vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2026-53-1-214-223vdgtu-2024Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREИспользование горелых пород в строительных технологияхUse of burnt rocks in construction technologiesКорнееваЕ. В.KorneevaE. V.

Корнеева Елена Викторовна, кандидат технических наук, доцент, доцент, кафедра «Инженерных конструкций, строительных технологий и материалов»,

654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова 42

Elena V. Korneeva, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Assoc. Prof., Department of Engineering Structures, Construction Technologies and Materials,

42 Kirov St., Novokuznetsk 654007

hellen-box-8@yandex.ruКорнеевВ. А.KorneevV. A.

Корнеев Виктор Александрович, кандидат технических наук, доцент, доцент, кафедра «Геотехнологии»,

654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова 42

Victor A. Korneev, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Assoc. Prof., Department of Geotechnology,

42 Kirov St., Novokuznetsk 654007

korneev_va@list.ruСибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversityRussian Federation202630042026531214223Copyright © Корнеева Е.В., Корнеев В.А., 20262026Корнеева Е.В., Корнеев В.А.Korneeva E.V., Korneev V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/2024Цель

Цель. В статье представлены результаты исследования горелой породы шахтных отвалов Абашевского угольного месторождения Кузбасса, и возможности их использования в строительных технологиях для решения экологической проблемы, связанной с необходимостью ее утилизации.

Метод

Метод. Исследование основано на эффективном методе переработки минеральных попутных продуктов для последующего вовлечения их в производство строительных материалов - механической активации, за счет которой раскрывается сырьевой потенциал вторичного минерального продукта: изменяется морфология и структура. Развитие удельной поверхности и дефектов в структуре материала, вызванных ростом энергии при измельчении, изменяет его физико-технические, химические и технологические свойства.

Результат

Результат. Комбинированная механоактивация горелой породы совместно со шлаковыми отходами сталеплавильного производства способствует вовлечению силикатной составляющей активируемых продуктов в структурообразование вяжущей системы.

Вывод

Вывод. Организация производства строительных смесей различного функционального назначения с использованием горелых пород может решить экологическую проблему по утилизации крупнотоннажных отходов угледобычи и обеспечит экономическую, экологическую и социальную значимость важнейшего ископаемого сырья угольных регионов России.

Objective

Objective. The article presents the results of studies of the burning breed of the mine dumps of the Abashevsky coal deposit of Kuzbass, and the possibility of using in construction technologies to solve the environmental problem related to the need to dispose of it.

Method

Method. The study is based on an effective method for processing mineral by-products for subsequent use in the production of building materials: mechanical activation, which unlocks the raw material potential of the secondary mineral product by altering its morphology and structure. The development of specific surface area and structural defects in the material, caused by increased energy during grinding, alters its physical, chemical, and technological properties.

Result

Result. Combined mechanical activity of burning breed, together with slag waste of steeling production, helps to engage the silicate component of activated products in the structural formation of the astringent system.

Conclusion

Conclusion. The organization of the production of building mixtures of various functional purposes using burned breeds will help to solve the environmental problem to dispose of these large-capacity waste from coal mining and ensure the economic, environmental and social significance of the most important fossil raw materials of the coal regions of Russia.

горелые породытерриконывторичное сырьешахтные отвалыстроительные технологиитехногенные минеральные продуктымеханическая активациябесклинкерные смесиburnt rockscoal mining waste hillssecondary raw materialsshaft dumpsconstruction technologiestechnological mineral productsmechanical activationbasket mixturesReferencesШаповалов, В.В. Ресурсосберегающая технология утилизации породных отвалов горнодобывающих производств / В.В. Шаповалов, Д.А. Козырь // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2023. - Т. 334, № 4. - С. 175–184.Shapovalov V.V., Kozyr D.A. Resource-saving technology for recycling rock dumps of mining industries. Proceedings of the Tomsk Polytechnic University. Georesources Engineering, 2023;334:(4):175–184.Верех-Белоусова, Е.И. Перспективы переработки породных отвалов угольных шахт Донбасса// Материалы пула научно-практических конференций. Керчь: КГМТУ. - 2022. – С. 360-363.Vereh-Belousova E.I. Prospects for processing rock dumps of Donbass coal mines // Materials of a pool of scientific and practical conferences / Kerch: KGMTU, 2022:360-363.Коваленко, Л.И. Перспективы использования горелых пород шахтных отвалов / Л.И. Коваленко, Н.П. Омельченко // Проблемiэкологii. - 2009. - № 1-2. - С.16–19.Kovalenko L.I., Omelchenko, N.P. Prospects for the use of burned rocks mine dumps. Problemie`kologii = Problemiekologii, 2009; 1-2:16-19.Майдукова, С.С. Экономическая целесообразность использования ресурсного потенциала минеральной составляющей отходов угольного производства / С.С. Майдукова // Экономiчнийвiсник. - 2013. - № 3. - С. 145–153.Maydukova S.S. The economic feasibility of the use of the resource potential of the mineral component of coal waste. E`konomichnijvisnik = Ekonomichniyvisnik., 2013;3:145–153.Мнухин, А.Г. Породные отвалы – сырье будущего// Уголь Украины. - 2009. - № 5. - С. 28–32.Mnukhin A.G. Dumps – the raw material of the future. Ugol` Ukrainy` = Coal of Ukraine, 2009;5:28–32.Глушнев, С.В. Использование отходов угольной промышленности в дорожном строительстве. / С.В. Глушнев - М.: ЦНИЭИУголь, 1983. - 218 с.Glushnev S.V. Use of coal industry waste in road construction. Moscow: TsNIEIUgol, 1983;218.Книгина, Г.И. Строительные материалы из горелых пород. – М.: Стройиздат, 1966. – 208 с. 8. Рекитар, Я.А. Эффективность использования промышленных отходов в строительстве. / Я.А Рекитар. – М.: Стройиздат, 1978. – 172 с.Knigin G.I. Construction materials from burnt rocks. Moscow: Stroyizdat, 1966;297 p. 8. Rekitar Ya.A. Efficiency of industrial waste use in construction. Moscow: Stroyizdat, 1978;172 p.Кузьмин, М.П. Горелая порода угольных месторождений в производстве изделий из бетона / М.П. Кузьмин, Л.М. Ларионов, В.В. Кондратьев, М.Ю. Кузьмина, В.Г. Григорьев, А.С. Кузьмина // Инженерно-строительный журнал. - 2017. - № 8(76). - С. 169–180. DOI: 10.18720/MCE.76.15.Kuzmin M.P., Larionov L.M., Kondratyev V.V., Kuzmina M. Yu., Grigoriev V.G., Kuzmina A.S. Burnt rock of coal deposits in the production of concrete products. Engineering and construction journal, 2017;. 8(76):169–180. DOI: 10.18720/MCE.76.15.Гамалий, Е.Н. Горелые породы как активная минеральная добавка в бетон / Е.Н. Гамалий // Вестник ЮУрГУ, Строительство и архитектура. - 2008. - № 25. - С. 22–27.Gamaliy E.N. Burned rocks as an active mineral additive in concrete. Vestnik YuUrGU, Stroitel`stvo i arkhitektura = Vestnik of SUSU, Construction and architecture, 2008; 25:22–27.Буравчук, Н.И. Использование материалов из горелых пород шахтных отвалов в дорожном строительстве / Н.И. Буравчук, О.В. Гурьянова, Г.Н. Пак // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. - 2014. - № 1. - С.75-80.Buravchuk N.I., Guryanova O.V., Pak G.N. Use of materials from burnt rocks of mine dumps in road construction. News of universities. North Caucasian region. Technical sciences, 2014;1:75-80.Вавренюк, С.В. Использование горелых пород в производстве изделий для ограждающих конструкций / С.В. Вавренюк, Г.А. Кораблева, О.В. Старикова // Жилищное строительство. - 2013. - №12. - С 37-38.Vavrenyuk S.V., Korableva G.A., Starikova O.V. Use of burnt rocks in the production of products for enclosing structures. Housing construction, 2013;12:37-38.Сапелкина, Т.В. Получение силикатного стенового материала на основе вскрышной горелой породы угледобычи на примере месторождений республики Тыва / Т.В. Сапелкина, Б.К. Кара-сал, А.Н. Стрельников // Успехи современного естествознания. - 2019. - № 8. - С. 67-72.Sapelkina T.V., Kara-sal B.K., Strelnikov A.N. Production of silicate wall material based on overburden burnt rock from coal mining using the example of deposits in the Republic of Tyva. Successes in modern natural science, 2019; 8: 67-72.Жакина, А.Х. Композиционные материалы на основе горелой породы в сочетании с угольным и полимерным сырьем в условиях волнового воздействия / А.Х. Жакина, О.В. Арнт, Е.П. Василец //Наука настоящего и будущего. - 2019. - Т.3. - С.39-42.Zhakina A.Kh., Arnt O.V., Vasilets E.P. Composite materials based on burnt rock in combination with coal and polymer raw materials under wave action. Science of the present and future, 2019;3:39-42.Зимакова, Г.А. Активация металлургического отвального шлака / В.А. Солонина, С.В. Илясова, М.А. Ашуров //Инновации и инвестиции. - 2019. - № 10. - С. 280-284.Zimakova G.A., Solonina V.A., Ilyasova S.V., Ashurov M.A. Activation of metallurgical dump slag. Innovation and Investment, 2019;10: 280-284.Fedorov, P. Alkali-Activated Binder Based on Cupola Dust of Mineral Wool Production with Mechanical Activation / P. Fedorov, D. Sinitsin // Buildings. - 2022. No. 12(10), Р. 1565. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings12101565.Fedorov P., Sinitsin D. Alkali-Activated Binder Based on Cupola Dust of Mineral Wool Production with Mechanical Activation. Buildings, 2022;12(10):1565. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings12101565.Лапшин, О.В. Роль смешения и диспергирования в механохимическом синтезе (обзор) / О.В. Лапшин, Е.В. Болдырева, В.В. Болдырев // Журнал неорганической химии. - 2021. - Т. 6, № 3. - С. 402–424. DOI: 10.31857/S0044457X21030119.Lapshin O.V., Boldyreva E.V., Boldyrev V.V. Role of mixing and dispersion in mechanochemical synthesis (overview). Journal of Inorganic Chemistry, 2021;6(3):402–424. DOI: 10.31857/S0044457X21030119.Абрамов, М.А. Механохимическая технология эффективного использования вторичного техногенного сырья / М.А. Абрамов, Е.Г. Степанов, Д.В. Качалов, А.О. Мурашов // Вестник РГАТА имени П.А. Соловьева. - 2021. - № 1 (56) - С. 84-89.Abramov M.A., Stepanov E.G., Kachalov D.V., Murashov A.O. Mechanochemical technology of efficient use of secondary technogenic raw materials. Bulletin of the RGAT named after P.A. Solovyov, 2021;(56): 84-89.Голик, В.И. Механохимическая активация хвостов обогащения для использования в качестве компонентов твердеющих закладочных смесей / В.И. Голик, И.А. Алексеев // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2023. - № 5-1. - С. 5–16.Golik V.I., Alekseev I.A. Mechanochemical activation of enrichment tailings for use as components of hardening filling mixtures. Mining Information and Analytical Bulletin, 2023;5-1:5–16.Голик, В.И. Комбинированные технологии активации минерального сырья / В.И. Голик, А.В. Титова // Горная промышленность. - 2021. - № 5. - С.100–105. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-5-100-105.Golik V.I., Titova A.V. Combined technologies for activation of mineral raw materials. Mining industry, 2021;5:100–105. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-5-100-105.Сучков, В.П. Механохимическая активация природного и техногенного сырья при производстве высокопрочного гипса / В.П. Сучков, А.В. Веселов // Технологии бетонов. - 2021. - № 6 (179). - С. 71-77.Suchkov V.P., Veselov A.V. Mechanochemical activation of natural and man-made raw materials in the production of high-strength gypsum. Concrete technologies, 2021; 6 (179):71-77.Endzhievskaya, I.G. Wall Materials on the Base of Burned Rocks / I.G. Endzhievskaya, N.G. Vasilovsky, G.P. Baranova, I.S.Voroshilov // Journal of Siberian Federal University. Engineering and Technologies, - 2016, - Vol. 9, No. 4. - P. 563-571.Endzhievskaya I.G., Vasilovsky N.G., Baranova G.P., Voroshilov I.S. Wall Materials on the Base of Burned Rocks. Journal of Siberian Federal University. Engineering and Technologies, 2016;9(4):563–571.Буравчук, Н.И. Материалы из горелых пород для бетонной шахтной крепи / Н.И. Буравчук, О.В. Гурьянова // Инноватика и экспертиза. - 2022. - Вып. 1 (33). - С. 106-114.Buravchuk N.I., Guryanova O.V. Materials from burnt rocks for concrete mine support. Innovation and expertise, 2022;1(33):106-114.Абдрахимова Е.С. Использование отходов топливно-энергетического комплекса – горелых пород и отходов обогащения хромитовых руд в производстве пористых заполнителей на основе жидкостекольной композиции // Уголь. 2019. № 7. С. 67–69.Abdrakhimova E.S. Use of fuel and energy complex wastes - burnt rocks and chromite ore enrichment wastes in production of porous aggregates based on liquid-glass composition. Coal, 2019;7:67–69.Буравчук, Н.И. Использование техногенного сырья в технологии керамического кирпича / Н.И. Буравчук, О.В. Гурьянова // Инноватика и экспертиза. - 2020. - Вып. 2 (30). - С.160-169.Buravchuk N.I., Guryanova O.V. Use of technogenic raw materials in ceramic brick technology. Innovation and expertise, 2020;2 (30):160-169.Buravchuk, Nina I. Use of technogenic raw materials in ceramic technology Open Ceramics / Nina I. Buravchuk, Olga V. Guryanova, Ivan A. Parinov // Open Ceramics. Vol. 18, June 2024,. 100578.Nina I. Buravchuk, Olga V. Guryanova, Ivan A. Parinov Use of technogenic raw materials in ceramic technology Open Ceramics. 18, June 2024;18:100578.Бетонная смесь: пат. Рос. Федерация / Е.В. Корнеева, С.И. Павленко - № 2377215; заявл. 23.12.08; опубл. 27.12.09. - 4 с.Korneeva E.V., Pavlenko S.I. Concrete mixture. Patent Rossiiskaia Federatsiia. 2009; 2377215.Состав закладочной смеси: пат. Рос. Федерация Е.В. Корнеева, С.И. Павленко - № 2348814; заявл. 03.09.2007; опубл. 10.03.2009. - 3 с.Composition of the filling mixture: Russian Patent E.V. Korneeva, S.I. Pavlenko - No. 2348814; declared 03.09.2007; published 10.03.2009. - 3 p.Способ приготовления бесцементной закладочной смеси: пат. Рос. Федерация Е.В. Корнеева - № 2792863; заявл. 15.03.22; опубл. 28.03.23. - 3 сMethod for preparing a cement-free filling mixture: Russian Patent E.V. Korneeva - No. 2792863; declared 15.03.22; published 28.03.23. - 3 p.Тампонажный раствор: пат. Рос. Федерация Е.В Корнеева - заявл. 28.02.17; опубл. 25.01.18. - 2 с.Cementing slurry: Russian Patent E.V. Korneeva - declared 28.02.17; published 25.01.18. - 2 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.