Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот

Мета. Аналіз та виділення основних аспектів безпечності застосування малонебезпечних промислових відходів як закладних матеріалів кар’єрних пустот для відновлення рівня земної поверхні. Методика. Для досягнення поставленої мети застосовано аналіз та систематизацію низки законодавчих і нормативних а...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2023
Автори:	Петльований, М.В., Сай, К.С.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут фізики гірничих процесів НАН України 2023
Назва видання:	Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва
Теми:	Техніко-економічні проблеми гірничого виробництва
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/196477
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот / М.В. Петльований, К.С. Сай // Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва: Зб. наук. пр. — 2023. — Вип. 25. — С. 126-140. — Бібліогр.: 26 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-196477
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1964772024-01-14T13:43:20Z Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот Петльований, М.В. Сай, К.С. Техніко-економічні проблеми гірничого виробництва Мета. Аналіз та виділення основних аспектів безпечності застосування малонебезпечних промислових відходів як закладних матеріалів кар’єрних пустот для відновлення рівня земної поверхні. Методика. Для досягнення поставленої мети застосовано аналіз та систематизацію низки законодавчих і нормативних актів щодо поводження з промисловими відходами й можливого їх використання для закладання виробленого простору недіючих кар’єрів; аналіз існуючого практичного досвіду використання промислових відходів для рекультивації вироблених просторів кар’єрів в Україні. Результати. Визначено, що промислові відходи з високою вірогідністю можуть використовуватись як закладні матеріали, якщо за показниками токсичності та радіоактивності вони віднесені до IV і I класу відповідно, що прирівнюються до будівельних матеріалів і можуть використовуватись для формування закладного масиву у вироблених просторах кар’єрів. Встановлено наявність дієвого та практичного досвіду закладання виробленого простору кар’єрів промисловими відходами. Рекомендовано схеми та послідовність експериментальних досліджень контакту закладних матеріалів з водним середовищем для сухих і обводнених родовищ, що дозволяє оцінити безпечність їх застосування. Наукова новизна. Розкриті та узагальнені особливості й шляхи визначення можливості безпечного застосування малонебезпечних промислових відходів для закладання вироблених просторів кар’єрів. Практична значимість. Результати досліджень є цінними для стимулювання розвитку екологічних програм державного й місцевого значення щодо відновлення порушених гірничим роботами територій та збільшення об’ємів утилізації малонебезпечних промислових відходів. Ключові слова: кар’єрні пустоти, промислові відходи, закладний масив, рекультивація, забруднення, підземні води, ізоляція Purpose. Analysis and identification of the main aspects of the safety of using low-hazard industrial waste as filling materials for quarry voids to restore the level of the earth’s surface. Methods. To achieve the set goals, an analysis and systematization of a number of legislative and regulatory acts on the management of industrial waste and their possible use for backfilling the mined-out space of inactive quarries was used; analysis of existing practical experience in the use of industrial waste for reclamation of produced quarry spaces in Ukraine. Findings. The industrial waste with a high probability can be used as backfill materials if, in terms of toxicity and radioactivity, they are assigned to classes IV and I, which are equivalent to building materials and can be used to form a backfill mass in mined-out quarry spaces has been determined. There is effective and practical experience in backfilling the mined-out space of quarries with industrial waste has been established that. A scheme and sequence of experimental studies of the contact of backfill materials with the aquatic environment for dry and water-logged deposits, which makes it possible to assess the safety of their use is recommended. Originality. The features and ways to determine the possibility of safe use of low-hazard industrial waste for backfilling mined-out quarry space are revealed and generalized. Paratactical implication. The research results are valuable for stimulating the development of environmental programs of state and local importance to restore territories disturbed by mining operations and increase the volume of recycling of low-hazard industrial waste. Keywords: quarry cavities, industrial waste, backfill mass, reclamation, pollution, groundwater, insulation 2023 Article Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот / М.В. Петльований, К.С. Сай // Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва: Зб. наук. пр. — 2023. — Вип. 25. — С. 126-140. — Бібліогр.: 26 назв. — укр. 2664-1771 https://doi.org/10.37101/ftpgv25.01.010 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/196477 622.88 uk Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва Інститут фізики гірничих процесів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Техніко-економічні проблеми гірничого виробництва Техніко-економічні проблеми гірничого виробництва
spellingShingle	Техніко-економічні проблеми гірничого виробництва Техніко-економічні проблеми гірничого виробництва Петльований, М.В. Сай, К.С. Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва
description	Мета. Аналіз та виділення основних аспектів безпечності застосування малонебезпечних промислових відходів як закладних матеріалів кар’єрних пустот для відновлення рівня земної поверхні. Методика. Для досягнення поставленої мети застосовано аналіз та систематизацію низки законодавчих і нормативних актів щодо поводження з промисловими відходами й можливого їх використання для закладання виробленого простору недіючих кар’єрів; аналіз існуючого практичного досвіду використання промислових відходів для рекультивації вироблених просторів кар’єрів в Україні. Результати. Визначено, що промислові відходи з високою вірогідністю можуть використовуватись як закладні матеріали, якщо за показниками токсичності та радіоактивності вони віднесені до IV і I класу відповідно, що прирівнюються до будівельних матеріалів і можуть використовуватись для формування закладного масиву у вироблених просторах кар’єрів. Встановлено наявність дієвого та практичного досвіду закладання виробленого простору кар’єрів промисловими відходами. Рекомендовано схеми та послідовність експериментальних досліджень контакту закладних матеріалів з водним середовищем для сухих і обводнених родовищ, що дозволяє оцінити безпечність їх застосування. Наукова новизна. Розкриті та узагальнені особливості й шляхи визначення можливості безпечного застосування малонебезпечних промислових відходів для закладання вироблених просторів кар’єрів. Практична значимість. Результати досліджень є цінними для стимулювання розвитку екологічних програм державного й місцевого значення щодо відновлення порушених гірничим роботами територій та збільшення об’ємів утилізації малонебезпечних промислових відходів. Ключові слова: кар’єрні пустоти, промислові відходи, закладний масив, рекультивація, забруднення, підземні води, ізоляція
format	Article
author	Петльований, М.В. Сай, К.С.
author_facet	Петльований, М.В. Сай, К.С.
author_sort	Петльований, М.В.
title	Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот
title_short	Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот
title_full	Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот
title_fullStr	Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот
title_full_unstemmed	Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот
title_sort	аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот
publisher	Інститут фізики гірничих процесів НАН України
publishDate	2023
topic_facet	Техніко-економічні проблеми гірничого виробництва
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/196477
citation_txt	Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот / М.В. Петльований, К.С. Сай // Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва: Зб. наук. пр. — 2023. — Вип. 25. — С. 126-140. — Бібліогр.: 26 назв. — укр.
series	Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва
work_keys_str_mv	AT petlʹovanijmv aspektibezpečnostízastosuvannâpromislovihvídhodívâkzakladnihmateríalívtehnogennihpustot AT sajks aspektibezpečnostízastosuvannâpromislovihvídhodívâkzakladnihmateríalívtehnogennihpustot
first_indexed	2025-07-17T01:05:05Z
last_indexed	2025-07-17T01:05:05Z
_version_	1837854176144523264
fulltext	Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 126 УДК 622.88 https://doi.org/10.37101/ftpgv25.01.010 АСПЕКТИ БЕЗПЕЧНОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ПРОМИСЛОВИХ ВІДХОДІВ ЯК ЗАКЛАДНИХ МАТЕРІАЛІВ ТЕХНОГЕННИХ ПУСТОТ М.В. Петльований1, К.С. Сай1 1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна Відповідальний автор: e-mail: petlovanyi.m.v@nmu.one SAFETY ASPECTS OF USE OF INDUSTRIAL WASTES AS BACKFILLING MATERIALS FOR TECHNOGENIC CAVITIES M.V. Petlovanyi1, K.S. Sai1 1Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine Corresponding author: e-mail: petlovanyi.m.v@nmu.one ABSTRACT Purpose. Analysis and identification of the main aspects of the safety of using low-hazard industrial waste as filling materials for quarry voids to restore the lev- el of the earth’s surface. Methods. To achieve the set goals, an analysis and systematization of a number of legislative and regulatory acts on the management of industrial waste and their possible use for backfilling the mined-out space of inactive quarries was used; analysis of existing practical experience in the use of industrial waste for reclama- tion of produced quarry spaces in Ukraine. Findings. The industrial waste with a high probability can be used as backfill ma- terials if, in terms of toxicity and radioactivity, they are assigned to classes IV and I, which are equivalent to building materials and can be used to form a backfill mass in mined-out quarry spaces has been determined. There is effective and practical experience in backfilling the mined-out space of quarries with industrial waste has been established that. A scheme and sequence of experimental studies of the contact of backfill materials with the aquatic environment for dry and wa- ter-logged deposits, which makes it possible to assess the safety of their use is recommended. Originality. The features and ways to determine the possibility of safe use of low- hazard industrial waste for backfilling mined-out quarry space are revealed and generalized. Paratactical implication. The research results are valuable for stimulating the development of environmental programs of state and local importance to restore territories disturbed by mining operations and increase the volume of recycling of low-hazard industrial waste. Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 127 Keywords: quarry cavities, industrial waste, backfill mass, reclamation, pollution, groundwater, insulation 1. ВСТУП Антропогенна діяльність, що пов’язана з видобуванням корисних копа- лин призводить до значного впливу на довкілля. Особливого ураження за- знає земна поверхня. Так, внаслідок видобутку корисних копалин відкри- тим і підземним способом утворюються наступні форми порушень: кар’єрні пустоти, зони зрушень та провалів земної поверхні, багатотонна- жні накопичення на значних площах. Зазначені порушення земної поверхні призводять до забруднення поверхневих і підземних водних ресурсів, змі- ни їх гідрологічного режиму та ерозії родючих ґрунтів, пилового забруд- нення атмосфери. Окрім довкілля має місце негативний соціально- економічний вплив зазначених форм порушень: не використовується поте- нціал земельних площ, створюються депресивні техногенні ландшафти, соціальне напруження та мають місце переселення мешканців з ліквідаці- єю селищ, руйнування промислової і цивільної інфраструктури [1-5]. Станом на 2021 рік на території України площа земель, що зайняті під ві- дкритими розробками, шахтами й рудниками, торфорозробками з відповід- ними спорудами та будівлями склала 52,73 тис. га. Лідерами є такі області: Дніпропетровська – 23,57 тис. га, Донецька – 5,83 тис. га, Житомирська – 4,22 тис. га; загалом – 52,73 тис. га [6]. Слід відзначити також значні площі, що порушені негативним впливом гірничих робіт – просідання та заболочування. Ефективним заходом попередження порушень земної поверхні при підземній розробці родовищ цінних видів корисних копалин є застосуван- ня технології закладання виробленого простору [7-9]. Формування заклад- ного масиву сприяє попередженню просідань земної поверхні та утилізації багатотоннажних накопичень промислових відходів. Ці заходи особливо важливі якщо у регіонах широко розвинена промислова та цивільна інфра- структура. Шахти та рудники, що не застосовують закладання вироблено- го простору на земній поверхні, утворюють зони зрушення та значні про- вали, що створює техногенну небезпеку й нівелює земельний потенціал територій. При відкритих гірничих роботах заходам закладання відпра- цьованих кар’єрних пустот сьогодні недостатньо приділено уваги. Зазви- чай використовуються заходи рекультивації для відновлення порушених земель, що складаються з гірничотехнічного та біологічного етапів [10]. Порушені гірничими роботами території повинні бути повернені до стану, максимально наближеного до природнього, як з позиції соціально- економічних аспектів, так і законодавчих. Так, відповідно до ст. 166 Земе- льного кодексу України, після завершення експлуатації кар’єра, територія, яка зазнала змін у результаті проведення гірничодобувних робіт, підлягає рекуль- тивації [11]. На жаль, в Україні темпи рекультивації є вкрай низькими. У зв’язку з тим, що зазвичай при проєктуванні рекультивації порушених кар’єрною розробкою територій об’ємів розкривних порід недостатньо для повної засипки вироблених просторів кар’єрів через вилученням об’єму ко- рисної копалини, найчастіше приймаються рекреаційний, водогосподарсь- Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 128 кий та лісогосподарський напрями рекультивації. Але якщо порушення зем- ної поверхні відбулось на землях, зайнятих промисловістю, – відбувається втрата їх економічного потенціалу у зв’язку з прийняттям вищезазначених напрямів рекультивації. Досягнення успіхів у розвитку будівельного та сільськогосподарського напрямів рекультивації порушених гірничими роботами територій за умов відновлення рівня земної поверхні можливе через використання накопиче- них промислових відходів як рекультиваційного матеріалу при заповненні техногенних пустот. Особливо це розумно, якщо порушені землі знаходять- ся у гірничопромислових районах, де широко розвинені різноманітні галузі промисловості й, відповідно, є наявність багатотоннажних накопичень про- мислових відходів. Проте, використання промислових відходів як рекультиваційного або за- кладного матеріалу, потребує обов’язкового доведення їх безпечності для природного навколишнього середовища та безпеки здоров’ю населення. У дослідженні розкривається різний спектр особливостей оцінки безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів при заповненні кар’єрних пустот. 2. МЕТОДИЧНІ ПІДХОДИ У ДОСЛІДЖЕННІ Для досягнення поставленої мети проаналізовано низку законодавчих та нормативних актів щодо поводження з промисловими відходами й можли- вого їх використання для закладання виробленого простору недіючих кар’єрів. Акцентовано увагу на необхідності виконання основних вимог еко- логічної безпеки при застосуванні промислових відходів як закладних матері- алів кар’єрних пустот: відсутності істотного токсикологічного та радіоактив- ного впливу на водоносні горизонти. Проаналізовано існуючий практичний досвід щодо використання промислових відходів для рекультивації виробле- них просторів кар’єрів в Україні. Визначено основні складові елементи нової рекомендованої схеми експериментальних досліджень контакту промислових відходів як закладних матеріалів з водним середовищем для сухих та обвод- нених родовищ, що дозволяє оцінити безпечність їх застосування. 3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ 3.1. Законодавчо-нормативні аспекти й основні вимоги до викорис- тання промислових відходів як закладних матеріалів Згідно нового Закону України «Про управління відходами», використову- ється поняття «зворотне заповнення». Це операція з відновлення, у резуль- таті якої придатні для цього відходи, що не є небезпечними та/або інертни- ми, використовуються для заповнення гірничих виробок (пустот), рекульти- вації відпрацьованих гірничих об’єктів, інших ландшафтних робіт, заміню- ючи при цьому матеріали, які не є відходами [12]. Тобто, якщо промислові відходи при заповненні пустот у надрах не несуть небезпеки довкіллю та Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 129 здоров’ю населенню, вони можуть розглядатись в якості рекультиваційного або закладного матеріалу. Згідно ст. 48 Закону України «Про охорону навколишнього природного середовища», для підприємств та організацій, що утворюють відходи в ре- зультаті своєї діяльності, може здійснюватися стимулювання в системі охо- рони навколишнього природного середовища [13]. Так, при впровадженні ними маловідхідних, енерго- і ресурсозберігаючих технологій та здійсненні інших ефективних заходів, спрямованих на поліпшення охорони навколиш- нього природного середовища, надаються пільги при оподаткуванні. Крім того, заповнення вироблених просторів відпрацьованих кар’єрів з метою відновлення земної поверхні та земель, відповідно до Постанови Ка- бінету Міністрів України від 17.09.1996 р. № 1147, належить до природоо- хоронного виду діяльності (пп. 27, 33, 74-1) [14]. Також вагоме значення має те, що суб’єкти господарювання, згідно ст. 240, п. 5. Податкового кодексу України, не є платниками податку за розміщення відходів, які розміщують на власних територіях (об’єктах) виключно як вторинну сировину [15]. За- сипка та гірничотехнічна рекультивація, згідно норм чинного законодавства, являється утилізацією (повторним використанням) відходів, що не є об’єктом сплати екологічного податку. Прийняття рішення щодо рекультивації кар’єру шляхом формування за- кладного масиву на основі промислових відходів повинно ґрунтуватись на тому, що пропоновані відходи за показниками токсичності й радіоактивності є будівельним матеріалом, придатним для заповнення кар’єрних пустот. Як відомо, промислові відходи є небезпечними і поділяються за індексами ток- сичності на I, II, III, IV класи від найбільш небезпечних до малонебезпеч- них [16]. Сьогодні відсутній нормативний документ, який встановлює клас небезпеки для кожного найменування відходу. Немає детального закріплен- ня певних речовин до конкретного класу небезпеки відходів. Визначати склад і властивості відходів, що утворюються, ступінь їх небезпеки станом на сьогодні покладено на суб’єктів господарювання. Ступінь радіоактивнос- ті визначається за ефективною питомою активністю природних радіонуклі- дів у будівельних матеріалах та мінеральній сировині [17]. За радіоактивніс- тю виділяють відходи I, II та III класу – від мало до найбільш небезпечних. Отже, якщо певний вид промислового відходу розглядається як потенційний закладний матеріал і за визначеними показниками токсичності та радіоактив- ності відноситься до IV і I класу, то він може бути розцінений як будівель- ний матеріал і використовуватись для будівництва (формування) закладного масиву у вироблених просторах кар’єрів. Якщо звернути увагу на положення Державних будівельних норм (ДБН) щодо спорудження полігонів твердих відходів (ПТВ) [18], то перелік токси- чних відходів, що приймають на полігон, визначається регіональними конт- ролюючими органами. Допускається приймання на ПТВ інших видів проми- слових і будівельних відходів за окремими дозволами з місцевими органами екологічного та санітарно-епідеміологічного нагляду. Тобто, рішення мож- ливості розміщення відходів приймається контролюючими органами на під- ставі детальних обґрунтувань. Також зазначається, що полігони твердих від- ходів рекомендується споруджувати у вироблених просторах кар’єрів та Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 130 відпрацьованих родовищах як закладні суміші з урахуванням вимог екологі- чної, санітарно-епідеміологічної безпеки та охорони праці. Отже, із дотри- манням встановлених вимог промислові відходи IV класу небезпеки можуть з успіхом бути використані як закладний матеріал кар’єрних пустот. Згідно попередніх досліджень [19], основні види відходів, що повинні пер- шочергово розглядатись для закладання кар’єрних пустот наведені у таблиці 1. Таблиця 1. Пріоритетні матеріали природного та техногенного походження, перспективні до використання як закладні компоненти Потенційні закладні матеріали Походження Клас небезпеки відходів Джерело утворення Місце складування Розкривні та шахтні породи природне IV Шахти та кар’єри Відвали розкривних та шахтних порід Металургійні шлаки техногенне IV Металургійні комбінати Шлакові відвали Хвости і шлами збагачення техногенне IV Гірничо- збагачувальні комбінати Хвостосховища Золошлаки та суха зола-виносу техногенне IV Теплові електростанції Золовідвали, золошлаковідвали У науковій праці [20] авторами виконані комплексні аналітичні дослі- дження щодо виявлення в Україні перспективних систем «кар’єрні пустоти – закладний матеріал», в яких основу потенційних закладних матеріалів скла- дають вищенаведені матеріали природного та техногенного походження. 3.2. Аналіз практичних прикладів застосування малонебезпечних промислових відходів для заповнення кар’єрних пустот Представляє науковий та практичний інтерес аналіз наявного досвіду за- стосування промислових відходів з метою заповнення кар’єрних пустот на території України. Виконано аналіз низки інформаційних джерел стосовно випадків застосування промислових відходів IV класу небезпеки для рекуль- тивації вироблених просторів кар’єрів (рис. 1). Так, у зв’язку із ліквідацією Смолінської шахти (у 2025 році), що розроб- ляє уранові руди, передбачається також закриття діючого кар’єру з видобут- ку піску (Родовище – Смолінське). Об’єкт наведено на рисунку 1а. Зазначені підприємства входять до складу ДП «Східний гірничо-збагачувальний ком- бінат». Піщаний кар’єр будувався з метою видобування піску як сировини для здійснення закладання виробленого простору уранової шахти. Розробле- но проєкт рекультивації піщаного кар’єру Смолінського родовища пісків, де сформовані заходи щодо відновлення рівня земної поверхні шляхом запов- нення виробленого простору малонебезпечними відходами гірничого вироб- Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 131 ництва [21]. Так, площа порушеної території від експлуатації кар’єру, яка підлягає рекультивації, складає 50,0 га, при цьому об’єм виробленого прос- тору на момент закриття кар’єру складе 6,35 млн. м3. Заходи рекультивації, які передбачають погашення відпрацьованого простору кар’єра комплексом відходів гірничого виробництва, включають наступні матеріали: пусті поро- ди від проходки гірничих виробок шахти; нейтралізовані відходи купного вилуговування; відходи рудозбагачувальної фабрики; матеріали від розби- рання будівель і споруд та рекультивації території шахти; атакож перекриття його з поверхні природними ґрунтами (суглинком і родючим ґрунтом). Всі типи відходів відповідають IV класу небезпеки. Згідно розрахунків проєкту, всього за період рекультивації для повного заповнення виробленого просто- ру в кар’єр буде укладено 10,99 млн. т матеріалів. Проєкт рекультивації роз- роблено проєктним інститутом ДП «УкрНДПРІ промтехнології» у 2019 році. Іншим прикладом заповнення відпрацьованих кар’єрних пустот є кар’єр №2 «Центральний ГЗК» (родовище залізних руд – «Велика Глеюватка»), де здійснюється етап гірничотехнічної рекультивації (рис. 1б). (а) (б) (в) (г) Рисунок 1. Рекультивація кар’єрних пустот промисловими відходами: (а) кар’єр ДП «Східний ГЗК»; (б) кар’єр № 2 ПрАТ «Центральний ГЗК»; (в) кар’єр ТОВ «Побужський феронікелевий комбінат»; (г) кар’єр НКГЗК № 1 ПрАТ «АрселорМітал Кривий Ріг» В якості рекультиваційного матеріалу застосовуються розкривні та скельні породи діючого кар’єру №1 «Центральний ГЗК». Даний тип відходу відпові- дає IV класу небезпеки (малонебезпечний). Щорічно у вироблений простір відсипається 1,5-1,7 млн. м3 розкривних порід або 4,0-4,5 млн. м3 [22]. Об’єм Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 132 виробленого простору кар’єру складає понад 70 млн. м3. Ступінь заповнення – 50-60%. Після засипання породами до рівня земної поверхні буде звільнено земельну ділянку площею 80 га, яку передбачається використати для форму- вання нового зовнішнього відвалу й попередити відчуження нових земельних площ. Проєкт рекультивації розроблено Державним інститутом проєктування підприємств гірничорудної промисловості «Кривбаспроект» у 2014 році. Для заповнення виробленого простору закритого кар’єру «Центральний» з видобутку нікелевих руд (родовище – Деренюхівсько-Липовеньківська зо- на), ТОВ «Побужський феронікелевий комбінат», який но ведено на рисун- ку 1в, з метою рекультивації використовується шлак електропічний фероні- келевого виробництва, визнаний екологічно нейтральним матеріалом, щоб уникнути впливу на склад підземних вод. Даний тип відходу відповідає IV класу небезпеки (малонебезпечний). Щорічно у відпрацьованому кар’єрі в якості рекультиваційного матеріалу утилізується 0,7-1,0 млн. т шлаків феро- нікелевого виробництва. У результаті виконання засипки виробленого прос- тору кар’єру планується відновити земельну ділянку площею 45,3 га. Проєкт рекультивації розроблено у 2004 році Державним інститутом проєктування підприємств гірничорудної промисловості «Кривбаспроект». Заслуговують уваги теоретичні розробки у напрямку рекультивації кар’єрних пустот на ПрАТ «Маріупольський металургійний комбінат ім. Ілліча». На замовлення комбінату у 2020 році були розроблені та затвер- джені відповідними державними установами технічні умови ТУ У 08.1- 00191158-002:2020, що регламентують використання металургійних шлаків комбінату як закладного матеріалу для технічної рекультивації вироблених просторів кар’єрів [23, 24]. У 2023 році планувалось розробити проєкт на рекультивацію кар’єру № 2 Каранського родовища гранітів шляхом форму- вання закладного масиву на основі металургійних шлаків. Згідно попередніх розрахунків, передбачалось відновити 50 га цінних земель, утилізувати 22 млн. т металургійних шлаків протягом 11 років та попередити утворення нових шлакових відвалів. У зв’язку із окупацією м. Маріуполь російською федерацією робочий проєкт на рекультивацію не розроблявся. У Криворізькому регіоні для рекультивації закритого залізорудного кар’єру Новокриворізького гірничо-збагачувального комбінату (НКГЗК) № 1 ПрАТ «АрселорМітал Кривий Ріг» здійснює повну засипку його вироб- леного простору розкривними породами з близько розташованого діючого кар’єру № 2-біс [22]. Технологічні процеси відсипання пустих порід реалі- зуються за допомогою драглайну. Щорічно у виробленому просторі кар’єру № 1 утилізується близько 5-6 млн. т порід. Слід зазначити, що кар’єр № 1 є затопленим до природного рівня підземних вод й формування засипання по- рід здійснюється у обводнене середовище, адже згідно вимог закладний ма- теріал схожий з геологічною будовою родовища. Отже, проведений аналіз існуючого досвіду рекультивації кар’єрів свід- чить, що застосування промислових відходів IV класу небезпеки (малонебе- зпечні) у якості рекультиваційного (закладного) матеріалу є цілком можли- вим при дотриманні екологічних та санітарно-гігієнічних вимог. Всі зазна- чені проєкти свого часу пройшли оцінку впливу на навколишнє середовище, отримали позитивний висновок і відповідають чинним нормам законодавства. Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 133 3.3. Експериментальні дослідження безпечності використання про- мислових відходів як закладних матеріалів Особлива увага при заповненні кар’єрних пустот відходами IV класу не- безпеки повинна приділятись можливому забрудненню підземних вод. Не- зважаючи на малонебезпечність відходів IV класу за токсичністю при кон- такті твердих фракцій з водою може змінюватись їх природний хімічний склад і підвищитись концентрація забруднюючих речовин. Тому, окрім отримання висновків спеціалізованих організацій за замовленням підпри- ємств-утворювачів відходів щодо результатів санітарно-хімічних та токси- колого-гігієнічних досліджень промислових відходів, автори статті рекоме- ндують проводити додаткові лабораторні дослідження, що розкриють віро- гідність забруднення. Кар’єри розробляють як сухі, так і обводнені родови- ща. На рисунку 2 ілюструється рекомендована схема експериментальних до- сліджень контакту промислових відходів як закладних матеріалів з водним середовищем для двох випадків – сухих та обводнених родовищ. (а) (б) Рисунок 2. Схема експериментальних досліджень взаємодії закладних матеріалів кар’єрних пустот з водними ресурсами: (а) в умовах сухих кар’єрів: 1 – ємність; 2 – закладний матеріал; 3 – фільтрат; 4 – ємність для збору філь- трату; 5 – отвори у днищі ємності; 6 – висота шару закладного матеріалу; 7 – імітація атмосферних опадів; (б) в умовах обводнених кар’єрів: 1 – ємність; 2 – кран для зливу розчину; 3 – розчин; 4 – ємність для збору розчину; 5 – закладний матеріал; 6 – висота шару закладного матеріалу; 7 – рівень запо- внення кар’єрною водою; Vв, Vз – об’єми води та закладного матеріалу в ємності відповідно, м3 Для зручного та оперативного визначення хімічного складу продуктів кон- такту води із закладним матеріалом пропонується використання сучасного приладу фотометр Exact® Micro 20. Професійний фотометр Exact® Micro 20 американської корпорації Industrial Test Systems Inc – це цифровий фотомет- ричний прилад для аналізу питної та технічної води як у лабораторних, так і промислових умовах. Фотометр запрограмований на аналіз понад 40 параметрів води, зокрема, солей, заліза, марганцю, хлоридів, сульфатів, нітратів, нітритів, важких металів та інших хімічних елементів. Прилад за- безпечує лабораторну точність вимірювання і, на відміну від візуальних тес- терів, виключає суб’єктивний вплив на визначення результату [25]. Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 134 При розробці сухих родовищ корисних копалин, а також осушених родо- вищ, внаслідок впливу депресійних воронок гідрогеологічні умови кар’єрів вважаються простими, і єдиним джерелом водопритоків у кар’єр є атмосфе- рні опади. Останні видаляються природним шляхом за рахунок випарову- вання та фільтрації у нижній водоносний горизонт. Отже, при заповненні кар’єрних пустот закладним матеріалом атмосферні опади фільтруються крізь його шар і здатні потрапляти у нижній водоносний горизонт. Для таких випадків рекомендується проведення лабораторних досліджень за схемою, що зазначена на рисунку 1а. Для імітації умов фільтрації атмосферних опадів крізь закладний масив потрібно визначити середню кількість опадів за тривалий час, що випадає в регіоні, де планується формування закладного масиву у виробленому прос- торі кар’єру. Визначення обсягу атмосферних опадів пропонується здійснювати, ґрун- туючись на статистичних даних щодо погодних умов на території України. З використанням даних Українського гідрометеорологічного центру з’являється можливість визначити стійку та середньозважену кількість ат- мосферних опадів і похмурих дощових днів за місяць протягом періоду (з 1899 по 2021 роки). Далі визначається показник кількості опадів на площу поверхні закладного масиву (л/м2). Визначену кількість імітованих атмосфе- рних опадів з дотримання геометричної подібності фізичної моделі пропус- кають крізь шар закладного масиву, а фільтрат збирають у спеціальну єм- ність і далі досліджують його хімічний склад. Також обов’язковою умовою є дослідження хімічного складу води нижнього водоносного горизонту кар’єру, який буде виступати як фонова концентрація. Профільтрована вода та вода водоносного горизонту порівнюються між собою та робиться висновок щодо безпечності застосування певного виду промислового відходу для закладання виробленого простору кар’єру з позиції забруднення. Примітно, що за схемою рисунку 2а можна виконати значну кі- лькість експериментів з широкою варіацією параметрів, зокрема висоти запо- внення закладного шару та кількості профільтрованих атмосферних опадів. При обводнених кар’єрах у обводнену частину, зазвичай, розміщують ро- зкривні скельні породи, оскільки вони мають близький хімічний та радіону- клідний склади із природними породами основи кар’єру. Проте, може бути розглянута можливість розміщення деяких промислових відходів IV класу небезпеки. Для таких випадків рекомендується проведення лабораторних досліджень за схемою, вказаною на рисунку 1б. В ємності досліджується взаємодія закладного матеріалу з кар’єрними водами водоносного горизонту. Перед змішуванням визначається первинний хімічний склад кар’єрних вод, що є фоновою концентрацією для подальшого порівняння. За такою схемою досліджень (рис. 1б) з’являється можливість виконати значну кількість експериментів з широкою варіацією параметрів, а саме: різних об’ємів кар’єрної води та закладного матеріалу, часу їх витрим- ки для дослідження динаміки зміни показників тощо. Рекомендується також досліджувати хімічний склад розчину при первинній та вторинній витримці (нова вода) закладного матеріалу. Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 135 Якщо промислові відходи чинять істотний вплив на підземні води, то обов’язковою умовою є проведення заходів щодо інженерно-геологічного захисту днища кар’єру, що ізолює та герметизує вірогідний контакт кар’єрних вод з утвореним закладним масивом. Рекомендується першочер- гово розглядати можливість укладання в основі кар’єру розкривні та скельні пусті породи у суміші з суглинками для сухих родовищ або розкривні ске- льні породи в обводнену частину кар’єру вище природного рівня води. Ці породи мають близький хімічний та радіонуклідний склади із природними породами основи кар’єру і не створюють забруднення. У випадку прогнозо- ваної низької ефективності ізоляції можуть бути застосовані більш складні заходи із застосуванням геотекстильних матеріалів, що зазначається в інфо- рмаційних джерелах та нормативних документах ДБН [18, 26]. Для обводне- них родовищ у крайніх випадках може розглядатись будівництво систем дренажу та відкачування кар’єрних вод. Якщо доведена абсолютна відсутність впливу закладного масиву на підземні води, то може бути розглянута можливість розміщення певних ви- дів промислових відходів IV класу небезпеки у днищах кар’єрів без заходів герметизації та ізоляції гірського масиву. Для остаточного висновку щодо безпечності використання промислових відходів як закладних матеріалів слід врахувати також наступні фактори: наявність або відсутність у регіоні інтен- сивного водозабору поблизу кар’єру, де планується технічна рекультивація; характеристику порід днища кар’єру; їх фільтраційні властивості та відмітки горизонту підземних вод; коефіцієнт фільтрації закладного матеріалу. Проведення досліджень за схемою, наведеною на рисунку 1, дозволить переконливіше представити результати можливого впливу використання промислових відходів у звіті оцінки впливу на довкілля проєкту рекультива- ції кар’єру, який підлягає обов’язковій експертизі Міністерством захисту довкілля та природних ресурсів України. 4. ВИСНОВКИ У процесі виконання досліджень отримані наступні науково-практичні результати: 1. Проаналізовано та узагальнено низку існуючих законодавчо- нормативних аспектів і основних вимог до використання промислових від- ходів як закладних матеріалів кар’єрних пустот. Визначено, що промислові відходи з високою вірогідністю можуть використовуватись як закладні ма- теріали, якщо за визначеними показниками токсичності та радіоактивності вони віднесені до IV й I класу відповідно. Відходи цих класів відносяться до будівельних матеріалів і можуть використовуватись для будівництва (фор- мування) закладного масиву у вироблених просторах кар’єрів. Остаточне рішення приймається контролюючими та місцевими органами із дотриман- ням екологічних та санітарно-епідеміологічних вимог. 2. Виконано аналіз наявного досвіду застосування промислових відходів IV класу небезпеки з метою заповнення кар’єрних пустот на території України. Визначено, що застосування промислових відходів IV класу небезпеки (мало- небезпечні) як рекультиваційного (закладного) матеріалу є цілком можливим Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 136 при дотриманні екологічних та санітарно-гігієнічних вимог. Всі проаналізо- вані проєкти рекультивації пройшли процедуру оцінки впливу на навколишнє природне середовище, отримали позитивний висновок і відповідають чинним нормам законодавства. 3. Рекомендовано схеми та послідовність експериментальних досліджень контакту промислових відходів як закладних матеріалів з водним середови- щем для сухих та обводнених родовищ, що дозволяє оцінити безпечність їх застосування. Виконання зазначених досліджень дозволить переконливіше представити результати можливого впливу від використання промислових відходів у звіті оцінки впливу на довкілля проєкту рекультивації кар’єру, який підлягає обов’язковій експертизі. ВДЯЧНІСТЬ Дослідження виконані в рамках наукового грантового проєкту від Наці- онального фонду досліджень України 2021.01/0306 «Розробка технології відновлення порушених гірничими роботами територій шляхом формуван- ня закладних масивів на основі природно-техногенних матеріалів». СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Antonik, V.I., Petrukhin, A.V., & Antonik, I.P. (2017). Impact of dumps and tail- ings storage facilities of Kryvorizhia mining and beneficiation plants on the state of ecol- ogy of the surrounding areas. Bulletin of Kryvyi Rih National University, (44), 161-166. 2. Tymchuk, I., Malovanyy, M., Shkvirko, O., Chornomaz, N., Popovych, O., Grechanik, R., & Symak, D. (2021). Review of the global experience in reclamation of disturbed lands. Ecological Engineering & Environmental Technology, 22(1), 24-30. https://doi.org/10.12912/27197050/132097 3. Petlovanyi, M., Sai, K., Malashkevych, D., Popovych, V., & Khorolskyi, A. (2023). Influence of waste rock dump placement on the geomechanical state of underground mine workings. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1156(1), 012007. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1156/1/012007 4. Shi, Z., Wu, Y., Chiu, Y., Wu, F., & Shi, C. (2020). Dynamic linkages among min- ing production and land rehabilitation efficiency in China. Land, 9(3), 76. https://doi.org/10.3390/land9030076 5. Гріньов, В.Г., & Хорольський, А.О. (2022). Потенціал розвитку досліджень щодо створення технології оптимального проєктування природокористування. Фізико-Технічні Проблеми Гірничого Виробництва, (24), 103-127. https://doi.org/10.37101/ftpgp24.01.008 6. Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Україні у 2021 році. (2022). Київ, Україна: Міністерство захисту довкілля та при- родних ресурсів України, 514 с. 7. Xue, G., Yilmaz, E., & Wang, Y. (2023). Progress and prospects of mining with backfill in metal mines in China. International Journal of Minerals, Metallurgy and Ma- terials, 30(8), 1455-1473. https://doi.org/10.1007/s12613-023-2663-0 8. Petlovanyi, M., Malashkevych, D., Sai, K., Bulat, I., & Popovych, V. (2021). Gran- ulometric composition research of mine rocks as a material for backfilling the mined-out area in coal mines. Mining of Mineral Deposits, 15(4), 122-129. https://doi.org/10.33271/mining15.04.122 Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 137 9. Petlovanyi, М.V., Мalashkevych, D.S., & Sai, K.S. (2020). The new approach to creating progressive and low-waste mining technology for thin coal seams. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 29(4), 765-775. https://doi.org/10.15421/112069 10. Гайдін, А.М., & Собко, Б.Ю. (2019). Ревіталізація. Відновлення порушених ландшафтів в зонах діяльності гірничих підприємств. Дніпро, Україна: ПП Кулик В.В., 218 с. 11. Земельний кодекс України. (2023). Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2768-14#Text 12. Закон України «Про управління відходами». (2022). Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2320-20#Text 13. Закон України «Про охорону навколишнього природного середовища». (2023). Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1264-12#n622 14. Постанова Кабінету Міністрів України від 17.09.1996 № 1147 «Про затвер- дження переліку видів діяльності, що належать до природоохоронних заходів». (1996). Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1147-96-%D0%BF#Tex 15. Податковий кодекс України. (2023). Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2755-17#Text 16. ДСанПіН2.2.7.029-99. (2014). Гігієнічні вимоги щодо поводження з проми- словими відходами та визначення їх класу небезпеки для здоров’я населення. Київ, Україна: МОЗ України. 17. Про введення в дію Державних гігієнічних нормативів «Норми радіаційної безпеки України (НРБУ-97)». (2000). Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0062282-97#Text 18. ДБН В.2.4-4:2010. (2010). Полігони зі знешкодження та захоронення ток- сичних відходів. Основні положення проектування. Донецьк, Україна: ДП НДПІ «Донецький ПромбудНДІпроект». 19. Петльований, М.В., Сай, К.С., Борисовська, О.О., & Хорольський, А.А. (2023). Аналіз використання промислових відходів для формування закладних ма- сивів у техногенних пустотах. Науковий Вісник ДонНТУ, 1(10), 115-126. https://doi.org/10.31474/2415-7902-2023-1-115-126 20. Petlovanyi, M., Sai, K., Khalymendyk, O., Borysovska, O., & Sherstiuk, Ye. (2023). Analytical research of the parameters and characteristics of new “quarry cavities – backfill material” systems: Case study of Ukraine. Mining of Mineral Deposits, 17(3), 126-139. https://doi.org/10.33271/mining17.03.126 21. Звіт з оцінки впливу на довкілля. ДП «СхідГЗК». Смолінська шахта. Рекуль- тивація кар’єру піску. (2019). Жовті Води, Україна: ДП «УкрНДПРІ промтехнології», 132 с. 22. Міська програма вирішення екологічних проблем Кривбасу та поліпшення стану навколишнього природного середовища на 2016-2025 роки (надалі – Міська екологічна програма, програма), затверджена рішенням Криворізької міської ради від 28.09.2016 № 901. (2016). Кривий Ріг, Україна: Криворізька міська рада. 23. Філоненко, О.В., & Петльований, М.В. (2021). Методика дослідження пара- метрів формування закладного масиву кар’єрних пустот з металургійних шлаків. Збірник Наукових Праць Національного Гірничого Університету, (64), 81-98. https://doi.org/10.33271/crpnmu/64.081 24. ТУ У 08.1-00191158-002:2020. (2020). Суміші закладні із металургійних шлаків ПРАТ«МК «Азовсталь» та ПРАТ «ММК ім. Ілліча» для технічної рекульти- вації техногенно порушених земель. Маріуполь, Україна: ПРАТ «ММК ім. Ілліча». 25. Фотометр Exact® Micro 20. (2023). Режим доступу: https://crossmarket.com.ua/ua/p686729421-fotometr-exact-micro.html Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 138 26. Broda, J., Franitza, P., Herrmann, U., Helbig, R., Große, A., Grzybowska-Pietras, J., & Rom, M. (2020). Reclamation of abandoned open mines with innovative meandri- cally arranged geotextiles. Geotextiles and Geomembranes, 48(3), 236-242. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2019.11.003 REFERENCES 1. Antonik, V.I., Petrukhin, A.V., & Antonik, I.P. (2017). Impact of dumps and tail- ings storage facilities of Kryvorizhia mining and beneficiation plants on the state of ecol- ogy of the surrounding areas. Bulletin of Kryvyi Rih National University, (44), 161-166. 2. Tymchuk, I., Malovanyy, M., Shkvirko, O., Chornomaz, N., Popovych, O., Grechanik, R., & Symak, D. (2021). Review of the global experience in reclamation of disturbed lands. Ecological Engineering & Environmental Technology, 22(1), 24-30. https://doi.org/10.12912/27197050/132097 3. Petlovanyi, M., Sai, K., Malashkevych, D., Popovych, V., & Khorolskyi, A. (2023). Influence of waste rock dump placement on the geomechanical state of underground mine workings. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1156(1), 012007. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1156/1/012007 4. Shi, Z., Wu, Y., Chiu, Y., Wu, F., & Shi, C. (2020). Dynamic linkages among min- ing production and land rehabilitation efficiency in China. Land, 9(3), 76. https://doi.org/10.3390/land9030076 5. Hrinov, V., & Khorolskyi, А. (2022). Potential of development of researches is in relation to creation of technology of optimal planning of use by nature. Physical and Technical Problems of Mining Production, (24), 103-127. https://doi.org/10.37101/ftpgp24.01.008 6. Natsionalna dopovid pro stan navkolyshnoho pryrodnoho seredovyshcha v Ukraini u 2021 rotsi. (2022). Kyiv, Ukraina: Ministerstvo zakhystu dovkillia ta pryrodnykh resur- siv Ukrainy, 514 s. 7. Xue, G., Yilmaz, E., & Wang, Y. (2023). Progress and prospects of mining with backfill in metal mines in China. International Journal of Minerals, Metallurgy and Ma- terials, 30(8), 1455-1473. https://doi.org/10.1007/s12613-023-2663-0 8. Petlovanyi, M., Malashkevych, D., Sai, K., Bulat, I., & Popovych, V. (2021). Gran- ulometric composition research of mine rocks as a material for backfilling the mined-out area in coal mines. Mining of Mineral Deposits, 15(4), 122-129. https://doi.org/10.33271/mining15.04.122 9. Petlovanyi, М.V., Мalashkevych, D.S., & Sai, K.S. (2020). The new approach to creating progressive and low-waste mining technology for thin coal seams. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 29(4), 765-775. https://doi.org/10.15421/112069 10. Haidin, A.M., & Sobko, B.Yu. (2019). Revitalizatsiia. Vidnovlennia porushenykh landshaftiv v zonakh diial-nosti hirnychykh pidpryiemstv. Dnipro, Ukraina: PP Kulyk V.V., 218 s. 11. Zemelnyi kodeks Ukrainy. (2023). Rezhym dostupu: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2768-14#Text 12. Zakon Ukrainy «Pro upravlinnia vidkhodamy». (2022). Rezhym dostupu: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2320-20#Text 13. Zakon Ukrainy «Pro okhoronu navkolyshnoho pryrodnoho seredovyshcha». (2023). Rezhym dostupu: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1264-12#n622 14. Postanova Kabinetu Ministriv Ukrainy vid 17.09.1996 № 1147 «Pro zatverdzhen- nia pereliku vydiv diia-lnosti, shcho nalezhat do pryrodookhoronnykh zakhodiv». (1996). Rezhym dostupu: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1147-96-%D0%BF#Tex Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 139 15. Podatkovyi kodeks Ukrainy. (2023). Rezhym dostupu: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2755-17#Text 16. DSanPiN2.2.7.029-99. (2014). Hihiienichni vymohy shchodo povodzhennia z promyslovymy vidkhodamy ta vy-znachennia yikh klasu nebezpeky dlia zdorov’ia nase- lennia. Kyiv, Ukraina: MOZ Ukrainy 17. Pro vvedennia v diiu Derzhavnykh hihiienichnykh normatyviv «Normy radiatsiinoi bezpeky Ukrainy (NRBU-97)». (2000). Rezhym dostupu: https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0062282-97#Text 18. DBN V.2.4-4:2010. (2010). Polihony zi zneshkodzhennia ta zakhoronennia toksychnykh vidkhodiv. Osnovni po-lozhennia proektuvannia. Donetsk, Ukraina: DP NDPI «Donetskyi PrombudNDIproekt». 19. Petlovanyi, M., Sai, K., Borysovska, O., & Khorolskyi, A. (2023). Analysis of the use of industrial waste for the formation of backfill mass in man-made voids. Scientific Bulletin of Donetsk National Technical University, 1(10), 115-126. https://doi.org/10.31474/2415-7902-2023-1-115-126 20. Petlovanyi, M., Sai, K., Khalymendyk, O., Borysovska, O., & Sherstiuk, Ye. (2023). Analytical research of the parameters and characteristics of new “quarry cavities – backfill material” systems: Case study of Ukraine. Mining of Mineral Deposits, 17(3), 126-139. https://doi.org/10.33271/mining17.03.126 21. Zvit z otsinky vplyvu na dovkillia. DP «SkhidHZK». Smolinska shakhta. Re- kultyvatsiia kar’ieru pisku. (2019). Zhovti Vody, Ukraina: DP «UkrNDPRI promtekhnolohii», 132 s. 22. Miska prohrama vyrishennia ekolohichnykh problem Kryvbasu ta polipshennia stanu navkolyshnoho pryrodnoho seredovyshcha na 2016-2025 roky (nadali – Miska ekolohichna prohrama, prohrama), zatverdzhena rishenniam Kryvorizkoi miskoi rady vid 28.09.2016 № 901. (2016). Kryvyi Rih, Ukraina: Kryvorizka miska rada. 23. Filonenko, О., & Petlovanyi, М. (2021). Methods for studying the parameters of the formation of a backfilling mass of open pit cavities from metallurgical slags. Collec- tion of Research Papers of the National Mining University, (64), 81-98. https://doi.org/10.33271/crpnmu/64.081 24. TU U 08.1-00191158-002:2020. (2020). Sumishi zakladni iz metalurhiinykh shlakiv PRAT«MK «Azov-stal» ta PRAT «MMK im. Illicha» dlia tekhnichnoi rekultyvatsii tekhnohenno porushenykh zemel. Mariupol, Ukraina: PRAT «MMK im. Illicha». 25. Fotometr Exact® Micro 20. (2023). Rezhym dostupu: https://crossmarket.com.ua/ua/p686729421-fotometr-exact-micro.html 26. Broda, J., Franitza, P., Herrmann, U., Helbig, R., Große, A., Grzybowska-Pietras, J., & Rom, M. (2020). Reclamation of abandoned open mines with innovative meandri- cally arranged geotextiles. Geotextiles and Geomembranes, 48(3), 236-242. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2019.11.003 ABSTRACT (IN UKRAINIAN) Мета. Аналіз та виділення основних аспектів безпечності застосування ма- лонебезпечних промислових відходів як закладних матеріалів кар’єрних пустот для відновлення рівня земної поверхні. Методика. Для досягнення поставленої мети застосовано аналіз та система- тизацію низки законодавчих і нормативних актів щодо поводження з проми- словими відходами й можливого їх використання для закладання вироблено- го простору недіючих кар’єрів; аналіз існуючого практичного досвіду вико- Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 140 ристання промислових відходів для рекультивації вироблених просторів кар’єрів в Україні. Результати. Визначено, що промислові відходи з високою вірогідністю мо- жуть використовуватись як закладні матеріали, якщо за показниками токси- чності та радіоактивності вони віднесені до IV і I класу відповідно, що при- рівнюються до будівельних матеріалів і можуть використовуватись для фо- рмування закладного масиву у вироблених просторах кар’єрів. Встановлено наявність дієвого та практичного досвіду закладання виробленого простору кар’єрів промисловими відходами. Рекомендовано схеми та послідовність експериментальних досліджень контакту закладних матеріалів з водним се- редовищем для сухих і обводнених родовищ, що дозволяє оцінити безпеч- ність їх застосування. Наукова новизна. Розкриті та узагальнені особливості й шляхи визначення можливості безпечного застосування малонебезпечних промислових відхо- дів для закладання вироблених просторів кар’єрів. Практична значимість. Результати досліджень є цінними для стимулюван- ня розвитку екологічних програм державного й місцевого значення щодо відновлення порушених гірничим роботами територій та збільшення об’ємів утилізації малонебезпечних промислових відходів. Ключові слова: кар’єрні пустоти, промислові відходи, закладний масив, ре- культивація, забруднення, підземні води, ізоляція ABOUT AUTHORS Petlovanyi Mykhailo, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Dnipro University of Technology, Associate Professor of the Mining Engineering and Education Department, 19 Yavornytskoho Ave., Dniprо, Ukraine, 49005, E-mail: petlo- vanyi.m.v@nmu.one Sai Kateryna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Dnipro University of Technology, Associate Professor of the Mining Engineering and Education Department, 19 Yavornytskoho Ave., Dniprо, Ukraine, 49005, E-mail: sai.k.s@nmu.one Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва 2023, вип. 25 141 УДК 502:504 https://doi.org/10.37101/ftpgv25.01.011 ПРО МОНІТОРИНГ ГЕОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ЯКІ ЗНАХОДЯТЬСЯ ПІД ТЕХНОГЕННИМ ВПЛИВОМ С.В. Тинина1, І.І. Чоботько2, Є.А. Кулак1, Г.М. Шевельова3 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України, м. Дніпро, Україна 2Відділення фізики гірничих процесів Інституту геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України, м. Дніпро, Україна 3Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Держав- ного космічного агентства України, м. Дніпро, Україна Відповідальний автор: e-mail: efilonov79@gmail.com MONITORING OF GEOMECHANICAL SYSTEMS UNDER ANTHROPOGENIC INFLUENCE S.V.Tynyna1, I.I. Chobotko2, Y.A. Кulak1, H.М. Shevelova3 1M.S.Poliakov Institute of Geotechnical Mechanics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Dnipro, Ukraine 2Branch for Physics of Mining Processes in the M.S. Poliakov Institute of Geotechnical Mechanics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Dnipro, Ukraine 3Institute of Technical Mechanics of National Academy of Sciences of Ukraine and State Space Agency of Ukraine, Dnipro, Ukraine Corresponding author: e-mail: efilonov79@gmail.com ABSTRACT Purpose. The purpose of the study is to improve the monitoring systems of man- made facilities: quarries, waste heaps and tailings (sludge pits) with increased en- vironmental hazards. Methods. In preparation for the research, the following tasks were set: to analyse the problem and assess the main types of monitoring of man-made objects, to es- tablish the main advantages and disadvantages of using methods of monitoring and controlling the environmental state of geomechanical systems. Findings. Based on the conducted research, the results indicate the effectiveness of using monitoring methods to determine the state of geomechanical systems un- der anthropogenic influence. The factors influencing their stability and functional- ity are identified. Originality. It is established that the study has made an important contribution to the development of methods for monitoring geomechanical systems under the influ- ence of anthropogenic factors, revealing new opportunities for the use of UAVs.

Аспекти безпечності застосування промислових відходів як закладних матеріалів техногенних пустот

Репозитарії

Схожі ресурси