Перешкода для вод
Група українських учених та інженерів створила технологію встановлення гідроізоляційних завіс, яка не має аналогів у світі.
Дослідники запропонували унікальну розробку для охорони навколишнього середовища від впливу гірничодобувних робіт. У роботі, представленій державним підприємством «Науково-дослідний інститут галургії», описується спосіб будівництва гідроізоляційних завіс, який дозволяє ефективно захищати добувні підприємства від проникнення ґрунтових вод.
Запропонований метод пройшов випробування часом: із 1994 по 2009 рік нова технологія використовувалася на 32 українських промислових об’єктах. Серед них — шахти державних підприємств «Антрацит», «Ровенькиантрацит» і «Свердловантрацит», тунелі «Укрзалізниці», які діють та будуються, Каховське водоймище. Розробка наших учених затребувана й за кордоном — у США, Чехії та Китаї. Вітчизняні фахівці змогли вирішити проблеми, перед якими відступили провідні гірничобудівні корпорації різних країн світу.
На замовлення промисловців автори роботи вже розробили проектну документацію для впровадження в 2010—2012 роках своєї технології на 27 екологічно небезпечних об’єктах у Прикарпатті, Закарпатті та на Донбасі. Зокрема, завдяки створенню гідроізоляційних завіс планують убезпечити Домбровський калійний кар’єр і хвостосховище №2 сульфітно-магнієвих розсолів, через які м. Калуш Івано-Франківської області був недавно оголошений зоною екологічного лиха.
Українська технологія не має аналогів у світі. Виконані за нею гідроізоляційні завіси забезпечують набагато меншу проникність природних масивів, ніж закордонні, і мають значно більшу сейсмостійкість і надійність. При цьому вартість матеріалів і робіт істотно нижче, як і вимоги до потужності використовуваного обладнання.
Розробку українських учених висунуто на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки 2010 року.
Із перших уст
Юрій Спічак, доктор технічних наук, професор, генеральний директор ТОВ «Науково-виробниче підприємство «Антрацит-Плюс Лтд.», співавтор роботи «Методи і заходи охорони навколишнього природного середовища від впливу гірничо-видобувних робіт»:
— Завіса, виконана з використанням нашої технології, може прослужити й тисячу років.
— Юрію Миколайовичу, запропонована Науково-дослідним інститутом галургії технологія за багатьма параметрами перевершує як вітчизняні, так і зарубіжні аналоги. За рахунок чого вдалося цього досягти?
— По-перше, для створення гідроізоляційних завіс ми використовуємо натрієві бентонітові порошки власного розроблення, здатні збільшувати свій обсяг приблизно у 8-8,5 раза. Протягом декількох годин після ін’єкції обсяг суміші інтенсивно збільшується, цілком заповнюючи собою всі пори й карсти.
Звичайно з цією метою застосовуються суміші, які на 90% складаються із цементу. Однак такий розчин лопається, а також вимивається за рахунок дії хімії ґрунтових вод. Наша суміш на 90% складається із глини й тільки на 10% із цементу. Глина не боїться рухів і землетрусів, не розчиняється й не вимивається хімічно активними ґрунтовими водами.
Аналогічної суміші немає навіть у японців. Коли ми працювали разом, японські колеги називали мене «сенсеєм», що приємно було чути. У принципі, у них є сполуки, здатні виконувати аналогічні функції, однак за вартістю вони перевершують нашу суміш у кілька разів. Ціна тонни японської суміші — приблизно 1000 доларів, нашої — 1300 гривень, а раніше вона була ще дешевше.
Уперше ми застосували наші сполуки в Америці, потім — на Тайвані, де створювали гідроізоляційну завісу для об’єкта, з яким не впоралася французька компанія, що брала участь до цього в будівництві тунелю під Ла-Маншем. Замовники розірвали з нею контракт і запросили працювати нас. Ми змогли ліквідувати аварію за півтора-два місяці. Для цього довелося щотижня привозити два морських контейнери нашої суміші загальною масою 42 тонни.
До речі, сьогодні наші фахівці працюють у південній столиці острова — місті Гаосюн, на будівництві метрополітену.
— Яку роль у створенні гідроізоляційних завіс відіграє застосовувана вами математична модель? Це теж ваша розробка?
— Створенню математичної моделі управління властивостями в’язкопластичних гідроізоляційних розчинів, які твердіють, була присвячена моя докторська дисертація. Ця модель описує фізичні процеси при гірничодобувному виробництві і дозволяє в режимі реального часу точно знати, що відбувається під землею.
Перед початком робіт завжди проводиться гідрологічне дослідження. Щоб бути впевненими в надійності отриманих даних, ми застосовуємо технології, які самі створили або модернізували. Завдяки цьому одержуємо інформацію буквально про кожен сантиметр стовбура шахти, довжина якого може становити, скажімо, 1000 метрів. Для подальшого аналізу застосовуємо комп’ютерні програми, також власного розроблення.
Під час роботи на одному з об’єктів, порівнявши наші результати з отриманими японською компанією, ми виявили в них багато помилок. За деякими параметрами була розбіжність у 4—6 разів. Через це довелося навіть переглядати кошторис проекту.
— Технологія має велике природоохоронне значення. Але ж її можна використовувати й для підвищення ефективності власне гірничодобувних робіт?
— Звичайно, і навіть у першу чергу. Вона вже застосовується на Донбасі із цією метою. Ми створюємо навколо стовбура шахти прикриття, завдяки якому він залишається зовсім сухим. Це, по-перше, дозволяє поліпшити умови праці, підвищивши таким чином її ефективність. Адже працювати по коліно у воді не так просто. По-друге, дає можливість заощадити кошти на відкачуванні води зі стовбура шахти — при використанні наших гідроізоляційних завіс така необхідність зникає. Та й проблеми забруднення просто нема.
Відповідно до міжнародних норм, гідроізоляційна завіса повинна надійно виконувати свою функцію протягом трьохсот років. Ми легко можемо гарантувати цей термін: за нашими оцінками, завіса, виконана з використанням нашої технології, може прослужити й тисячу років. Це також полегшує розв’язання завдань екологічної безпеки, які постають на етапі закриття шахти.
— Розкажіть про досвід застосування вашої технології в США. Яку проблему там вирішували наші фахівці?
— Нас запросили для ліквідації аварії, яка сталася ще в ХІХ столітті, на шахті, розташованій на висоті 3200 метрів, поблизу кордону з Канадою. Німецькі геологи виявили там родовище важких металів і в процесі будівництва добувного підприємства «підсікли» потужний розлам. А зверху бігла гірська річка, води якої й потрапили в шахту. За сто років ця вода була окислена до стану сірчаної кислоти — замість гірської річки із шахти почав текти отруйний яскраво-жовтогарячий потік.
Щоб зупинити поширення отруйної рідини, американці спорудили греблю, яка, однак, тріснула, і потік пішов у ріки. Риба там вимерла. Але ж у цій місцевості розташовано кілька індійських резервацій, для жителів яких рибний лов довго був основним джерелом їжі.
Ми приїхали до Сполучених Штатів за запрошенням міністерства енергетики США. З 1994 по 1998 рік нам удалося цілком ліквідувати наслідки техногенної катастрофи. Води ріки знову стали чистими та прозорими, відновилася екологія регіону.
— Міжнародний інтерес до технології безсумнівний. Наскільки широко вона застосовуватиметься в нас і за кордоном?
— Дійсно, наша розробка виграє в аналогів як за ціною, так і за ефективністю, і ми одержуємо замовлення з-за кордону. З іншого боку, у кожній державі є компанії відповідного профілю, які, звичайно, не хочуть конкуренції. Крім того, має значення також інфраструктура країни, що припускає використання певних технологій і матеріалів. Доходить до смішного: при реалізації одного із проектів замовник вимагав від нас використовувати більше цементу, ніж нам було необхідно, оскільки поруч із об’єктом, на якому ми працювали, недавно побудували цементний завод.
