Каким способом добывают глину

Происхождение, виды и добыча глины

Глина известна человечеству с давних времен и активно используется в хозяйственной деятельности. В нашей статье мы хотим поговорить о ее видах и о том, каким способом происходит добыча глины.

Происхождение глины

Прежде чем начать разговор, хочется дать определение породе. Что же такое глина? Это осадочная мелкозернистая горная порода, которая имеет пылевидную структуру в сухом состоянии и пластичную при увлажнении.

Она образуется в результате разрушения скальных пород, например, в процессе выветривания. Главным источником пластов глины являются полевые шпаты. Именно при их разрушении под воздействием атмосферных реагентов образуются глинистые минералы. Иногда пласты образуются в процессе накопления. Но чаще это происходит в результате наносов потоков воды. Тогда скопления глины формируются на дне морей и озер.

Разновидности глины

Осадочные глины образуются в результате переноса на новое место и оседании там глинистых продуктов выветривания. Такие породы по происхождению подразделяют на континентальные (образованные на материке) и морские (образованные на морском дне).

В свою очередь морские глины подразделяют на:

1. Прибрежно-морские. Они образуются в береговых регионах, дельтах рек и заливах. Для них характерна неотсортированность материала. Очень часто такие породы переслаиваются с алевролитами, песчаником, пластами угля.
2. Лагунные. Такие глины образуются в морских лагунах (опресненных или с повышенной концентрацией соли). Как правило, породы содержат сульфиды железа, кальциты. Среди них есть и огнеупорные виды.
3. Шельфовые. Такие глины образуются на глубине не более 200 метров. Они более однородны по составу.

А вот среди глин континентального происхождения выделяют:

1. Делювиальные, которые характеризуются смешанным составом и резким его изменением.
2. Озерные. В таких породах имеются все глинистые минералы. Считается, что именно к озерным глинам принадлежат самые лучшие типы огнеупорных видов.
3. Пролювиальные. Такие породы образованы временными потоками. Для них характерна плохая сортировка.
4. Речные можно обнаружить на террасах водоемов, особенно в пойме. Такие породы плохо отсортированы и достаточно быстро переходят в галечники и пески.

Кроме того, выделяют остаточные глины. Они образуются в результате выветривания всевозможных пород на море или суше. Обычно они мало пластичны. К континентальным остаточным породам относят каолины и другие элювиальные глины.

В России добыча глины (древних остаточных пород) достаточно распространена в Восточной и Западной Сибири, на Урале.

Богата ли земля глинами?

Глина есть во многих регионах земного шара. Если черного золота и алмазов на Земле не так много, то уж глины точно предостаточно. Это вполне естественно, поскольку порода является осадочной и, по сути, представляет собой потертые временем и внешними факторами камни, измельченные до порошкового состояния. В глине обитают самые разные организмы, которые влияют на ее оттенок. Не последнюю роль в окрашивании минерала играют соли железа. В природе существует розовая, зеленая, голубая, желтая, красная и другие глины.

В былые времена добыча глины осуществлялась по берегам озер и рек. Так же копали специальные ямы для добычи. Затем минерал стало проще приобрести у гончара, нежели самостоятельно ее добывать. Конечно, добыча глины красного цвета – дело нехитрое. А вот, например, благородную белую раньше можно было приобрести только в специальных магазинах для художников. В настоящее время в любом магазине можно приобрести минерал в виде косметического средства. Конечно, такая глина продается не в чистом виде, а со всякими добавками.

Глина встречается нам в повседневной жизни практически ежедневно. Полевые тропинки и дорожки в жару укрыты слоем пыли, в дождь раскисают, как жижа, потому что здесь тоже есть минералы.

Свойства глины

Повсеместная добыча глины (фото приведены в статье) напрямую связана с ее свойствами, поскольку она издавна используется людьми в самых разных целях. В сухом виде она отлично поглощает воду, а намокнув, совершенно не пропускает влагу. В результате перемешивания и переминания глина способна принять самые разные формы, сохраняя их даже после высыхания. Такое свойство называют пластичностью.

Кроме того, глина имеет хорошую связывающую способность с твердыми и порошкообразными телами. В результате смешения с песком получается пластичная масса. Однако ее пластичность уменьшается при увеличении содержания песка и воды в смеси.

«Тощие» и «жирные» разновидности

Глины подразделяют на «тощие» и «жирные». Вторые имеют высокую степень пластичности. А название «жирные» они получили из-за того, что в замоченном виде кажутся жирными на ощупь. Такая глина скользкая и блестящая, в ней содержится мало примесей.

Добыча песка и глины всегда неразрывно связаны, поскольку используется, как правило, их смесь. Так, например, при производстве кирпича из жирной глины при обжиге образуется множество трещин. Чтобы избежать таких неприятных моментов, в глину добавляют песок (иногда опилки, кирпичные обломки).

Минералы непластичные или малопластичные называют «тощими». Они шероховатые на ощупь и имеют матовую поверхность. При трении такая глина с легкостью крошится, поскольку в ней содержится очень много примесей. Изготовленный из такого минерала кирпич не отличается прочностью.

Очень важным свойством глины является ее отношение к обжигу. Как известно, замоченная, она твердеет на солнце. Однако ее с легкостью можно измельчить в пыль. Но после обжига глина меняет внутреннюю структуру. При очень высоких температурах глина способна даже плавиться. Именно температура плавления характеризует огнеупорные свойства вещества. Разные сорта глины имеют совершенно различные огнеупорные свойства. Существуют такие виды минерала, которые требуют колоссального жара для обжига (около 2000 градусов). Такие температуры сложно получить даже в заводских условиях, поэтому возникает необходимость снизить огнеупорность. Добиться этого можно при помощи введения добавок (извести, окиси железа, магнезии). Их называют флюсами.

Глина имеет разный окрас (белая, желтая, голубоватая, бурая, красная и т. д.). Качество кирпича никоим образом не зависит от оттенка минерала.

Применение глины в лечебных целях

Некоторые разновидности глины применяют в лечебных целях. Белую используют для лечения ожирения, заболеваний кишечника, выпадения волос, укрепления ногтей. Красную же применяют при сердечно-сосудистых заболеваниях, варикозе, гипотонии, эндокринных и нервных заболеваниях. Желтая глина помогает при остеохондрозе, головных болях, проблемах с кишечником и желудком.

Черная применяется для понижения температуры, для лечения воспалительных заболеваний кожи, для омоложения организма. А вот голубую глину используют для лечения ожирения, гипофункции щитовидной железы, снятия мышечной слабости и для улучшения подвижности суставов. В косметологии такой вид глины применяется при жирной коже.

Применение в промышленности

Глину активно используют в промышленности: в производстве керамической посуды, плитки, фаянсовой и фарфоровой сантехники. Не менее востребован минерал и в строительстве. Глину используют при производстве кирпича, стройматериалов и керамзита. Она также является основой для всего кирпичного и гончарного производства. В смеси с водой глина образует пластичную тестообразную массу, которую можно поддавать обработке. Первоначальные свойства сырья могут значительно отличаться в зависимости от места происхождения.

Природная красная глина обязана своим цветом присутствию в ее составе оксида железа. При обжиге, в зависимости от типа печи, она может приобретать белесый или красный оттенок. Ее активно применяют для изготовления небольших скульптур.

Белая глина достаточно распространена в мире. Во влажном виде она имеет светло-серый цвет. А вот после обжига приобретает благородный оттенок слоновой кости. Данный вид невероятно пластичен из-за отсутствия в составе оксида железа. Белую глину используют для изготовления кафеля, посуды, сантехники, поделок.

Для производства фарфоровых предметов используется особый вид глины, в котором присутствует кварц, каолин и полевой шпат, а вот оксид железа – наоборот, отсутствует. Во влажном виде минерал имеет светло-серый оттенок, а вот после обжига приобретает белый цвет.

Глина: способ добычи

Существуют самые разные способы добычи минерала. Все зависит от объемов запасов и места расположения. Как известно, существуют карьеры по добыче глины, в которых выемку минерала из массива осуществляют зубофрезерными машинами или экскаваторами.

При больших объемах пород, особенно если работы производятся в зимнее время, применяют взрывной метод. Добыча глины и каолина (голубой, белой глины) в условиях высокой карьерной влажности или на каолиновых заводах ведется гидромониторами.

Для керамических предприятий породу добывают в специально разработанных карьерах, после чего ее переправляют железнодорожным и автомобильным транспортом в место назначения. Как правило, в пласте пород залегают сразу несколько видов глин. Выемка каждой разновидности производится по отдельности.

Месторождения

Природные скопления пород называют месторождениями. Территория России богата запасами самых разных видов глин. Для керамической промышленности представляют большой интерес месторождения чистых пород, в которых содержится мало примесей. Они относятся к каолиновым и огнеупорным глинам. Добыча обыкновенных (легкоплавных) разновидностей в России производится практически повсеместно. А вот месторождения огнеупорной и голубой глины встречаются намного реже.

Добыча глины в России производится в таких месторождениях, как Каштымское, Невьянское, Астафьевское, Палевское. Каждое из них имеет свои особенности в зависимости от условий образования, химического и минерального состава.

Месторождения огнеупорных видов встречаются намного чаще, нежели каолиновых. Но при этом наиболее многочисленными являются места, где тугоплавкие разновидности соседствуют с огнеупорными. В России наиболее известные среди них – Трошковское, Латненское и Гжельское месторождения.

А вот основными местами добычи бентонитов являются Гумбрийское, Аксанское и Оглалинское месторождения.

Место добычи глины всегда выбирается в зависимости от качественных показателей сырья, объемов запасов и экономической выгоды их разработки.

Вместо послесловия

С давних времен люди используют свойства глины в своих целях. Ее обширные запасы дают возможность без оглядки применять в разных отраслях промышленности и в быту.

Источник

Добыча глины: разработка, способы добычи и лицензия

Глина — довольно распространенная горная порода. Согласно последним данным, она составляет примерно 50 % от общего количество всех горных пород, обнаруженных на земле. Этот материал активно используется в разных сферах деятельности, поэтому вопрос его добычи во все времена актуален.

Из чего состоит глина

Глина принадлежит к так называемым землистым породам. В чистом виде она состоит из мелких (до 0,01 мм) частичек глинистых минералов: каолинита, гидрослюды и др. Помимо этого, в состав породы входят и другие вещества: вода, алюминий, кремний. Существует также отдельная категория минералов, загрязняющих глину, — кварц, доломит, рутил, гипс и др.

Виды и разновидности глины

От того, какие именно компоненты образуют конкретный вид глины, зависит ее цвет. Она бывает не только желтой, но и черной, бурой, зеленой, и многих других оттенков. Вещество, преобладающее в составе, также формирует различные названия глины: галлуазитовая, каолинитовая и др. Если примесей в исходнике очень много, можно говорить уже о новых породах: глинистых песках или углях, мергелях и др.

Наиболее распространенная классификация глины базируется на ее свойствах: огнеупорности, пластичности и т. д. Согласно такому подходу, выделяют следующие типы данной породы:

• керамическая: применяется для создания посуды, статуэток;
• бентонитовая: формируется из вулканического пепла, широко используется в промышленности;
• абразивная: ее применяют для полировки металлических изделий;
• обожженная: очень крепкая и прочная;
• природная красная: в ее составе высокий процент железа, поэтому она отличается повышенной пластичностью;
• строительная: ее используют в разного рода строительных работах, в частности, для фундамента;
• тугоплавкая: из нее делают шамотные кирпичи;
• шамотная: идеально подходит для работ, связанных с внешней отделкой домов;
• монтмориллонитовая: обладает отбеливающими свойствами, применяется в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве, фармацевтической отрасли.
• порошковая: используется для создания разного рода смесей.

Преимущества и недостатки

Глина нашла широкое применения во многих сферах жизни и используется человечеством уже много столетий. Особенно часто она служит в качестве сырья для производства строительных материалов, например, кирпича. Среди ее главных преимуществ:

• абсолютная экологичность;
• повышенная устойчивость к высоким температурам;
• способность сохранять оптимальный уровень влажности в помещении;
• отличная воздухопроницаемость;
• способность поглощать (адсорбировать) опасные или вредные элементы;
• отсутствие отходов при эксплуатации.

Несмотря на неоспоримые плюсы, эта порода не лишена недостатков. Ее главный минус заключается в том, что она дает усадку во время высыхания. При использовании в строительстве это может вызвать деформацию стен или других элементов сооружения.

Технические характеристики и свойства

Глина обладает целым набором уникальных свойств, которые выделяют ее среди других пород. Речь идет о следующих особенностях:

1. Высыхая, этому материалу удается сохранить свою первозданную форму. При этом он немного уменьшается в объемах. В результате обжига прочность породы многоразово увеличивается. Это свойство используется при производстве кирпичей.
2. При контакте с водой глина расслаивается. При этом она может сохранить вид пластичной массы или же превратиться во взвесь.
3. Большинство видов глины обладают повышенной пластичностью, благодаря которой они могут принимать любую нужную форму.
4. Материал не пропускает воду (однако перед этим он должен быть достаточно увлажненным) и отличается хорошей связующей способностью и кроющими свойствами.
5. Глина отлично абсорбирует сторонние вещества.

Происхождение и добыча глины

Сама по себе глина — продукт земной коры. Она образуется как результат процесса распада полевого шпата. Глинистые породы могут иметь осадочное или остаточное происхождение. В первом варианте они образуются в результате накопления минералов на поверхности земли. Такие породы разделяют на континентальные и морские. Остаточное происхождение подразумевает формирование глины в результате выветривания горных пород.

Главное преимущество глины в том, что она широко распространена во многих регионах. Кроме того, она не залегает глубоко, что значительно удешевляет процесс добычи. Единственная проблема заключается в транспортировке. Порода довольно тяжелая, поэтому перевозить ее на дальние расстояния нецелесообразно. По этой причине производство, например кирпичный завод, зачастую строят неподалеку от мест добычи породы.

Разработка

Сегодня используются разнообразные варианты разработки карьеров для добычи глины. Чаще всего применяются экскаваторы, которые добывают породу с разной глубины карьерным методом. Если вещество залегает слишком глубоко или речь идет о больших залежах, специалисты пользуются подрывным методом. Для добычи голубой глины и каолина в условиях повышенной влажности необходимо применение гидромониторов.

• глины может проходить селективным или валовым методом. Валовый метод подразумевает одновременную выемку разных пластов глины, а при селективной разработке пласты породы вынимаются раздельно.

Оборудование

Главным «участником» добычи глины является экскаватор или специальная зубофрезерная машина. Выбор того или иного механизма во многом зависит от свойств добываемой породы, особенностей конкретной местности. Наибольшим спросом пользуются три вида экскаваторов:

• многоковшовые;
• одноковшовые;
• роторные.

Многоковшовые и одноковшовые экскаваторы используют преимущественно при валовой разработке месторождения, а роторные — при селективной. Кроме того, во время добычи активно используются канатные и транспортные скреперы, предназначенные для погрузки и перевозки породы.

Особенности добычи

Добыча глины начинается с подготовки территории. Этот процесс занимает довольно много времени и включают в себя: очищение территории от мусора и растительности, взрывные работы, сооружение путей для проезда машин и доставки оборудования.

При непосредственной разработке карьера большое внимание уделяется созданию правильной крутизны откоса. Этот параметр являет собой угол наклона откоса к горизонту или же соотношение высоты к слоям залегающей глины. В идеале при высоте 5 м он должен составлять 1:0,5, но если почва очень мокрая, то этот показатель может быть несколько иным — 1:1.

Как добывают глину в летнее время

Летом целесообразнее всего проводить добычу породы с помощью экскаваторов. Они снимают глину пластами, пока не достигнут мест залегания суглинка. На этом этапе работы в конкретном месте считаются завершенными, и экскаватор начинает работу в другой локации. Обычно глубина карьеров при добыче небольшая, но иногда порода залегает на уровне водоносного горизонта. В этих случаях необходимо оборудовать дренаж.

Как добывают глину зимой

В холодное время года при сильных морозах глину добывают посредством взрывного метода добычи. Кроме того, стараются не допустить глубокого промерзания грунта. Для этого почву в месте добычи укрывают опилками, торфом или другим материалом с низким уровнем теплопроводности. На далеком севере для этих целей используют тепляки — сооружения закрытого типа, оснащенные целым комплексом обогревательных устройств. Они эффективно разогревают почву в месторождения породы.

Транспортировка

Если производство расположено далеко от месторождения глины, возникает вопрос о ее транспортировке. Для этого лучше всего подходят железнодорожные вагоны. Однако нередко используются и грузовые автомобили. Если порода перевозится автотранспортом, необходимо позаботиться о тенте, которым накрывают груз.

Нюансы получения лицензии на добычу

Как и в случае с другими ископаемыми, добыча глины в нашей стране может осуществляться только при наличии лицензии. Исключение составляют частные лица, которые добывают породу для личных потребностей без использования спецтехники на глубине не более 5 м.

Для получения лицензии необходимо хорошо знать все нюансы процедуры, поэтому лучше всего воспользоваться услугами специалиста. Этот процесс состоит из следующих этапов:

1. Выбор конкретного участка.
2. Подготовка документов, которые свидетельствуют о финансовом состоянии компании.
3. Оплата всех необходимых государственных пошлин.
4. Участие в аукционных торгах.

Непосредственно после получение лицензии необходимо разработать проект, который будет содержать все необходимые сведения о будущей разработке залежей породы.

Применение глины

Глину используют в разных целях:

1. В строительстве как основной материал для создания глинобитных строений или в качестве сырья для производства разных видов кирпича. Также ее применяют для изготовления цемента и других строительных продуктов.
2. В гончарном производстве. Глиняная посуда, различные предметы быта пользуются большой популярностью во всем мире.
3. В медицине. Порода содержит много минеральных солей, кроме того, она является отличным адсорбентом. Пероральный прием показан при отравлениях, дисбактериозе, диарее. Кроме того, распространено наружное применение в виде лечебных обертываний и других полезных процедур.
4. В косметологии. Глиняные маски нормализуют работу сальных желез, очищают лицо, борются с признаками старения. Кроме того, некоторые разновидности породы часто добавляют в кремы, средства для умывания.

Благодаря тому, что глина обладает многими уникальными и полезными свойствами, вполне вероятно, что область ее применения будет расширяться. Особенно учитывая тот факт, что современные мастера постоянно экспериментируют с этим материалом, и каждый раз открывают в нем новые возможности.

Источник