NANO-SIZED PARTICLES IN THE MINERAL RESOURCE EXPLOITATION: OBRAZOVANIE, TRANSIT AND DEPOSITION IN THE EARTH`S ATMOSPHERE
Authors: Галченко Ю.П. 
Published: August 2024

Рассмотрены особенности транзита и депонирования минеральных наночастиц в свободной и шахтной атмосферах. Дана оценка их количества и степени экологической опасности для естественной биоты Земли и здоровья человека. Состояние породного массива в зоне прямого техногенного воздействия горных работ определяется особенностями процессов извлечения полезных ископаемых, т.е. набором необходимых для этого неизбежных действий. Высокая энерговооруженность применяемых технологий, а также весьма ограниченные современным уровнем знаний возможности управления распределением энергии взрыва во времени и пространстве приводят к тому, что получение технологически обоснованного качества дробления всего отбиваемого массива достигается за счет размещения в нем источников энергии (зарядов ВВ). Но оценки, выполненные нами по результатам многочисленных натурных и лабораторных экспериментов, показывают, что при взрывном разрушении скальных пород доля нано- и микроразмерных фракций в объеме дробленого материала может находиться в пределах от 0,01 до 0,1 % в зависимости от типа и минерального состава разрушаемой горной породы. При ударно-вращательном и ударно-поворотном бурении этих пород доля наноразмерных фракций в два-четыре раза выше, чем при взрывном разрушении. Применяемые способы и технологии разработки приводят к тому, что основное количество этих частиц попадает в атмосферу. Экологическое значение этого факта можно оценить, получив представление о концентрации поллютанта, его свойствах, особенностях транзита и депонирования. Наибольшую опасность для здоровья человека представляют наночастицы кварцсодержащих пород и токсичных природных соединений свинца, ртути, сурьмы и других металлов, образующихся при разрушении зерен рудных минералов.
The features of transit and depositing of mineral nanoparticles in a free and mine atmosphere are considered. The estimation of their quantity and degree of ecological danger for natural biota of the Earth and human health is given. The condition of the rock mass in the zone of direct technogenic impact of mining operations is determined by the peculiarities of the extraction of minerals, that is-a set of necessary for this inevitable action. High energy effi ciency of the applied technologies, as well as a very limited, modern level of knowledge, the ability to control the distribution of the explosion energy in time and space, lead to the fact that obtaining a technologically sound quality of crushing the entire chipped array is achieved by placing in it energy sources (charges BB). But the estimates made by us on the results of numerous fi eld and laboratory experiments show that the explosive destruction of rocks, the proportion of nano- and micro-sized fractions in the volume of crushed material may be in the range from 0,01 to 0,1 % depending on the type and mineral composition of destructible rocks. At the percussion-rotary and percussion-rotary drilling these rocks, the proportion of nanoscale fractions in two-four times higher than when the explosive destruction. The applied methods and technologies of development lead to the fact that the main amount of these particles enters the atmosphere. The ecological signifi cance of this fact can be estimated by getting an idea of the pollutant concentration, its properties, features of transit and depositing. The greatest danger to human health are nanoparticles of quartz-containing rocks and toxic natural compounds of lead, mercury, antimony and other metals formed during the destruction of grains of ore minerals.