,而是垂直钻出一系列“管道”,将矿石取出。而且,用这种方法采矿形成的蜂窝结构非常稳定,类似多孔骨骼和禾本科植物茎秆的承压结构等。

俄专家提出蜂窝式地下开采技术 可将矿物损失降低75%
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蜂窝结构还能将开采时原岩中的矿物损失从50-60%降至15-25%。同时,采矿废弃物可存储在已开采的矿洞中,不必堆存到地表,而且还能将地表垃圾埋入矿洞。“蜂窝”概念常用于航空设计和建筑领域,以最少的耗材达到必要的结构强度。

这种采矿方法,首先,会显著减小岩体的有效应力,将发生冲击地压和不可预测的岩石变形和位移的可能性降至最低,从而使矿难大大减少。

其次,如果采用新技术,大型废石堆将成为过去。因为这种方法能够使采矿废弃物减少多达100%。

目前,专家在用3D建模方法对各种复杂程度的矿体结构的物理模型进行实验室测试,制定并验证用于开采各种地质类型矿床的其他类自然地质技术的标准版本。