Инновационные методы пылеподавления на карьерах Кривбасса: от гидроочистки до химических фиксаторов

Когда ветер в очередной раз разносит жёлтое облако над карьерами и хвостохранилищами Кривого Рога, для тысяч жителей это не просто работа предприятия. После массовых производственных взрывов в воздух попадают десятки тонн пыли, с которой пытаются бороться. Далее на kryvyi-rih.name.

Даже во время российско-украинской войны работы не прекратились, только плановые взрывы проводят реже и планируют заранее. Для пылеподавления используют разные методы: одни предусматривают орошение поверхностей водой, другие — обработку специальными химическими смесями. Их уже не один год используют криворожские горно-обогатительные комбинаты и «АрселорМиттал Кривой Рог».

Сколько пыли поднимает один взрыв?

Взрыв в железорудном карьере длится считанные мгновения, однако пылевое облако ещё некоторое время остаётся в воздухе. Экскаваторы разбирают породу, грузовики вывозят её, а часть газов выходит наружу во время этого процесса. По расчётам для железорудных карьеров Кривбасса, при взрыве с каждого кубометра породы образуется от 27 до 170 граммов пыли.

Вместе с ней в воздух попадают:

• оксид углерода;
• оксиды азота. 

Проблему официально признали приоритетной в 2017–2020 годах. Экологи неоднократно рассматривали этот вопрос в рамках городской программы решения экологических проблем Кривбасса. За этими решениями — задача для промышленности: найти способы, которые помогают сдерживать пыль.

Гидроочистка: вода как первая линия обороны

На Центральном горно-обогатительном комбинате (ЦГОК) компании «Метинвест» водой обрабатывают значительные территории, однако для борьбы с запылённостью предприятие применяет не только орошение. В 2024 году намыв пляжей хвостохранилища охватил 823 гектара, а в пределах санитарно-защитной зоны работали 4 автоматизированных поста мониторинга качества воздуха. Особое внимание уделяли участкам, где поверхность дополнительно обрабатывали связывающими веществами. 

Поливочные машины также работают на улицах: 

• Небесной Сотни;
• Сергея Колачевского;
• Симона Петлюры;
• Романа Шухевича.

Не забывают обрабатывать и улицы посёлка Верабово. В сентябре 2024 года комиссия областного управления государственного экологического надзора и городского управления экологии положительно оценила проведённые мероприятия. Пример ЦГОКа показал, что на крупных промышленных территориях используют не один способ борьбы с пылью, а несколько — в зависимости от участка и задачи.

Гуматный реагент: природная химия против пылегазового облака

Другой подход предусматривает гуматный реагент, которым предварительно обрабатывают блок. В скважину заливают водный раствор, а снаружи дополнительно размещают полиэтиленовые рукава. 

По замыслу разработчиков, реагент:

• связывает пыль и оксид углерода;
• нейтрализует диоксид азота. 

Такой способ отличается от обычного полива дорог и отвалов, ведь обработка проводится во время подготовки к взрывным работам. Технологию исследовали ведущие учёные Кривбасса и Днепра, промышленные испытания проводили на карьерах Ингулецкого, Северного и Центрального ГОКов «Метинвеста», «АрселорМиттал Кривой Рог», Южного ГОКа и ООО «Рудомайн». Исследовали не только запылённость после взрыва, но и газовые соединения, образующиеся во время этих работ.

В 2025 году исследователи Вадим Щёкин и Виктория Ткачук представили комплексную технологию DECARBUST. Она продолжила направление исследований, в котором сокращение пыли сочетают со снижением содержания вредных газов. Усовершенствование конструкции позволяет уменьшить ещё и расход взрывчатых веществ. 

Гидрогель на «АрселорМиттал»: кристаллизация вместо полива

На «АрселорМиттал Кривой Рог» испытали способ, при котором вода с реагентом попадает в пылегазовое облако непосредственно в момент взрыва. Гидрогель закладывают в скважины и рукава на поверхности блока, при взрыве реагент кристаллизуется и помогает блокировать продукты детонации. Когда рукава разрушаются, смесь воды и гидрогеля орошает образовавшееся облако.

Во время испытаний гидрогель сравнивали с чистой водой по влиянию на:

• пыль; 
• диоксид азота;
• оксид углерода. 

По всем трём показателям результаты с реагентом оказались лучше, хотя разница зависела от конкретного вещества. С мая 2023 года предприятие применяло гидрогель на постоянной основе на тех объёмах взрывных работ, где это позволяли технологические условия. Такой подход дополнил другие методы пылеподавления на карьерах Кривбасса: его используют не для регулярного увлажнения больших площадей, а для локализации и связывания выбросов.

Бишофит: защита от пыли на больших площадях 

Полив карьерных дорог снижает запылённость, однако эффект остаётся кратковременным: как только вода испаряется, колёса тяжёлой техники и порывы ветра снова поднимают в воздух мелкие частицы породы. Один из способов дольше удерживать влагу — обработка бишофитом, природной солью хлорида магния. Метод исследовали криворожские учёные, отдельно изучая принцип его применения при бурении и взрывных работах.

Бишофит отличается тем, что:

• притягивает влагу из воздуха; 
• помогает сохранять на поверхности влажный защитный слой.

Для больших площадей важна не только способность реагента уменьшить запылённость сразу после нанесения, но и то, насколько долго он удерживается до следующей обработки. Именно в этом бишофит выигрывает, поскольку он сохраняет влагу на поверхности даже тогда, когда обычная вода уже испарилась бы.

Химические фиксаторы и фитозакрепление

Отдельное направление — полимерные концентраты. После нанесения они образуют плёнку, удерживающую частицы размером менее 10 микрон от 14 до 20 дней. В сравнительных испытаниях Научно-исследовательского горнорудного института и Научно-исследовательского института безопасности труда и экологии горно-металлургической промышленности тестировали также Лексол-5, торфогидроксидный реагент, а также смеси с углещелочным реагентом. 

Положительные результаты показали реагенты «Альтпроф»:

• постепенно отдают воду;
• скрепляют мелкодисперсную пыль в агломераты. 

В Кривом Роге не забывают и о фитозакреплении. На Центральном ГОКе в 2024 году засеяли рожью 100 гектаров сыпучих поверхностей хвостохранилища и дополнительно высадили камыш. Пляжи покрывают вскрышными породами. В санитарно-защитной зоне возле посёлка Верабово высадили 300 кустарников и деревьев. Корневая система растений формирует естественный барьер, дополняющий химическое и гидравлическое закрепление.

Туманообразование: когда вода становится облаком

На складе угля и кокса «АрселорМиттал Кривой Рог» в 2019 году заработала шведская система Duztech. Она распыляет воду в виде тумана на расстояние до 60 метров. Такие системы необходимы там, где пыль попадает в воздух во время работы с сыпучим сырьём.

Принцип работы прост:

• мелкие капли сталкиваются со взвешенными частицами;
• увеличивают их массу;
• способствуют их осаждению. 

Ещё одно направление — водные суспензии, их предлагают как альтернативу исключительно химическим средствам при перевозке горной массы самосвалами. Системы туманообразования дополняют методы закрепления поверхностей, поэтому используются на тех участках, где пыль образуется непрерывно в процессе работы с сырьём.

Чем лучше накрыть карьерную пыль: водой, туманом или химией?

После взрыва требуется один подход к борьбе с пылегазовыми выбросами, на сухой дороге — второй, а на открытой площади хвостохранилища — третий. Именно поэтому на предприятиях Кривбасса применяют не какой-то один универсальный метод, а целый комплекс решений. 

Они успешно дополняют друг друга:

• гуматные реагенты и гидрогель задействуют при взрывных работах;
• бишофит помогает закреплять сухие поверхности;
• полимеры образуют прочную защитную плёнку;
• туманообразующие комплексы осаждают пыль прямо в воздухе.

Каждый метод подбирают под конкретный источник пылеобразования и тестируют его эффективность в реальных условиях. Испытания на Ингулецком, Северном и Центральном ГОКах, «АрселорМиттал Кривой Рог», Южном ГОКе и карьерах «Рудомайна» показали положительные результаты. Криворожские исследователи продолжают эксперименты в поиске оптимальных решений пылеподавления для экологической защиты города.

Источники:

1. https://www.nvngu.in.ua/jdownloads/pdf/2024/3/03_2024_Shchokin.pdf
2. https://www.nvngu.in.ua/jdownloads/pdf/2025/5/05_2025_Shchokin.pdf
3. https://cleanair.org.ua/wp-content/uploads/2023/11/cleanair.org.ua-261023-ndgri-.pdf
4. https://krivbass.city/news/view/tsentralnij-gzk-otrimav-pozitivnu-otsinku-za-vikonannya-zahodiv-z-pilopridushennya
5. https://kbu.org.ua/news/arselormittal-kryvyi-rih-skorochuie-vykydy-pylu-ta-haziv-pid-chas-vybukhiv-u-karierakh
6. https://journal-knu.com.ua/web/uploads/journals_pdf/Journal%20of%20Kryvyi%20Rih%20National%20University,%20Vol%2021,%20No%202,%202023.pdf
7. https://parispeaceforum.org/projects/reducing-emissions-from-quarry-blasting/
8. https://svk.ua/industrial/mining