Екологічні аспекти видобування піску на прикладі об`єктів Чернігівської області (стр. 6 из 10)

У ряді випадків дуже ефективний конвеєрний транспорт у вигляді безперервної потокової лінії стрічкових транспортерів, особливо в сполученні з роторними або ланцюговими багатоковшевими екскаваторами. Застосування конвеєрного транспорту забезпечує безперервність роботи екскаваторів, підвищуючи їхню продуктивність на 35...50 %, спрощує автоматизацію керування і виробництва, знижує капітальні витрати і собівартість видобутку піску. Існує досвід експлуатації як внутрішньокар'єрного, так і далекого, багатокілометрового конвеєрного транспорту від кар'єру до споживача продукції.

Підвідний видобуток піску з дна водойм в обводнених кар'єрах може вироблятися за допомогою екскаваторів-драглайнів, канатних скреперів, землечерпалок, але найбільш ефективний гідромеханізований спосіб видобутку.

Видобуток будівельного кар'єрного піску ведеться по двох напрямках. Після проведення за допомогою могутньої гірської техніки розкривних робіт, виробляється екскавація гірського піску, що широко застосовується у всіх видах будівництва. Видобуток будівельного піску з обводнених шарів родовищ здійснюється гідромеханізованим способом з використанням могутніх кар'єрних землесосних снарядів. Така технологія дозволяє не тільки ефективно вести видобуток, але також очищати кар'єрний пісок від природних природних домішок, що істотно підвищує його якісні характеристики.

Гідромеханізований комплекс по видобутку і переробки формувальних пісків

1 - двоступінчасте грунтоподібний пристрій

2 - водяний насос Q=600-1000 м/год

3 - ґрунтовий насос

4 - конічний гідрогуркіт

5 - пристрій для очищення зерен піску від глинистих примазок

6 - склад глинистих окатишів

7 - склад формувального піску

Гідромеханізований комплекс по видобутку і переробці піску на двох фракцій

1 - грунтонасос, Г-13

2 - водяний насос Q=600-1000 м/год

3 - конічний гідрогуркіт

4 - класифікатор

5 - роторний розпушувач

6 - склад глинистих окатишів

7 - склад бетонних пісків

8 - склад розчинних пісків

Для розробки підвідних родовищ використовують плавучі установки, називані землесосними снарядами або земснарядами. Вони являють собою понтон, переміщуваний і фіксований у визначеній позиції за допомогою тросів, якорів і пальових пристроїв. На понтоні розташовується землесос - могутній насос відцентрового типу. На дно опускається усмоктувальний пристрій землесоса і при необхідності механічний розрихлювач. Землесос і розрихлювач працюють спільно, причому розпушений пісок разом з водою засмоктується в трубу й у виді пульпи (гідросуміші) транспортується по плавучому пульпопроводу, що збирається з ланок труб на поплавцях.

Крім відцентрових землесосів для видобутку і перекачування пульпи використовують гідроелеватори, що працюють за принципом ежектора [19].

Пульпа транспортується в гідровідвали - спеціальні складські площадки на березі, відкіля вода стікає у водойму. При цьому одночасно виробляється відмивання піску від пилоподібних і глинистих домішок, його збагачення і фракціонування.

Гідромеханізований видобуток піску застосовується не тільки для видобутку піску з дна рік або інших водойм, але й у рівнинних кар'єрах, що обводнюються.

Родовища піску, розташовані вище рівня води, можна розробляти за допомогою гідромоніторів. Гідромонітор являє собою керований трубчастий стовбур конічного профілю з вузькою насадкою на кінці. Вода, подавана насосною станцією з найближчої водойми, викидається через гідромонітор щільним струменем з великою швидкістю. Гідромонітори, використовувані в гірничорудній промисловості, здатні руйнувати високонапорним струменем води навіть міцні скельні породи. Для видобутку ж піску досить тиску води 0,3...0 ,5 МПа. Гідромонітори у вибої розмивають поклад піску, і пульпа, що утвориться, стікає в гідровідвали самопливом, якщо забезпечено необхідний ухил, або транспортується по трубах землесосом.

Пісок з відсівань дроблення. Пісок для бетону можна одержувати попутно при дробленні скельних гірських порід, особливо в районах, де відсутні природні піски задовільної якості. Для одержання дробленого піску можна використовувати вивержені, метаморфічні або щільні осадові гірські породи, а також гравій.

У залежності від міцності вихідної гірської породи в насиченому водою стані встановлені чотири марки піску з відсівань дроблення (відповідно з межею міцності породи не менш 100, 80, 60 і 40 МПа). Межа міцності вивержених і метаморфічних порід повинний бути не менш 60 МПа, а осадових гірських порід - не менш 40 МПа.

Крім міцності вихідної гірської породи важлива і її структура. Як показали дослідження , форма зерен дробленого піску залежить в основному від двох факторів: структури дробленої породи і способу дроблення.

Найкраща якість піску виходить при дробленні дрібно- і середнезернистих кам'яних порід. Шорсткість поверхні зерен такого піску характеризується висотою мікрорельєфу близько 170 ... 190 мкм, що забезпечує найкраще зчеплення з цементним каменем у бетоні. Скритокристалічні і склуваті породи, а також грубозернисті дають при дробленні пісок зі значним змістом зерен пластинчастої і голчастої форми. Мікрорельєф їхньої поверхні характеризується, як правило, меншою висотою. Крім того, при дробленні грубозернистої породи полімінерального складу (наприклад, граніту) утворяться зерна піску мономінеральні (кварц, польовий шпат, слюда), що відрізняються незначним зчепленням з цементним каменем.

Спосіб дроблення скельних порід зв'язаний з вибором дробильного устаткування. Установлено, що дробарки, що працюють за принципом стиску породи (щокова, конусна, валкова), дають велике число зерен пластинчастої і голчастої форми, а дробарки ударної дії (молоткові) - значно менше.

Чим ближче форма зерен піску до кубічного (відповідно до вимоги стандарту), тим менше його пустотність і, отже, менше витрата цементу в бетоні. До зернового складу дроблених пісків пред'являються загальні вимоги, викладені вище. Якщо гірська порода не містить нестійких рудних мінералів, аморфних різновидів кремнезему й інших шкідливих включень, то єдиною небажаною домішкою в дроблених пісках може бути пил (кам'яне борошно), що утворилося при дробленні. Вона не настільки шкідлива, як глинисті домішки в природному піску, тому стандартом допускається трохи більший її вміст [21].

У силу кращого зчеплення заповнювача з цементним каменем міцність бетону на дробленому піску за інших рівних умов може бути вище, ніж на природному кварцовому піску, причому не тільки при стиску, але ще в більшому ступені при розтяганні. Такі бетони відрізняються підвищеною морозостійкістю й іншими достоїнствами.

Однак дотепер мало використовуються відходи каменедроблення дрібніше 5 мм, одержувані у великих обсягах при виробництві кам'яного щебеню. Ці відходи при відділенні від них. кам'яного борошна (промиванням або сухим збагаченням) можуть дати гарний пісок для бетону.

3.2 Збагачення і фракціонування піску

Якщо наявні на місці піски по зерновому складі або змістові домішок не відповідають вимогам стандарту, а доставка якісного піску сполучена з великими витратами, то економічно доцільно збагачувати піски. Збагачення піску достоїть у видаленні зерен крупніше 5 мм, відмиванню пилоподібних, мулистих і глинистих часток і поліпшенні зернового складу.

Відділення зерен гравію роблять просіванням піску на вібраційних плоских або в барабанних грохотах.

Промивання піску з метою видалення пилоподібних, мулистих і глинистих домішок здійснюють у піскомийках або класифікаторах різної конструкції.

Промивання піску складається в перемішуванні і перетиранні його у водному середовищі, у результаті чого глинисті включення і плівки, що покривали поверхню зерен піску, диспергують і разом з пилоподібними домішками переходять у шлам, що зливається при безперервній подачі чистої води. Подібним чином працюють застосовувані іноді коритні, драгові й інші піскомийки, при одержанні піску сортуванням природної піщано-гравійної суміші на грохотах промивання його нерідко роблять безпосередньо при просіванні шляхом зрошення грохотів водою з наступним видаленням забрудненої води. Якість промивання при цьому, як правило, нижче, ніж при використанні спеціальних еско-мийок.

Промивання піску викликає необхідність його наступного зневоднення, що ускладнює технологічний процес, особливо в зимовий час. Тому заслуговують на увагу також і сухі способи збагачення, наприклад шляхом продувки що скидається потоком повітря. Таким способом, звичайно, не можна видалити плівки глини з поверхні зерен природного піску, але пилоподібні частки з дробленого піску, у тому числі з відсівань каменедроблення, віддаляються. Основна мета збагачення - забезпечення необхідного зернового складу піску. У ряді районів країни піски місцевих родовищ занадто крейди. При їхньому використанні в бетонах неминуча перевитрата цементу на 20...30, а іноді і на 50%. Такі піски доцільно збагачувати добавкою привізного природного великого або дробленого піску.