Утилизация низкосортных отходов углеобогащения совместно с растительными остатками
М.А. Пашкевич, Е.С. Казаков
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Горная Промышленность №4S/ 2026 стр. 120-126
Резюме: Вовлечение отходов угледобывающей отрасли в хозяйственный оборот предприятия способствует не только снижению техногенной нагрузки на окружающую среду, но и получению положительного экономического эффекта. Настоящая работа направлена на исследование влияния добавок растительной биомассы (пшеничной соломы, лузги подсолнечника, сосновых опилок) на теплотворные характеристики вторичного топлива на основе угольного шлама – отхода обогащения антрацитов Донецкого угольного бассейна. Методология исследования включала приготовление топливных композиций в массовых соотношениях 7/3 и 8/2 растительных остатков к шламу с добавлением 5 масс. % кукурузного крахмала. Комплексные исследования состава и свойств отобранных образцов проводились на базе научного центра «Оценка техногенной трансформации экосистем» Санкт-Петербургского горного университета. Определение высшей теплоты сгорания осуществлялось методом калориметрической бомбы. Элементный анализ образующейся золы был определен с применением портативного рентгенофлуоресцентного анализатора. Установлено, что все изученные смеси превосходят по теплотворной способности угольный шлам в чистом виде (13 МДж/кг). Максимальные значения высшей теплоты сгорания (19,5 МДж/кг) и минимальная зольность (5,4%) зафиксированы для композиции опилок с угольным шламом в соотношении 7/3. Для данной смеси предложена технологическая схема утилизации отходов углеобогащения на базе автосамосвала КАМАЗ 6520, предназначенная для ликвидации накопленного шлама непосредственно на территории шламохранилища.
Ключевые слова: Донецкий угольный бассейн, антрацит, отходы обогащения, угольный шлам, топливная смесь, твердое биотопливо, топливные брикеты, зола
Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации FSRW-2026-0003 «Исследование процессов комплексного освоения недр Земли и глубокой переработки георесурсов».
Для цитирования: Пашкевич М.А., Казаков Е.С. Утилизация низкосортных отходов углеобогащения совместно с растительными остатками. Горная промышленность. 2026;(4S):120–126. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-4S-120-126
Информация о статье
Поступила в редакцию: 18.05.2026
Поступила после рецензирования: 29.07.2026
Принята к публикации: 14.08.2026
Информация об авторах
Пашкевич Мария Анатольевна – доктор технических наук, профессор кафедры геоэкологии, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0001-7020-8219; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Казаков Егор Сергеевич – студент, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0007-6873-4448; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Куманеева М.К., Шевелева О.Б., Зонова О.В. Управление отходами производства в угольной отрасли: ресурсно-экологический аспект. Уголь. 2024;(2):74–78. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2024-2-74-78
2. Зеньков И.В., Конде А.С., Беднаж В.А., Юронен Ю.П., Карачева Г.А., Маглинец Ю.А. и др. Оценка экологического ущерба от добычи угля в границах Донецкого угольного бассейна в регионах России по данным дистанционного зондирования земли из космоса. Уголь. 2026;(2):95–98. Режим доступа: https://ugolinfo.ru/artpdf/RU2602095.pdf (дата обращения: 21.03.2026).
3. Исмагилов З.Р., Журавлева Н.В., Керженцев М.А., Яшник С.А., Матус Е.В., Подъячева О.Ю. и др. Экологические проблемы Кузнецкого угольного бассейна. Научные подходы и технологии для снижения загрязнений окружающей среды. Химия в интересах устойчивого развития. 2018;26(3):241–260. https://doi.org/10.15372/KhUR20180302
4. Kharko P., Matveeva V. Bottom sediments in a river under acid and alkaline wastewater discharge. Ecological Engineering and Environmental Technology. 2021;22(3):35–41. https://doi.org/10.12912/27197050/134870
5. Wang H., Cheng S., Wang H., He J., Fan L., Danilov A.S. Synthesis and properties of coal dust suppressant based on microalgae oil extraction. Fuel. 2023;338:127273. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.127273
6. Комарова А.Г., Чикишева Т.А., Прокопьев Е.С., Прокопьев С.А. Формы нахождения потенциально ценных компонентов в отходах углеобогатительной фабрики «Краснобродская-Коксовая». Уголь. 2023;(9):100–104. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2023-9-100-104
7. Fatkulina A.V., Konokotin D.N., Koroleva L.A., Salov S.M., Samoylenko D.V. Environmental problems in the coal mining industry in Russia. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021;867:012087. https://doi.org/10.1088/1755-1315/867/1/012087
8. Тихонов В.В., Тихомирова А.В., Пилин М.О., Гиниятуллина Ю.Р. Перспективы использования отходов углеобогащения для получения концентратов редких и редкоземельных элементов. Уголь. 2025;(12):30–33. Режим доступа: https://ugolinfo.ru/artpdf/RU2512030.pdf (дата обращения: 21.03.2026).
9. Strizhenok A.V., Bykova M.V., Korotaeva A.E. Extractive Industries as a Source of Greenhouse Gas Emissions and the Possibility of its Natural Sequestration under the Climatic Conditions of Central and Northern Eurasia. Journal of Ecological Engineering. 2024;25(5):43–69. https://doi.org/10.12911/22998993/185585
10. Vo T.L., Nash W., Galdo M.D., Rezania M., Crane R., Nezhad M.M., Ferrara L. Coal mining wastes valorization as raw geomaterials in construction: A review with new perspectives. Journal of Cleaner Production. 2022;336:130213. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.130213
11. Кутепова Н.А., Мосейкин В.В., Кондакова В.Н., Поспехов Г.Б., Страупник И.А. Особенности инженерно-геологических свойств отходов углеобогащения в связи с их складированием. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(12):77–93. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_12_0_77
12. Александрова Т.Н., Кусков В.Б., Афанасова А.В., Кузнецов В.В. Совершенствование технологии флотационного обогащения тонких классов коксующихся углей. Обогащение руд. 2021;(3):9–13. https://doi.org/10.17580/or.2021.03.02
13. Верех-Белоусова Е.И., Харламова А.В. Применение отходов угледобычи в гражданском и дорожном строительстве. Инновационные транспортные системы и технологии. 2024;10(3):390–400. https://doi.org/10.17816/transsyst630095
14. Lange I.Yu., Lebedeva Y.A., Kotiukov P.V. A study of water permeability of coal ash and slag to assess the possibility of their use as road pavement layers. International Journal of Engineering Research and Technology. 2020;13(2):374–378. https://doi.org/10.37624/IJERT/13.2.2020.374-378
15. Bonczyk M., Rubin J. The application of coal mining waste to the production of construction ceramics: radiological and mechanical aspects. Materiales De Construcción. 2022;72(348):e300. https://doi.org/10.3989/mc.2022.01822
16. Lu Z., Wang H., Wang Z., Liu J., Li Y., Xia L., Song S. Critical steps in the restoration of coal mine soils: Microbial-accelerated soil reconstruction. Journal of Environmental Management. 2024;368:122200. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.122200
17. Nevskaya M.A., Seleznev S.G., Masloboev V.A., Klyuchnikova E.M., Makarov D.V. Environmental and business challenges presented by mining and mineral processing waste in the Russian Federation. Minerals. 2019;9(7):445. https://doi.org/10.3390/min9070445
18. Петрова Т.А., Рудзиш Э. Виды мелиорантов для рекультивации техногенно нарушенных территорий горной промышленности. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(4);100–112. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_4_0_100
19. Лавриненко А.Т., Килин А.Б., Остапова Н.А., Сафронова О.С., Евсеева И.Н., Моршнев Е.А. Реализация инновационных технологий рекультивации переуплотнённых автомобильных отвалов угледобывающих предприятий Хакасии. Уголь. 2021;(5):80–83. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2021-5-80-83
20. Чукаева М.А., Матвеева В.А., Сверчков И.П. Комплексная переработка высокоуглеродистых золошлаковых отходов. Записки Горного института. 2022;253:97–104. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.5
21. Малышев Д.Ю., Косторева Ж.А., Тамашевич М.С. Влияние древесной биомассы в составе водо-угольных суспензий на их транспортировку и сжигание. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2024;335(7):71–80. https://doi.org/10.18799/24131830/2024/7/4646
22. Алдашева Н.Т. Разработка технологии получения водоугольного топлива и определение оптимальности его горения. Бюллетень науки и практики. 2021;7(6):124–128. https://doi.org/10.33619/2414-2948/67/17
23. Aldasheva N.T. Development of technology for production of coal-water fuel and determination of the optimality of its combustion. Bulletin of Science and Practice. 2021;7(6):124–128. https://doi.org/10.33619/2414-2948/67/17
24. Мурко В.И., Карпенок В.И., Баранова М.П., Бухмиров В.В., Темлянцева Е.Н. Особенности сжигания композиционных водоугольных топлив. Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2024;(3):5–12. https://doi.org/10.17588/2072-2672.2024.3.005-012
25. Borowski G., Hycnar J.J. Utilization of fine coal waste as a fuel briquettes. International Journal of Coal Preparation and Utilization. 2013;33(4):194–204. https://doi.org/10.1080/19392699.2013.787993
26. Шевченко Т.В., Устинова Ю.В., Попов А.М., Файрушин Ш.А., Новикова Я.А. Научные и технологические основы производства топливных брикетов из угольных отходов. Экология и промышленность России. 2020;24(9):22–26. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-9-22-26
27. Guo F., Chen J., He Y., Gardy J., Sun Y., Jiang J., Jiang X. Upgrading agro-pellets by torrefaction and co-pelletization process using food waste as a pellet binder. Renewable Energy. 2022;191:213–224. https://doi.org/10.1016/j.renene.2022.04.012
28. Кондратьев С.А., Хамзина Т.А. Повышение качества концентрата во флотационном обогащении низкосортного угля. Записки Горного института. 2024;265:65–77. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15852 (дата обращения: 21.03.2026).
29. Isemin R., Mikhalev A., Klimov D., Grammelis P., Margaritis N., Kourkoumpas D.-S., Zaichenko V. Torrefaction and combustion of pellets made of a mixture of coal sludge and straw. Fuel. 2017;210:859–865. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.09.032
30. Lv P., Cheng Y., Ma X., Zhao W., Li J., Bai Y. et al. Improving residual carbon recovery from coal gasification fine slag via biomass co-briquetting: Strength, reactivity, and ash behavior. Chemical Engineering Science. 2026;321:122778. https://doi.org/10.1016/j.ces.2025.122778
31. Кусков В.Б., Бажин В.Ю. Использование различных видов углеродсодержащего сырья для получения тепловой энергии. Записки Горного института. 2016;220:582–586. https://doi.org/10.18454/PMI.2016.4.582
32. Khan A.U., Saleem M., Abas M., Ullah Z., Muhammad K., Anjum F. et al. Evaluating coal–Jatropha curcas composite briquettes as sustainable fuel alternatives. International Journal of Energy Research. 2025;2025:8847392. https://doi.org/10.1155/er/8847392
33. Дука А.А., Пашкевич М.А., Сверчков И.П. Повышение эффективности термической утилизации низкосортного угольного сырья путём внесения добавок карбонатов щелочных металлов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2025;(11-1):113–130. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2025/11-1/113.pdf (дата обращения: 21.03.2026).
34. Dong L., Huang X., Ren J., Deng L., Da Y. Thermogravimetric Assessment and differential thermal analysis of blended fuels of coal, biomass and oil sludge. Applied Sciences. 2023;13(19):11058. https://doi.org/10.3390/app131911058
35. Kijo-Kleczkowska A., Szumera M., Gnatowski A., Sadkowski D. Comparative thermal analysis of coal fuels, biomass, fly ash and polyamide. Energy. 2022;258:124840. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.124840
