Разработка песчаных карьеров открытым способом

Добыча карьерного песка

Карьерный песок – это продукт природной переработки осадочной породы, в основе которого лежит диоксид кремния. Залежи этого вещества расположены под землей в большом количестве.

Принято считать, что карьерный способ добычи песка предполагает упрощенную технологию, поэтому и готовый продукт обладает низкой ценой , по сравнению с другими разновидностями. Это не всегда так. Давайте разберемся в тонкостях производства данного материала.

Существуют два способа добычи этого сырья:

• Открытый – когда песок залегает у поверхности земли
• Закрытый – когда песок находится под водой

Рассмотрим каждый из них.

Открытый способ добычи карьерного песка

Наиболее распространенный способ получения полезного ископаемого – это разработка открытых карьеров.

Технология добычи в данном случае выглядит так:

1. Геологическая разведка
   Оборудование песчаного карьера связано с достаточно крупными расходами. Даже чтобы обеспечить минимальные условия для разработки (установить вагончики для проживания, разместить средства пожаротушения, пункты приема пищи и т.д.), потребуется порядка 1 млн рублей.
   Мы сейчас не говорим о нелегальных карьерах, где одинокий экскаватор вычерпывает песок и сразу грузит его в самосвалы. Впрочем, такие разработки тоже ведутся, поскольку это – очень выгодный бизнес. Но и наказание за подобную добычу может быть очень строгим – вплоть до лишения свободы на срок до 10 лет или штрафа размером до 1 млн рублей.
   Таким образом, легальному карьеру просто невыгодно размещаться там, где запасы песка слишком скудны. Поэтому первым делом производится геологическая разведка. Она позволяет спрогнозировать объемы добычи песка и, соответственно, перспективность месторождения.
2. Вскрышные работы
   Как правило, песчаные залежи расположены под верхним слоем почвы. Чтобы добраться до них, нужно снять этот слой. Он может иметь совершенно разный состав и гл у бину залегания. Такой материал называют вскрышным грунтом, или вскрышей.
3. Обустройство котлована
   В зависимости от размеров месторождения, оборудуется соответствующих масштабов котлован; в нем устраиваются подъездные пути для техники и рабочих.
4. Подготовка к добыче
   На этом этапе устанавливается необходимое оборудование, пригоняется техника. Для небольших месторождений достаточно будет экскаватора и погрузчика. Если котлован глубокий, используются драглайны, многоковшевые абзетцеры или роторные экскаваторы. Они существенно увеличивают стоимость разработки, но и обеспечивают высокую производительность. К примеру, роторный экскаватор способен добывать около 10 000 кубов песка в час. Для сравнения, трехкубовый экскаватор может за то же время извлечь лишь 150-200 м3 песка.
5. Собственно добыча
   Опять же, в зависимости от масштабов предприятия, добыча песка может осуществляться по-разному. Маленькие карьеры обходятся простой техникой – экскаваторами и погрузчиками. Песок в данном случае получается невысокого качества , с неоднородным зерновым составом. Он подойдет для простых задач (вроде отсыпки), но для ответственных работ такой материал не годится.
   Для получения качественного песка требуется как минимум его просеивание. Для этого месторождение должно быть оборудовано грохотом – установкой, позволяющей производить разделение сырья на фракции. Выглядит это примерно так: экскаватор высыпает на грохот смесь песка и крупных камней. Далее, проходя сквозь серию сит, зерна классифицируются по размеру и распределяются по нескольким кучам.
   Но даже такой метод не обеспечивает высшего качества. Дело в том, что просеянный песок может содержать большое количество глины. Она негативно влияет на характеристики готовой продукции. Например, такой песок нельзя использовать для бетонных и кладочных смесей.
   Чтобы получить чистый и однородный материал, используются гидроклассификаторы. Это установки, в которых сырье одновременно и промывается, и просеивается. На выходе получается песок без глины, с одинаковыми зернами. Разумеется, такой способ – наиболее зат р атный.

Закрытый способ добычи карьерного песка

Второе его название – гидромеханический. Принципиальное его отличие в том, что здесь добыча происходит не с поверхности, а со дна водоема. Для этого на поверхности воды размещается плавучая платформа (понтон) с насосом. Под воду опускается землесос и рыхлитель. С их помощью со дна поднимается пульпа (смесь песка, ила, водорослей и других примесей). Под давлением через трубу она доставляется на берег и выбрасывается в гидроотвалы. Здесь происходит конечная обработка сырья – оно очищается от посторонних включений и воды.

В итоге получается достаточно чистый материал с неоднородным зерновым составом. Если его дополнительно просеять, то можно использовать для ответственных задач, где требуется качественный песок.

Часто можно услышать, будто открытый способ гораздо менее затратен, чем закрытый. Это одновременно и правда, и нет. Почему? Все просто: для добычи сырья со дна озера пот р ебуется мощный насос, рыхлитель, понтон и гидроотвал. В таком случае дешевле будет разработать открытое месторождение с помощью экскаватора и погрузчика. Однако ранее мы говорили о том, что открытый способ может предполагать наличие драглайнов и гидроклассификаторов. А это уже сложное и дорогостоящее оборудование. И затраты на насосы с понтонами здесь даже рядом не стояли.

Добыча карьерного песка в Свердловской области

Что касается Свердловской области, то у нас карьерный песок чаще всего добывается открытым способом. В нашем регионе отсутствуют крупные месторождения, поэтому в основном для добычи используют простую технику – экскаваторы и погрузчики.

Вообще, нужно сказать, что для Свердловской области добыча песка является скорее побочным направлением. Здесь сосредоточено много твердых горных пород, позволяющих получать более качественные щебень и отсев. А песок в основном производят во время добычи золота. Подробнее о том , как устроен этот процесс, вы можете узнать в статье Характеристика песчаных карьеров Свердловской области.

Карьерный песок используется там, где не нужна идеальная чистота материала. Он уступает речному песку, но при этом и стоит дешевле. Его зерновой состав — неоднородный (например, могут присутствовать камушки и глина). На крупных месторождениях, где используются гидроклассификаторы, такой материал обладает высоким качеством, но и стоит при этом дорого.

Подробно о том, как добывают песок, а также о других способах добычи песка читайте на наших страницах:

Если вы хотите узнать о разновидностях песка, рекомендуем следующие страницы:

Если вы хотите подробно прочитать о свойствах песка, рекомендуем следующие страницы:

О том, как можно использовать песок и для каких работ он подходит, вы можете узнать на наших страницах:

В компании Грунтовозов вы можете приобрести следующие виды песков по фракциям:

В продаже имеются следующие разновидности карьерного песка:

В продаже имеется кварцевый песок:

Если вы хотите купить речной песок, рекомендуем следующие страницы:

У нас вы также можете купить эфельный песок:

Источник

Глава 2. Методы оценки ветровой эрозии и пыления

С.В. Комонов, Е.Н. Комонова
Ветровая эрозия и пылеподавление
Курс лекций. — Красноярск: Изд-во СФУ, 2008. — 192 с.

Глава 2. Методы оценки ветровой эрозии и пыления

2.11. Методика оценки пыления при разработке и эксплуатации карьера

2.11.1. Технология разработки карьеров

Карьеры разрабатываются открытым способом с извлечением полезных ископаемых и руды, которая вывозиться на переработку или частично складируется в места временного накопления на промежуточных складах.

В настоящее время горные работы производятся экскаваторами, такими как ЭКГ – 5А, ЭКГ – 10, САТ – 5310В. Высота отрабатываемых уступов, как правило, составляет 5 – 10 м. Транспортировка горной массы осуществляется наиболее характерными типами карьерных автосамосвалов: САТ – 777D, БелАЗ – 7540, 7548.

Основные решения по организации строительства опираются на результаты проектирования и исходные данные карьера. Площадка строительства должна быть обеспечена: подъездными дорогами; площадкой для производства отвальных работ; системой отвода поверхностных вод; электроэнергией; геодезической основой для строительства.

Освоение площадки строительства, после расчистки территории от леса, кустарника и редколесья, начинается со срезки почвенно-растительного слоя (ПРС) с размещением его в резерв для последующего использования при рекультивации.

Трассы подъездных автодорог определяются исходя из минимальных объемов работ. В непосредственной близости от участка размещаются открытые складские площадки карьера, которые используются в качестве временной площадки складирования технологического оборудования. Чаще всего используется открытая площадка материально-технического склада, оборудованная козловым краном.

Подготовительные работы, выполняемые в период строительства карьера, заключаются в следующем:

· валка леса, расчистка площадей от пней, кустарника и мелколесья;

· снятие почвенно-растительного слоя;

· нарезка рабочих площадок;

· создание транспортных связей рабочих площадок с отвалом.

Расчистка территории ведется с использованием бульдозеров, крана и автомобиля для вывозки леса. Почвенно-растительный слой срезается бульдозером, который в дальнейшем используется на планировочных работах в карьере.

1 Снятие и складирование почвенно-растительного слоя

Работы по подготовке территории включают: сведение, трелевка леса и кустарника, корчевка пней, снятие ПРС, отгрузка его и транспортировка на склад ПРС. Мощность снятия ПРС, для территории покрытой лесом, составляет 0,2 м.

ПРС перемещается бульдозером в бурт за пределы борта траншеи или границы автодороги (рисунок 21). Средневзвешенная площадь бурта ПРС, при коэффициенте разрыхления 1,4, составляет 6 м 2 (ширина основания 6 м, высота 2 м). Среднее расстояние перемещения ПРС бульдозером L = 30 м.

Рисунок 21 – Схема перемещения и параметры бурта ПРС в карьере.

На территории карьера ПРС перемещается в бурты по мере продвижения фронта работ. Средневзвешенная площадь бурта ПРС достигает 22 м 2 (высота 3 м, расстояние перемещения бульдозером 80 м). Бурт ПРС грузится экскаватором с ковшом в автосамосвалы и вывозится на площадку для хранения и вторичного использования (рисунок 22).

2 Вскрытие и порядок отработки участка

Рельеф донной поверхности (абсолютные отметки поверхности изменяются по предельному контуру карьера), а так же горно-геологические условия залегания рудных тел, позволяют вскрыть месторождение по комбинированной схеме:

— нагорная часть, вскрывается отдельными полу траншеями с отметками поверхности в нисходящем порядке. Траншеи закладываются с отметкой рельефа и соединяются временными дорогами с основной дорогой для вывозки руды и вскрыши. Для сокращения расстояния транспортировки, вскрытие горизонта производится внешней наклонной траншеей с определенным уклоном. Глубинная часть вскрывается внутренней групповой траншеей.

Траншеи проходят с поверхности от границы карьера до дна. На конец отработки эти траншеи образуют общую траншею, состоящую из 2-х наклонных съездов с уклоном по 0,080 м/м каждый. Общая глубина траншеи 20 м, длина трассы до 300 м.

Рисунок 22 – Типовая технологическая схема погрузки ПРС из бурта в БелАЗ

Принятая схема вскрытия (рисунок 23) позволяет: минимизировать расстояния перемещения породы в отвал, а руды – на склад, создать опережающее выработанное пространство для формирования внутреннего отвала, обеспечить наименьший водоприток в карьер.

Размещение вскрышных пород предусмотрено в отвалы, расположенные непосредственно у борта карьера. Расстояние транспортирования вскрышных пород от борта карьера в отвал определяется на местности.

Схема вскрытия месторождения, горно-капитальные работы и их обеспеченность к выемке определяется величиной активного фронта работ и запасами полезных ископаемых.

3 Создание транспортных связей карьера

Материал для строительства и реконструкции дорог используется в виде породы для основания дорог, фракцией – до 400 мм и щебнем фракцией – 5-50 мм для покрытия дорог и отсев от дробления этих пород.

С учетом опыта строительства карьеров чаще производится мелкое дробление щебня и использование гранитного песка и дресвы на покрытие дорог в верхнем слое. При строительстве автодорог на поверхности, предварительно бульдозером, производится снятие слоя ПРС с размещением по обеим сторонам дороги в бурт.

1 – направление движения БелАЗ; 2 – взорванная горная масса; 3 – экскаватор

Рисунок 23 – Типовая технологическая схема проходки траншеи экскаватором с погрузкой в БелАЗ

Поперечный профиль внутриплощадочных дорог на поверхности приведен на рисунке 24. Толщина насыпи из вскрышных пород от 1,2-1,4 м до 4-6 м.

В процессе эксплуатации проводятся работы по текущему содержанию автодорог:

· укрепление откосов земляного полотна, дренажных канав и виражей;

· очистка водоотводных сооружений;

· ремонт дорожных одежд;

· ликвидация пучин, очистка от снежных заносов;

· ремонт искусственных сооружений;

· содержание в надлежащем состоянии дорожного ограждения и сигнальных знаков.

Рисунок 24 – Профиль дороги на поверхности

Расход пены на полив для переходных и низших типов покрытий (щебеночные, гравийные, шлаковые, грунтовые, укатанные, укрепленные) не менее 1-1,5 л/м 2 . Интервалы между обработками 1-4 час, в зависимости от состояния дорог в части пылеобразования.

Автомобильные дороги обставляются дорожными знаками и сигналами. В соответствии с требованиями СНиП необходимое число дорожных знаков и указателей, а также места их установки должны обосновываться принятой схемой организации движения транспортных и пешеходных потоков с выделением на дорогах опасных, участков и правил дорожного движения.

Заезды на рабочий уступ, автодороги в карьере и на отвалах, места погрузки и разгрузки при работе в темное время суток обязательно должны быть освещены.

4 Воздействие карьера на атмосферный воздух

С началом разработки и эксплуатации карьера в атмосферный воздух могут поступать:

· от карьера, отвалов, складов руды: (пыль, окись углерода, двуокись азота, сернистый ангидрид, сажа, углеводород, цианистый водород, гидроокись кальция, гидроокись натрия, гипохлорит кальция, ртуть, хлор, пары тиомочевины, аэрозоль серной кислоты, сульфат железа, сернистый ангидрид, окись углерода, двуокись азота, бенз(а)пирен;

· от гаражного хозяйства: сажа, двуокись азота, сернистый ангидрид, углеводород, окись углерода.

Разработка и введение в эксплуатацию карьера производится поочередно. При разработке первой очереди карьера количество выбросов загрязняющих веществ, как правило, увеличивается.

Измерение фоновых концентраций в районе разработки карьера производится согласно мониторингу объекта, с обязательным анализом данных о степени загрязнения атмосферного воздуха, по которым можно судить о выбросах загрязняющих веществ от карьера.

Примерные выбросы загрязняющих веществ от площадки работающего карьера со средней производительностью представлены в таблице 14.

Таблица 14 – Выбросы загрязняющих веществ от карьера

Источник