俄專家提出蜂窩式地下開採技術 可將礦物損失降低75%

地球上礦物原料消耗急劇增加導致不可再生資源儲量迅速枯竭,採礦條件愈發複雜,且深度增加。同時,每年有多達400億噸的廢石被挖到地表堆存,往往比開採的礦物質還要多。
Sputnik

礦產開採總是以人為破壞岩石圈為前提,會擾亂地殼中的相鄰區域,伴生一系列環境問題。同時,基礎設施本身以及為開發大型礦床所提供的保障是能耗最大的經濟領域之一。

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俄羅斯國立研究型技術大學莫斯科國立鋼鐵合金學院(NUST MISIS大學)“應用地質力學和聚合採礦技術”科研中心專家提出一種確保採礦有效性、安全性和環保性的新方法,即在地下打造可持續的蜂窩狀岩石結構。該方法是對創新型類自然(趨同)和功能性開採技術進行整合的一部分,可將地表廢石堆存量減少數倍,同時降低事故率,減少採礦工人的受傷風險。

“根據這種技術,自然與設備的相互作用符合尼基塔·莫伊謝耶夫院士發展的共同進化理論,即相對抗的系統之間辯證地、矛盾地共同發展。”項目負責人、俄羅斯科學院教授、NUST MISIS大學“應用地質力學和聚合採礦技術”科研中心負責人維塔利·葉列緬科表示,“該方法是在採礦中採用類自然過程,其特點是最大限度地確保實用性、安全性和無浪費性。”

專家正在研發一種蜂窩式地下開採技術,不必進行大規模爆破,而是垂直鑽出一系列“管道”,將礦石取出。而且,用這種方法採礦形成的蜂窩結構非常穩定,類似多孔骨骼和禾本科植物莖稈的承壓結構等。

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蜂窩結構還能將開採時原岩中的礦物損失從50-60%降至15-25%。同時,採礦廢棄物可存儲在已開採的礦洞中,不必堆存到地表,而且還能將地表垃圾埋入礦洞。“蜂窩”概念常用於航空設計和建築領域,以最少的耗材達到必要的結構強度。

這種採礦方法,首先,會顯著減小岩體的有效應力,將發生衝擊地壓和不可預測的岩石變形和位移的可能性降至最低,從而使礦難大大減少。

其次,如果採用新技術,大型廢石堆將成為過去。因為這種方法能夠使採礦廢棄物減少多達100%。

目前,專家在用3D建模方法對各種複雜程度的礦體結構的物理模型進行實驗室測試,制定並驗證用於開採各種地質類型礦床的其他類自然地質技術的標準版本。