RUDN Journal of Ecology and Life SafetyRUDN Journal of Ecology and Life SafetyВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности2313-23102408-8919Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)3003110.22363/2313-2310-2021-29-2-182-191Industrial EcologyПромышленная экологияResearch ArticleUtilization of overburden in formulations of environmentally friendly compositional materials for road constructionУтилизация вскрышных пород в составах экологически безопасных композиционных материалов для дорожного строительстваKonovalovaNataliya A.КоноваловаНаталия Анатольевна

PhD in Chemistry, leading researcher

кандидат химических наук, доцент, ведущий научный сотрудник

zabizht_engineering@mail.ruBespolitovDmitry V.БесполитовДмитрий Викторович

graduate student

аспирант

dimazabizht2018@mail.ruPankovPavel P.ПанковПавел Павлович

junior researcher

младший научный сотрудник

pavelpankov110990@mail.ruRushElena A.РушЕлена Анатольевна

Doctor of Technical Sciences, Professor

доктор технических наук, профессор

lrush@mail.ruAvseenkoNadezhda D.АвсеенкоНадежда Дмитриевна

Doctor of Medical Sciences, Professor

доктор медицинских наук, профессор

avsennd@rambler.ruIrkutsk State Transport UniversityИркутский государственный университет путей сообщения30122021292VOL 29, NO2 (2021)ТОМ 29, №2 (2021)18219118012022Copyright ©; 2021, Konovalova N.A., Bespolitov D.V., Pankov P.P., Rush E.A., Avseenko N.D.Copyright ©; 2021, Коновалова Н.А., Бесполитов Д.В., Панков П.П., Руш Е.А., Авсеенко Н.Д.2021Konovalova N.A., Bespolitov D.V., Pankov P.P., Rush E.A., Avseenko N.D.Коновалова Н.А., Бесполитов Д.В., Панков П.П., Руш Е.А., Авсеенко Н.Д.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/ecology/article/view/30031

The possibility of utilization of overburden rocks of the Chernovsky brown coal and Baleysko-Taseevsky gold occurrences (Trans-Baikal Region) in the road construction industry is studied. Polymeric additives “Cryogelite” and “StabOL” were chosen as stabilizing additives in the compositions of road-building composites. The initial mineral samples were examined by methods of atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma, powder diffraction, and infrared spectroscopy. It was found that the introduction to formulation of composites with use of overburden rocks of 8 wt. % Portland cement and 10 wt. % fly ash, as well as stabilizing additives “Cryogelit” (Chernovskoe occurrence) and “StabOL” (Baleysko-Taseevskoe occurrence), allows to obtain samples with strength grade M40 and frost resistance grade F15. The biotesting method proved that the obtained composites do not have an acute toxic effect on test objects and are safe for the environment and human health.

Изучена возможность утилизации вскрышных пород Черновского буроугольного и Балейско-Тасеевского золоторудного месторождений (Забайкальский край) в дорожно-строительной индустрии. В качестве стабилизирующих добавок в составах дорожно-строительных композитов выбраны добавки полимерной природы Криогелит и StabOL. Исходные минеральные образцы изучены методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, порошковой дифракции, инфракрасной спектроскопии. Установлено, что введение в состав композитов на основе вскрышных пород 8 мас. % портландцемента и 10 мас. % золы уноса, а также стабилизирующих добавок «Криогелит» (Черновское месторождение) и StabOL (Балейско-Тасеевское месторождение), позволяет получить образцы с маркой по прочности М40 и маркой по морозостойкости F15. Методом биотестирования доказано, что полученные композиты не оказывают острого токсического действия на тест-объекты и безопасны для окружающей среды и здоровья человека.

anthropogenic impactmining wastesoverburdenfly ashstabilizing additiveroad constructionsoil strengtheningcompositional materialантропогенное воздействиеотходы горнопромышленного комплексавскрышные породызола уносастабилизирующая добавкадорожное строительствоукрепление грунтовкомпозиционный материалManakov YuA, Kupriyanov OA. The system of specially protected natural areas of the Kemerovo region as a factor in mitigating the impact of coal mining on biodiversity. Ugol'. 2019;(7):89–94. (In Russ.)Манаков Ю.А., Куприянов О.А. Система ООПТ Кемеровской области как фактор смягчения воздействия угледобычи на биоразнообразие // Уголь. 2019. № 7. С. 89-94.Vohmin SA, Kurchin GS, Volkov EP, Zajceva EV. Modern viewing of non-metallic building materials extraction in Russia. Izvestiya Vuzov. Severo-Kavkazskij Region. 2014;(4):82–84. (In Russ.)Вохмин С.А., Курчин Г.С., Волков Е.П., Зайцева Е.В. Современное видение развития добычи нерудных строительных материалов в России // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. 2014. № 4. С. 82-84.Komarov MA, Aliskerov VA, Kusevich VI, Zavertkin VL. Mine waste – an additional source of mineral resources. Mineral'nye Resursy Rossii. Ekonomika i Upravlenie. 2007;(4):3–9. (In Russ.)Комаров М.А., Алискеров В.А., Кусевич В.И., Заверткин В.Л. Горно-промышленные отходы - дополнительный источник минерального сырья // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2007. № 4. С. 3-9.Shi P, Zhang Y, Hu Z, Ma K, Wang H, Chai T. The response of soil bacterial communities to mining subsidence in the west China Aeolian sand area. Applied Soil Ecology. 2017;121:1–10. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.09.020Shi P., Zhang Y., Hu Z., Ma K., Wang H., Chai T. The response of soil bacterial communities to mining subsidence in the west China Aeolian sand area // Applied Soil Ecology. 2017. Vol. 121. Pp. 1-10. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.09.020Opryshko DS, Oblicov AYu. Мodern approaches to mining reclamation. Zapiski Gornogo Instituta. 2013;200:142–145. (In Russ.)Опрышко Д.С., Облицов А.Ю. Современные подходы к горнотехнической рекультивации // Записки горного института. 2013. Т. 200. С. 142-145.Shchelkanov NS, Oveshnikov YuM, Subbotin YuV. Reclamation of tailings dumps at coal mines of Zabaykalsky region. Vestnik ZabGU. 2012;(11(90)):28–33. (In Russ.)Щелканов Н.С., Овешников Ю.М., Субботин Ю.В. Рекультивация отвалов вскрышных пород на угольных разрезах Забайкальского края // Вестник ЗабГУ. 2012. № 11 (90). С. 28-33.Hachatryan TS. Еnvironment and public health literature review. Zhurnal Eksperimental'noj i Klinicheskoj Mediciny. 1981;21(3):287–292. (In Russ.)Хачатрян Т.С. Окружающая среда и здоровье населения (обзор литературы) // Журнал экспериментальной и клинической медицины. 1981. Т. 21. № 3. С. 287-292.Lin H, Guo Y, Zheng Y et al. Long-term effects of ambient PM 2.5 on hypertension and blood pressure and attributable risk among older Chinese adults. Hypertension. 2017;69(5):806–812. https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.08839Lin H., Guo Y., Zheng Y. et al. Long-term effects of ambient PM 2.5 on hypertension and blood pressure and attributable risk among older Chinese adults // Hypertension. 2017. Vol. 69. No. 5. Pр. 806-812. https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.08839Tabakaev MV, Artamonova GV. Particulate matter air pollution effects on the incidence of heart diseases among the urban population. Vestnik RAMN. 2014;(3–4):55–60. (In Russ.)Табакаев М.В., Артамонова Г.В. Влияние загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами на распространенность сердечно-сосудистых заболеваний среди городского населения // Вестник РАМН. 2014. № 3-4. С. 55-60.Solovyanov AA. Some approaches to the solution of the problems of accumulated environmental damage in the Russian Federation. Zashchita Okruzhayushchej Sredy v Neftegazovom Komplekse. 2015;(8):33–38. (In Russ.)Соловьянов А.А. О подходах к решению проблем накопленного экологического ущерба в Российской Федерации // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2015. № 8. С. 33-38.Filatov MM. Soil absorbing complex and road properties of soils. Trudy DORNII. 1932;(3):109. (In Russ.)Филатов М.М. Почвенный поглощающий комплекс и дорожные свойства грунтов // Труды ДОРНИИ. 1932. Вып. 3. С. 109.Bezruk VM. Basic principles of soil strengthening. Moscow: Transport Publ.; 1987. (In Russ.)Безрук В.М. Основные принципы укрепления грунтов. М.: Транспорт, 1987. 32 с.Correns СW. The experimental chemical weathering of silicates. Clay minerals bull. Mineralogisch-Petrographisches Institute. 1961;(26):4.Correns С.W. The experimental chemical weathering of silicates. Clay minerals bull // Mineralogisch-Petrographisches Institute. 1961. No. 26. P. 4.Prokopec VS, Dmitrenko EN, Pomorova LV. Basic principles of soil strengthening. Vestnik Sibirskoj Gosudarstvennoj Avtomobil'no-Dorozhnoj Akademii. 2012;(6):66–70 (In Russ.)Прокопец В.С., Дмитренко Е.Н., Поморова Л.В. Параметрическая модель прочности композиционных материалов из цементогрунта // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. 2012. № 6. С. 66-70.Bezruk VM, Tulaev AYa. Road foundations made of stabilized soils. Moscow: Dorizdat Publ.; 1948. (In Russ.)Безрук В.М., Тулаев А.Я. Дорожные основания из стабилизированных грунтов. М.: Дориздат, 1948. 176 с.Bezruk VM. Theoretical foundations of soil reinforcement with cements. Moscow: Avtotransizdat Publ.; 1958. (In Russ.)Безрук В.М. Теоретические основы укрепления грунтов цементами. М.: Автотрансиздат, 1958. 159 с.Brojd II. Jet geotechnology. Moscow: Publishing House ASV; 2004. (In Russ.)Бройд И.И. Струйная геотехнология. М.: Изд-во АСВ, 2004. 448 с.Herzod A, Mitchell J. Reactions accompaning stabilization of clay with cement. Cement – Treated Soil Mixtures. Highway Research Record. 1962;(36):146–171.Herzod A., Mitchell J. Reactions accompaning stabilization of clay with cement // Cement - treated soil mixtures. Highway research record. 1962. No. 36. Pр. 146-171.Serezhnikov AI. Geological and hydrological characteristics and paleohydrological reconstructions of the Baley gold field (Transbaikalia). Tihookeanskaya Geologiya. 2011;30(3):93–105. (In Russ.)Сережников А.И. Геолого-гидрогеологическая характеристика и палеогидрогеологические реконструкции Балейского золоторудного поля (Забайкалье) // Тихоокеанская геология. 2011. Т. 30. № 3. С. 93-105.Verhoturov AG. Transformation of the geological environment during the development of mineral deposits in Transbaikalia. Gornyj Informacionno-Analiticheskij Byulleten'. 2014;(4):370–373. (In Russ.)Верхотуров А.Г. Трансформация геологической среды при разработке месторождений полезных ископаемых в Забайкалье // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014. № 4. С. 370-373.