Группа украинских ученых и инженеров создала технологию установки гидроизоляционных завес, не имеющую аналогов в мире.
Исследователи предложили уникальную разработку для охраны окружающей среды от воздействия горнодобывающих работ. В труде, представленном государственным предприятием «Научно-исследовательский институт галургии», описывается способ строительства гидроизоляционных завес, который позволяет эффективно защищать добывающие предприятия от проникновения грунтовых вод.
Предложенный метод прошел испытание временем: с 1994 по 2009 год новая технология использовалась на 32 украинских промышленных объектах. Среди них — шахты государственных предприятий «Антрацит», «Ровенькиантрацит» и «Свердловантрацит», действующие и строящиеся тоннели «Укрзалізниці», Каховское водохранилище. Разработка наших ученых оказалась востребованной и за границей — в США, Чехии и Китае. Оте-чественные специалисты смогли решить проблемы, перед которыми отступили ведущие горностроительные корпорации разных стран мира.
По заказу промышленников авторы работы уже подготовили проектную документацию для внедрения в 2010-2012 годах своей технологии на 27 экологически опасных объектах в Прикарпатье, Закарпатье и на Донбассе. В частности, созданием гидроизоляционных завес собираются обеспечить безопасность на Домбровском калийном карьере и хвостохранилище №2 сульфитно-магниевых рассолов, из-за которых г. Калуш Ивано-Франковской области был недавно объявлен зоной экологического бедствия.
Украинская технология не имеет аналогов в мире. Выполненные по ней гидроизоляционные завесы обеспечивают на порядок меньшую проницаемость природных массивов, чем зарубежные, и обладают значительно большей сейсмостойкостью и надежностью. При этом стоимость материалов и работ оказывается существенно ниже, как и требования к мощности используемого оборудования.
Разработка украинских ученых выдвинута на соискание Государственной премии Украины в области науки и техники 2010 года.
Из первых уст
Юрий Спичак, доктор технических наук, профессор, генеральный директор ООО «Научно-производственное предприятие «Антрацит-Плюс Лтд.» , соавтор работы «Методы и меры по охране окружающей природной среды от влияния горнодобывающих работ»:
— Завеса, выполненная с использованием нашей технологии, может прослужить и тысячу лет.
— Юрий Николаевич, предложенная Научно-исследова-тельским институтом галургии технология по целому ряду параметров превосходит как отечественные, так и зарубежные аналоги. За счет чего удалось этого достигнуть?
— Во-первых, для создания гидроизоляционных завес мы используем натриевые бентонитовые порошки собственной разработки, способные увеличивать свой объем примерно в 8-8,5 раза. На протяжении нескольких часов после инъекции смесь интенсивно растет, полностью заполняя собой все поры и карсты.
Обычно в этих целях применяются смеси, на 90% состоящие из цемента. Однако такой раствор лопается, а также вымывается за счет действия химии грунтовых вод. Наша смесь на 90% состоит из глины и только на 10% из цемента. Глина не боится подвижек и землетрясений, не растворяется и не вымывается химически активными грунтовыми водами.
Аналогичной смеси нет даже у японцев. Когда мы работали вместе, японские коллеги называли меня «сэнсэем», что, в общем-то, приятно было слышать. В принципе, у них существуют составы, способные выполнять аналогичные функции, однако по стоимости они превосходят нашу смесь в несколько раз. Цена тонны японской смеси — примерно 1000 долларов, нашей — 1300 гривень, а раньше была еще дешевле.
Впервые мы применили наши составы в Америке, затем — на Тайване, где создавали гидроизоляционную завесу для объекта, с которым не справилась французская компания, участвовавшая до этого в строительстве тоннеля под Ла-Маншем. Заказчики разорвали с ней контракт и пригласили работать нас. Мы смогли ликвидировать аварию за полтора-два месяца. Для этого пришлось каждую неделю привозить два морских контейнера нашей смеси общей массой 42 тонны.
Кстати, сегодня наши специалисты продолжают работать в южной столице острова — городе Гаосюн, на строительстве метрополитена.
— Какую роль в создании гидроизоляционных завес играет применяемая вами математическая модель? Это тоже ваша разработка?
— Созданию математической модели управления свойствами вязкопластических твердеющих гидроизоляционных растворов была посвящена моя докторская диссертация. Эта модель описывает физические процессы, происходящие при горнодобывающем производстве, и позволяет в режиме реального времени точно знать, что происходит под землей.
Перед началом работ всегда проводится гидрологическое исследование. Чтобы быть уверенными в надежности полученных данных, мы применяем технологии, которые сами создали или модернизировали. Благодаря этому получаем информацию буквально о каждом сантиметре ствола шахты, длина которого может составлять, скажем, 1000 метров. Для дальнейшего анализа применяем компьютерные программы, также собственной разработки.
Во время работы на одном из объектов, сравнив наши результаты с полученными японской компанией, мы обнаружили у них целый ряд ошибок. По некоторым параметрам имелось расхождение в 4-6 раз. Из-за этого пришлось даже пересматривать смету проекта.
— Технология имеет большое природоохранное значение. Но ведь ее можно использовать и для повышения эффективности собственно горнодобывающих работ?
— Конечно, и даже в первую очередь. Она уже применяется на Донбассе с этой целью. Мы создаем вокруг ствола шахты прикрытие, благодаря которому он остается совершенно сухим. Это, во-первых, позволяет улучшить условия труда, повысив тем самым его эффективность. Ведь работать по колено в воде не так просто. Во-вторых, дает возможность сэкономить средства на откачке воды из ствола шахты — при использовании наших гидроизоляционных завес такая необходимость отпадает. Да и проблема загрязнения попросту не возникает.
Согласно международным нормам, гидроизоляционная завеса должна надежно выполнять свою функцию в течение трехсот лет. Мы легко можем гарантировать этот срок: по нашим оценкам, завеса, выполненная с использованием нашей технологии, может прослужить и тысячу лет. Это также облегчает решение задач экологической безопасности, возникающих на этапе закрытия шахты.
— Расскажите об опыте применения вашей технологии в США. Какую проблему там решали наши специалисты?
— Нас пригласили для ликвидации аварии, которая произошла еще в ХІХ веке, на шахте, расположенной на высоте 3200 метров, вблизи границы с Канадой. Немецкие геологи обнаружили там месторождение тяжелых металлов и в процессе строительства добывающего предприятия «подсекли» мощный разлом. А сверху бежала горная река, воды которой и попали в шахту. За сто лет эта вода оказалась окисленной до состояния серной кислоты — вместо горной реки из шахты стал вытекать ядовитый ярко-оранжевый поток.
Чтобы остановить распространение ядовитой жидкости, американцы соорудили плотину, которая, однако, треснула, и поток ушел в реки. Рыба там вымерла. А ведь в этой местности расположено несколько индейских резерваций, для жителей которых рыбная ловля долгое время служила основным источником пропитания.
Мы приехали в Соединенные Штаты по приглашению министерства энергетики США. С 1994 по 1998 год нам удалось полностью ликвидировать последствия техногенной катастрофы. Вода в реке снова стала чистой и прозрачной, полностью восстановилась экология региона.
— Международный интерес к технологии не вызывает сомнений. Насколько широко она будет применяться у нас и за рубежом?
— Действительно, наша разработка выигрывает у аналогов как по цене, так и по эффективности, и мы получаем заказы из-за рубежа. С другой стороны, в каждом государстве есть компании соответствующего профиля, которые, естественно, не хотят конкуренции. Кроме того, имеет значение и инфраструктура страны, подразумевающая использование определенных технологий и материалов. Доходит до смешного: при реализации одного из проектов заказчик потребовал от нас использовать больше цемента, чем нам было необходимо, поскольку рядом с объектом, на котором мы работали, недавно построили цементный завод.
