Способы добычи песка. Добыча песка: глобальный экологический кризис, о котором вы никогда не слышали Поэтапное описание технологии добычи природного песка

Песок — незаменимый материал, широко используемый во многих отраслях промышленности. На территории РФ есть множество месторождений природных песчаных залежей. К наиболее крупным и значимым относятся месторождения Ленинградской, Нижегородской, Смоленской, Московской, Самарской, Воронежской областей и побережья Азовского моря. Встречается в виде осадочной кварцевой горной породы (диоксид кремния). Это рыхлая смесь округлых зерен различного диаметра (от 0,1 мм до 5 мм).

В зависимости от месторождения песок бывает морским, озерным, речным, аллювиальным, делювиальным. В России наиболее распространённой является карьерная, морская и речная добыча песка. В этой отрасли практикуются открытый, закрытый и подводный способы добычи ресурса.

Разработка месторождений карьерного типа на примере Московской области

В Московской области ценится песок Солнечногорск а и Раменска, добыча которого ведется с 17 века. В области имеются самые большие запасы этого строительного материала с открытыми выходами породы на косогорах и возвышенностях. Добыча ведется открытым сухим способом в карьерах.

Месторождения относятся к дочетвертичному геологическому возрасту, и имеет среднюю величину пласта около 10 м. Толща песка перекрывается в некоторых местах суглинками, разнозернистыми песчаниками и глинистыми образованиями. Под толщей залегает прослойка оксфордско-келловейских глин.

Карьерный песок не является таким же чистым, как речной. В нём часто встречаются посторонние примеси — глина, крупные и мелкие камни других пород. Поэтому, такой песок требует обязательной обработки. Вначале его просеивают на специальном оборудовании, отделяя посторонние элементы и большие фракции. Затем промывают (если песок перемешен с глиной). Карьерный песок грубее речного или морского и имеет острые грани.

Добыча морского и речного песка

В Ленинградской области и на побережье Азовского моря добыча ведется открытым и намывным способом. Самые мощные открытые залежи морского песка находятся вблизи морских границ Финского залива и Азова. Добыча достаточно проста и удобна — при помощи спецтехники залежи грузятся на транспорт.

Речной и морской песок имеет много преимуществ — он полностью очищен от отложений глинистых осадочных пород и пылевидных частиц и посторонних элементов и имеет гладкую форму. Высокая природная степень очистки делает себестоимость добываемого ресурса дешевле.

Помимо сухопутной разработки месторождений, в этих районах практикуется и подводная добыча ресурса. Песок извлекается с морского дна и с подводной части рек. Производственные линии снабжаются дополнительным оборудованием, которого нет в обычном карьерном способе.

Это специальные драглайны, землечерпалки, канатные скреперы и земленасосные снаряды, установленные на плавучих установках. Также применяются гидроэлеваторы. Морской и речной песок отправляется на берег, на специальные склады, где подлежит тщательной просушке.

По происхождению песок делится на следующие виды: морской, речной, горный (карьерный) и дюнный. Любой из видов песка добывается по-разному, то есть, совершенно разными способами.

Особенности сухого метода добычи песка

Самый распространенный метод добычи для карьеров – сухой метод, или, как он еще называется, открытый. Предварительно, перед добычей песка для предотвращения попадания в песок различных примесей бульдозеры или скреперы проводят вскрышные работы. Вскрышей называют верхний слой почвы или глинистых пород, под которым находятся залежи песка. Коэффициент вскрыши определяется соотношением объема вскрыши к объему чистого полезного ископаемого.

После удаления вскрышного слоя прокладываются траншеи для транспортных путей и рабочих уступов. Высота уступа зависит от высоты черпания экскаватора.

Добывается песок, в основном, одноковшовыми экскаваторами, или многоковшовыми. Ковш экскаватора может вмещать от минимального объема песка – 0, 25 м3, до максимального объема – 15 м3. Добыча песка ведется послойно, если слой залежи оказался мощным.

Благодаря наличию в составе определенного количества мелкодисперсной глины, песок, который добыли таким способом, желто-оранжевый по цвету и не самый лучший по своим свойствам. В связи с этим сырью требуется дополнительная очистка, и только после нее песок может применяться в приготовлении кладочных или штукатурных растворах, производстве кирпича, бетона и газосиликатных изделий.

Гидромеханизированный способ добычи песка для карьера

Также в карьерах добывают песок и гидромеханизированным методом, который предполагает использование большого количества воды. Вода, которая подается насосной станцией из близлежащего водоема, выбрасывается плотной струей через гидромонитор с очень высокой скоростью. Вода размывает намеченную залежь песка, при этом образовавшаяся пульпа (гидросмесь) при обеспечении требуемого уклона, сама стекает в гидроотвалы. Она также может транспортироваться по трубам при помощи землесоса.

Благодаря такому способу песок более чистый, он с помощью воды отделяется от камней, корней растений и других нежелательных примесей.

Гидромеханизированный способ добычи песка со дна водоема

Гидромеханизированный способ применяется при добыче песка со дна водоемов. Без помощи разнообразной техники здесь не обойтись. Землечерпалки, экскаваторы-драглайны, скреперы, землесосные снаряды, центробежные насосы фиксируются на понтонах при помощи тросов, свайных устройств и якорей. Со дна реки или озера при помощи землесоса и механического рыхлителя песок поступает в трубу и через плавучий пульпопровод перемещается на оборудованные береговые площадки – гидравлические отвалы. Сток воды и дополнительная очистка делают песок практически чистым, свободным от инородных загрязнений. Такой природный материал готов к продаже для применения его в любом виде строительства.

Песок – один из наиболее распространенных строительных материалов. Добыча песка ведется в больших объемах. Только на территории Московской области его добывают в объеме более 5,5 млн. м3 с учетом ПГМ. Он применяется в дорожных работах, строительстве сооружений, изготовлении ЖБИ и благоустройстве территорий.
Организации (компании) по добыче песка в Московской области предлагают широкий спектр видов этого материала по всей территории региона. Благодаря этому можно реализовать любые строительные задачи.

Какими способами проводится добыча песка

В Московской области используют следующие способы добычи:

• открытая добыча песка. Инициируется разработка карьеров с использованием специального оборудования. Разные технологии предоставляют возможность получить обычный карьерный, намывной и сеяный песок. Все эти виды находят применение в строительстве и других сферах деятельности человека;
• добыча речного песка. Эта процедура позволяет получить материал с минимальным содержанием примеси. Он считается очень чистым. Для реализации данной задачи привлекаются земснаряды для добычи песка. Их погружают в воду со специальных плавучих платформ, после чего они начинают всасывать материал со дна. После этого песок транспортируется к месту сушки и хранения через проложенные в земле коммуникации.

Карьерный песок

Добыча песка в карьере предоставляет возможность получить одну из наиболее дешевых разновидностей данного материала. По причине высокого содержания примесей (глины, остатков растений и других биокомпонентов) его задействуют преимущественно в черновых работах.
Для повышения качества извлеченного материала карьер по добыче песка может быть оборудован устройствами для намывания и сеяния. Такой материал дороже, но он более чистый и обладает широкой сферой применения.
Очистка сиянием подразумевает прохождение через несколько сит с разным размером ячеек. В результате устраняется большая часть примесей.
Намывная технология подразумевает обработку большими объемами воды. В ходе работ вымывается глина и прочие примеси. Этот процесс аналогичен тому, который проходит на дне рек. Но по причине более быстрого воздействия песчинки сохраняют острые грани и лучшие адгезионные свойства.
Мытый песок обладает самой широкой сферой применения, но его стоимость будет выше, так как разработка и добыча песка требуют значительных финансовых затрат.

Речной песок

Русла водоемов – один из лучших источников песка. Находящиеся на дне песчинки проходят тщательную обработку водой. Чаще всего песок попадает туда с горных вершин, где размываются породы. Так как маршрут достаточно протяженный, песчинки обкатываются и становятся более округлыми.
Такой материал востребован в ходе финишных отделочных работ. Его задействуют в процессе организации песочниц и благоустройства территории.
Чаще всего на водоемах ведется добыча строительного песка. При необходимости его разделяют на отдельные фракции для реализации разных задач.

Карьеры Московской области

Добыча песка в Московской области ведется в промышленных масштабах. На данный момент работает более 110 карьеров (цифра приведена без учета водных месторождений). В 2009 запасы этого материала вместе с ПГС оценивались в 2,1 млрд. м3. Основную добычу (более 95 %) ведут 10 самых крупных компаний. Остальное приходится на небольшие организации.
Больше всего мест добычи песка строительного сконцентрировано в Воскресенском, Каширском, Наро-Фоминском и Раменском районах. Более 50 % всех разведанных запасов ПГМ находится в Рузском районе.
На территории МО добывают строительный, речной, гидронамывной, а также природный песок I и II класса. Этого вполне достаточно для удовлетворения нужд области. Значительная часть материала продается за ее пределы.

Лицензирование

Для официальной добычи карьерного песка обязательно нужна лицензия. Процесс получения этого документа проходит в несколько этапов. В первую очередь нужно доказать способность своей организации реализовать данную задачу:

• предварительно оценить запас недр;
• получить разрешение на бурение;
• подготовить материально-сырьевую базу и документы для участия в аукционе, который предстоит выиграть.

После этого участки для добычи песка ставят на баланс. Выдается лицензия.

Специалисты в строительной области уверяют, что карьерный песок является практически универсальным материалом, который используется в строительстве зданий и сооружений, автомобильных и железных дорог, ландшафтном дизайне и т. д. Как понятно из названия, этот строительный материал добывают в карьерах, которые разбросаны по всей территории России, такие огромные залежи песка находятся в нашей стране. При этом, добытому в различных карьерах песку присущи свои определенные качества, благодаря которым и определяется целесообразность его использования для конкретных целей. Добывается карьерный песок открытым способом, просеиванием или промыванием, а в ряде случаев, еще и проходит последующую обработку. При , материал сразу отгружают потребителям автомобильным, железнодорожным или речным (морским) транспортом. А поскольку он не проходит обработку, то в состав такого песка входит большое количество различных примесей, которые сужают область его применения. Такой для засыпки траншей, котлованов и ям, а также в качестве подсыпки при возведении фундаментов зданий и сооружений. Что касается сеяного и мытого карьерного песка, то примесей в ней значительно меньше, поэтому сфера его использования значительно шире, чем у песка, который не проходит обработку после добычи.

Сеяный карьерный песок добывается открытым способом, после чего просеивается на специальном оборудовании, чтобы избавить материал от крупных включений и различных примесей. Сам процесс просеивания достаточно прост, ибо производится с помощью, если так можно выразиться, стандартного оборудование, которое достаточно распространено в промышленности. Стандартные машины для просеивания представляют собой приемный бункер и, так называемый, грохот со съемной сеткой, заменив которую, можно отрегулировать размер песчинок в конкретной партии песка. Сеяный карьерный песок используется в фундаментных и штукатурных работ, создании растворов для кладки, дорожных работ и благоустройстве территорий, а также для засыпки ям, котлованов, траншей и т. п. Однако, специалисты отмечают, что в последнем случае, использовать сеяный песок нерентабельно, ибо он несколько дороже, чем карьерный, не прошедший последующей обработки. Доставка такого песка потребителям возможна сразу с места добычи, при условии, что карьер располагает оборудованием для просеивания, или же с мест хранения песка на предприятиях, специализирующихся на просеивании карьерного песка. В последнем случае, как правило, стоимость песка несколько выше. Связано это с тем, что в цепочке производитель-потребитель появляется лишнее звено в виде посредника.

Мытый песок добывают в карьерах вымыванием, поэтому в его составе присутствие посторонних включений ничтожно мало. Добыча материала ведется гидромеханическим способом из обводненных слоев месторождений, что позволяет добиться высокой чистоты песка, без присутствия глины и пылеватых частиц, которые значительно ухудшают качество материала и сужают область его применения. Мытый песок используется для производства кирпича и бетона, а также изделий из него. Кроме этого, такой чистый песок идет на приготовление сухих строительных смесей и растворов для оштукатуривания. Стоимость карьерного мытого песка выше, чем песка, прошедшего после добычи просеивание. Это связано с более сложным процессом его добычи и высокой чистотой материала. Но даже несмотря на относительно высокую стоимость такого песка, его популярность у потребителей растет с каждым годом, что напрямую влияет на объемы добычи мытого песка. Мытый в карьерах песок стал настолько востребованным, что купить его в Санкт-Петербурге можно партиями практически любого объема. Наиболее распространенный способ доставки такого песка потребителям - автомобильный транспорт. На втором месте по популярности стоит железнодорожный транспорт, который арендуют компании строительной области, ежедневно нуждающиеся в больших объемах мытого карьерного песка. И последний способ доставки - по воде речными или морским транспортом, который используется там, где нет шоссейного и железнодорожного сообщения.

Песок – это необходимый строительный материал, применяемый в процессе выполнения всех строительных работ. Песок, имеющий природное происхождение добывается в карьерах. Это либо песчаные, либо песчано-гранитные места добычи.

По условиям месторождений залежей песка, как и остальных полезных ископаемых, подразделяются на такие типы карьеров:

Косогорный.

Равнинный.

Косогорным считается карьер, который располагается на склоне возвышенности. Они практически всегда располагаются высоко в горах и находятся выше транспортных развязок и окружающей территории. Данные карьеры всегда сухого типа.

В карьерах равнинного типа залежи песка располагаются ниже земной поверхности либо в некоторых ситуациях даже ниже уровня подземных вод. Данные карьеры могут быть и сухого, и обводненного типов.

От метода разработки песка карьеры либо осушаются при помощи водоотводов, дренажей либо обводняются для последующего добывания данного строительного материала.

В карьерах водного типа данный материал добывается в речных руслах из-под воды, озерах и иных типов водоемов.

Добычу песка осуществляют двумя способами разработок:

Открытая.

Подводная.

Добыча открытым способом наиболее распространена. При такой добыче применяются экскаваторы, скреперы, самосвалы, подвесные канатные дороги и иные механизмы.

В карьерах водного типа применяются экскаваторы – землечерпалки, драглайны, канатные скреперы.

Добыча песка происходит посредством взрывов. Такие работы делают возможным отделение породы от горных массивов при помощи измельчения и дробления до требуемой крупности.

Месторождения песка зачастую скрываются под слоем грунта, глинистых и иных пород. Данные слоя называются вскрышами. Отношение объема слоя к объему полезных ископаемых – коэффициентом вскрыши.

Вскрышные работы производятся с целью избежать дополнительных загрязнений песка различными примесями.

Кроме вышеперечисленных способов разработки песка существует наиболее производительный метод добычи – гидромеханический.

Такой способ применяется не только при добыче песка с донных частей рек либо иных типов водоемов, но и в обводняемых карьерах равнинного типа.

Залежи песка, которые расположены выше уровня воды, возможно, разработать посредством гидромониторов. Они представляют собой трубчатые стволы с профилем конического типа и тонкой насадкой в конце. Жидкость, подаваемая насосными станциями из близлежащих водоемов, выбрасывается посредством гидромонитора очень плотной струей при значительном напоре.

Забойные гидромониторы размывают залежи песка. Образуемая таким образом пульпа самотеком течет в гидравлические отвалы, в случае если предусмотрен необходимый уклон. В других ситуациях песок транспортируется посредством землесосов по специальным трубопроводам.

Такие механизмы, которые применяются в горнорудной разработке, способны раздробить своей водной струей даже очень твердые скальные породы. Для разработки песка достаточно совсем небольшого давления.