Что такое карьер где добывают песок. Добыча строительного песка. Устройства для забора песка

19.03.2019 статья

Как давно вы задумывались о материалах, из которых строятся дома и дороги? Возьмём, к примеру, бетон. Огромная материковая часть планеты закована в этот искусственный камень. Основным компонентом бетона, как известно, является песок. Откуда он берётся? Ответ простой - добывается из природной среды, зачастую разрушительными методами.

По некоторым данным, песок во всем мире добывают больше, чем любое другое твердое полезное ископаемое. Огромный спрос на эту горную породу объясняется растущей потребностью в стекле и бетоне. В результате чрезмерная добыча песка наносит ущерб рекам, морям и прибрежным экосистемам.

В настоящее время песок составляет 85% от всех добытых нерудных полезных ископаемых. По оценкам Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), общий объем добычи песка превышает 40 миллиардов тонн в год.

В настоящее время на долю добычи песка приходится 85% всей добычи нерудных полезных ископаемых Программа ООН по окружающей среде

Мы не можем привести точную динамику добычи песка по регионам и странам мира за последние 20 или даже 10 лет, потому что глобальных комплексных исследований в этой области нет. Ясно одно: проблема часто игнорируется политиками и остаётся скрытой от широкой общественности, несмотря на колоссальное количество используемого песка и гравия, нашу растущую зависимость от них и значительное негативное влияние, которое добыча оказывает на окружающую среду.

Для чего используется песок

Основная доля песка добывается для изготовления бетона. Вместе с тем асфальт на 90% состоит из этой горной породы, она также широко используется при производстве стекла и добыче природного газа или нефти, а в Сингапуре, к примеру, нужна для мелиорации .

Около 60% добытого во всём мире песка приходится на Китай, который за три года потребляет его больше, чем было использовано в США за весь 20-й век.

Не весь песок одинаков

Обычный песок не подходит для всех целей. Например, пустынный песок бесполезен для строительства, потому что его зерна округлены ветровой эрозией и плохо связываются в бетоне. По этой причине породу преимущественно изымают из русел рек или с морского дна.

Около 60% добытого во всём мире песка приходится на Китай, который за три года потребляет его больше, чем было использовано в США за весь 20-й век Ecocosm

Однако и морской песок менее пригоден для бетона, чем речной, потому что его нужно очищать от соли, которая в противном случае могла бы вызвать коррозию металла в арматуре строительных конструкций. Всё это делает речной песок первоочередным средством добычи.

По мнению экологической группы WWF, именно добыча речного песка наиболее разрушительна для окружающей среды. Это связно с её методами. Как правило, добывающие компании достают песок из русел рек с помощью плавучих платформ с ковшами на конвейерных лентах.

Такой грубый и дешевый способ добычи песка используется повсеместно, отчего радикально меняются речные стоки, разрушаются берега, понижается уровень грунтовых вод. Все эти факторы совокупно воздействуют на несколько социальных секторов: на туризм из-за эрозии пляжей, на рыболовство из-за разрушения бентической фауны и флоры, на страхование, поскольку добыча песка в реке может привести к более сильной засухе и нанести урон сельскому хозяйству.

По словам исследователя ЮНЕП Паскаля Педуцци (Pascal Peduzzi), из года в год последствия усугубляются, потому что отсутствие надлежащей научной методологии привело к неизбирательной и незаконной добыче речного песка.

В развитых и развивающихся странах

В развитых странах добыча песка в руслах рек и вблизи пляжей запрещена, но не везде. Последний пляжный рудник США находится в Монтерее, штат Калифорния. Он добывает до полумиллиона тонн породы в год. Кампания должна быть закрыта в 2020 году по соглашению с государственными органами.

Во многих развивающихся странах добыча речного песка растет. Практически всегда это незаконный бизнес, окруженный коррупцией и насилием. По словам эксперта WWF доктора Лоис Кёнкен (Lois Koehnken), в Индии широко распространена нелегальная добыча, «которую контролирует высокоорганизованная и жестокая песчаная мафия». Преступники подкупают чиновников, а суды против них бессильны.

На снимке Rajesh Kumar Singh рабочие перевозят песок из реки Ямуны в Индии, где масштабное строительство привело к неконтролируемой добыче речного песка

Некоторые страны добывают морской песок вдоль берегов. В этом случае ущерб экосистеме может быть таким же большим, как и для рек. В результате дноуглубительных работ гибнут морские травы, образуются скопления отложений, вызывающих эрозию побережья.

В России

Согласно Сводному государственному реестру участков недр и лицензий , крупнейшие месторождения песка в России расположены в Нижегородской, Ленинградской, Московской, Смоленской, Воронежской и Самарской областях, а также в районе Азовского побережья.

Cамые крупные месторождения песка в России расположены в Нижегородской, Ленинградской, Московской, Смоленской, Воронежской и Самарской областях Ecocosm

Речной и морской песок добывается в основном в акватории Азовского моря и в Ленинградской области. Также крупные залежи расположены в районе Финского залива и около Невы. Ежедневно с карьеров в этом регионе отгружают более 1000 тонн песка.

К сожалению, авторитетных исследований по экологическому ущербу от промышленной добычи песка в России в открытом доступе не обнаружено. Однако периодически региональные СМИ публикуют материалы, косвенно подтверждающие, что проблема чрезмерной добычи песка актуальна и в нашей стране.

Что можно сделать?

Есть несколько вариантов. В развитых странах, где новые здания зачастую сооружаются на месте старых, можно использовать переработанный строительный мусор вместо нового бетона, как, например, делают в Великобритании. Кроме того, заменить песок в бетоне могут пепел из мусоросжигательных заводов и электростанций, и пыль из каменных карьеров.

Проблема в том, что при цене менее 10 долларов за тонну песок остается очень дешевым. Поэтому, как считают эксперты, добыча речного песка продолжится.

В некоторой степени песок является возобновляемым ресурсом. Доктор Лоис Кёнкен говорит, что «реки могут способствовать добыче песка». Но есть ограничения: добываемое количество должно быть «в пределах естественной изменчивости наносов системы».

Это предполагает простое правило, которое должно применяться во всем мире: добыча песка в реках не должна превышать скорость пополнения запасов песка в верхнем течении. Пока этого не произойдет, истории о нерациональном природопользовании не закончатся.

В современном мире строительство зданий, от маленьких частных домиков до колоссальных небоскребов, давно уже поставлено на поток. Технологии позволяют строить дома быстро и качественно, обеспечивая личным жильем, рабочим местом или просто зданием для развлечений все человечество. Но, как бы далеко не зашел нынешний прогресс, одним из основных компонентов для строительства все еще остается самый обычный песок.

Да, нельзя сказать, что это редкий материал. Его можно встретить, просто гуляя по улице. Можно увидеть на детских площадках. Естественно, его достаточно на пляжах. Но откуда же песок берется изначально? Как и где происходит его добыча? Рассмотрим в нашей статье ответы на данные вопросы.

Что такое песок

Песок – это рыхлая осадочная горная порода, являющаяся самым популярным строительным материалом, который не принадлежит к рудным. Размер одной песчинки варьируется от 0,16 до 5 мм. Данный материал образовывается при разрушении горных пород. Чаще всего, песок практически полностью состоит из вещества под названием диоксид силиция (химическая формула – SiO 2). Его еще называют кремнеземом. Бывают белые, желтые и даже черные пески. Последние, кстати, могут отличаться радиоактивностью, так что для промышленных и бытовых нужд их использование опасно.

Различия по месту добычи

В плане локаций добычи песка в крупных масштабах существует два основных вида – речной и карьерный. Карьерный песок добывается в карьерах, и пусть добыча производится в действительно крупных объемах, но особым изначальным качеством такое сырье похвастаться не может.

Другое дело – речной песок. Исходя из названия, добывают его в речках, доставая со дна. Качество этого песка заметно отличается – отсутствуют крупные вкрапления лишних элементов и примеси глин.

Способы добычи песка

В подавляющем большинстве случаев добыча песка происходит одним из двух способов. В случае карьерного песка задействуют открытый способ. Кстати, он является более дешевым, чем второй и требует не так много техники.

Перед началом добычи песка открытым способом на месте добычи производятся вскрышные работы. Проще говоря, верхний слой земли попросту снимается, дабы минимизировать лишние примеси в составе добываемого сырья. Работы проводятся, благодаря скреперу и бульдозеру. Затем, оформив траншеи и проложив пути для техники, начинается процесс добычи. Так или иначе, но получаемое сырье нельзя назвать высококачественным, потому полученный песок также подлежит очистке от различных примесей разными способами.

Второй способ – гидромеханический. Его задействуют во время добычи песка из русел рек. Для осуществления данного метода необходим понтон или специально оборудованное судно. Они необходимы, чтобы якоря и тросы с оборудованием для добычи были надежно зафиксированы на поверхности реки. Алгоритм таков: вниз, в воду, опускается мощный насос вместе с разрыхливающим устройством. Устройство «взбивает» обрабатываемую поверхность, а насос, в свою очередь, всасывает пульпу (комбинация песка с водой) в гидроотвалы. Там уже происходит фильтрация песка от лишних примесей, а вода – стекает обратно в речку.

Таким образом, второй способ не только не вредит окружающей среде (воду ведь возвращают в реку, никакого осушения), но и позволяет получать песок более высокого качества. Единственными недостатками данного способа являются его более медленная скорость, по сравнению с первым, а также более высокая стоимость.

Если вы планируете купить песок для своих целей, внимательно изучите документы на свое приобретение. Особое внимание уделите ГОСТам песка. Не каждый из них подойдет для строительных, или наоборот – для декоративных работ.

Добыча песка в России

В мире, в отличие от полезных ископаемых, за год используется просто титанический объем песка вместе с гравием – 40 миллиардов тонн в год. В самой России наиболее объемными месторождениями песка могут похвастаться Воронежская, Ленинградская, Московская, Нижегородская, Самарская и Смоленская области. Конкретно морской и речной виды песка встречаются на Азовье, около Финского залива, Невы, а также в Ленинградской области.

Егановское месторождение, расположенное недалеко от станции Раменское, интересно тем, что там идет промысел кварцевых песков.

Сотни единиц автотранспорта, а также составы железнодорожного транспорта ежедневно перемещают по стране тысячи тонн песка от песчаных карьеров и речных русел к заводам, промышленным точкам и прочим «жаждущим».

Применение песка

Песок является очень важным строительным материалом. Посему, добыча строительного песка необходима для создания таких вещей, как цемент, кирпичи, штукатурка, бетон. Также он используется, как абразивный материал, для обработки поверхностей. Песок является основополагающим элементом для стеклодувной промышленности, ведь именно благодаря кремнезему мы имеем стекла в окнах и зеркала на стенах. Также песок используют в чистом виде для создания тех или иных насыпей, в строительстве дорог и как декоративный элемент для украшения фасадов частных домов, дач, детских площадок и как «покрытие» для искусственных пляжей.

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 является важным строительным материалом, применяемым во множестве процессов во время выполнения работ. Объемы его потребления в промышленных масштабах в разы превышают использование щебня и других нерудных строительных материалов. Именно поэтому важна добыча песка и постоянное развитие действующих месторождений.

Для работ, выполняемых жителями в повседневной жизни песок найти просто, так как он встречается на дорогах, в сельскохозяйственных угодьях и других общественных местах. Но для того чтобы использовать материал в промышленных объемах, нужно знать, как правильно осуществляется процесс и руководствоваться строгими правилами по технологии добывания и дальнейшей транспортировке.

Оформление предпринимательского права

Песок имеет природное происхождение и добывается в специальных карьерах. Как правило, места добычи – это песчаные или с примесью гранита места.

Получить большой объем песка для его использования в дальнейших коммерческих целях - задача не из легких. В первую очередь нужно знать все нюансы технологии выработки и характеристики добытого песка. Эта проблема решаема, если есть лишние финансы, так как возможно нанять специально обученный персонал.

Финансовый аспект – еще одна проблема, с которой можно столкнутся сразу же при открытии этого бизнеса. Чтобы поставить дело на поток и начать получать прибыль, нужны немалые инвестиции и достаточно много времени.

Как и любое другое предпринимательское дело, добыча материала подлежит налогообложению и регистрации в государственном реестре. Для этого вида деятельности лучше всего подходит оформление ООО – общества с ограниченной ответственностью. Доверить оформление документации и приведение ее в надлежащий вид можно специальный компаниям, которые занимаются этим за плату. Если же позволяет время, то обойти все инстанции для сбора справок можно самостоятельно. После оформления ряда документов необходимо определиться с формой налогообложения.

Чтобы успешно открыть и разработать свой карьер, нужны регистрации на право собственности и использование этого месторождения, лицензия. Она выдается сроком на пять лет и в будущем продляется при желании предпринимателя.

Весь процесс добывания полезного ископаемого из месторождения регулируется действующим законодательством. Конкретно в этом случае действует государственный стандарт 8736-93 «Строительный песок», и ТУ 4417-75 «Кварцевый песок, предназначенный для сварочных работ».

Технология добычи

Существует множество способов добыть слои песка из карьера. Все методы делятся на открытый и закрытый способ. То, каким образом песок извлекается, зависит от происхождения этого строительного материала и характеристик производимого товара.

Добыча открытым способом

Открытый способ наиболее распространен ввиду его доступности. Подобраться к залежам в глубине и на поверхности проще. К тому же используется минимальное количество строительной техники.

Для начала на месте проводятся вскрышные работы. Это делают с помощью бульдозера и скрепера. Если работы не провести, то может быть смешение песка с примесями, что совсем нежелательно. В это время специалисты определяют коэффициент вскрыши – соотношение основного материала и других полезных ископаемых в общем объеме.

Затем проводятся траншеи для рабочих уступов и транспортные пути для техники. Угол наклона уступа индивидуален для каждой местности, так как он определяется исходя из технических характеристик строительной техники.

Несмотря на то, что данный метод достаточно прост в исполнении, он имеет свои недостатки. К ним можно отнести низкое качество добываемой продукции – она часто оранжевого или желтого цвета, что свидетельствует о ее низком качестве.

Улучшить показатели ископаемого, добытого открытым способом, помогает очистка песка от примесей. Готовый товар можно будет использовать в штукатурных и кладочных растворах.

Закрытый способ

Такую добычу иначе называют гидромеханическим способом. Так как на латыни «гидро» означает наличие воды, то можно догадаться о том, что данный метод используется, если нужно достать песок со дна водоема.

Для успешного осваивания месторождений ископаемого под водой используются плавучие системы или специальные земляные снаряды.

Понтоны используются неспроста – они служат для надежной фиксации тросов и якорей. На дно толщи воды опускается мощный земляной насос и механизированный рыхлитель. Гидросмесь всасывается по трубе и поступает по специальным проводникам в гидроотвалы. Смесь из воды и песка иначе называют пульпой.

Именно в гидроотвалах происходит отмывка песка от воды, которая стекает обратно в источник. Сам песок на этом этапе очищают от глины и других возможных примесей.

Главные задачи при разработке песчаного карьера

Цель любого бизнеса – реализация добытого песка и получение прибыли. Добыча предусматривает продажу сырья в будущем. Его значимость невозможно переоценить, а, значит, при правильно налаженных контактах и каналах сбыта нужно определить и первоначальные объемы, предполагаемую прибыль.

Каналов сбыта товара может быть несколько. Это могут быть и мелкие оптовые магазины, занимающиеся продажей строительного песка, и крупные фирмы, которые будут закупать материал для собственных нужд.

Несмотря на то, что способов продать товар множество, для начала не стоит быть нацеленным только на деньги. Сперва важно определиться с начальной ценой, поставками. Начинать продажи выгоднее всего ближе к месту добычи – так время и стоимость транспортировки сократятся до минимума.

К основным задачам после разработки карьера можно отнести:

• ценообразование;
• налаживание контактов для сбыта продукции;
• покупку необходимого оборудования. Любая деятельность по добыче песка не может обходится без экскаватора, фронтального погрузчика, самосвала.
• приобретение мелкохозяйственных вещей. К ним относятся пожарный щит, питьевой бак, генератор электроэнергии, бытовка и инвентарь для нее, рации для рабочих.

Методы добычи морского и речного песка

В зависимости от типа месторождений и вида добываемого строительного песка, материал подразделяют на:

• морской;
• речной;
• аллювиальный;
• озерный;
• делювиальный.

Наиболее распространенными способами добывания и разработки грунта является обработка карьеров, рек и морей. Речной песок добывается гидромеханическим способом со дна рек и русел, которые в силу природных катаклизмов пересохли.

Если месторождение находится на значительном расстоянии от места складирования, то добытое сырье складывают на баржу, а уже после доставляют на место. Случается и так, что слой песка на дне реки очень большой. Тогда используются землечерпалки и драглайны.

Одним из продвинутых способов добычи со дна реки является осушение части русла и применение центробежных сепараторов. Во время работы машина разделяет частицы песка и примесь, благодаря чему повышается качество добытого сырья. Путем промывки песок делают еще чище, а после его высыхания материал уже можно использовать.

Видео: Добыча песка

Песок – сыпучее вещество, которое преимущественно используется в строительной сфере. Большая часть его добычи приходится на удовлетворение нужд коммунального хозяйства, создания ландшафтных дизайнов, стекольного производств и строительства.

Где добывают песок?

Песок – это незаменимое природное сырье, но некоторые люди даже не задумываются о том, где добывают песок. Материал можно извлечь в следующих местах:

• В реках.
• В морях.
• На равнинах.
• В горах.

Сырье, добытое в разных местах, имеет различные свойства, которые учитываются при выборе сферы использования.

Особенности отдельных видов

На речном дне добывают мелкозернистый песок, который благодаря постоянному потоку воды промывается от примесей глины и ила. Он хорошо подходит для проведения отделочных работ.

Песок, добытый на море, используется для создания бетона и строительных смесей. Это обусловлено тем, что для такого производства играет важную роль откуда именно было получено сырье. Морской песок более богат на примеси и после очистки, а также обогащения отлично подходит для этих целей.

На равнинах и в горах добыча осуществляется карьерным способом. Материал, поднятый на землю часто загрязнен примесями, к примеру, глиной или вкраплениями извести. Поэтому при добыче все сырье просеивается и промывается. Песок, добытый в такой местности, хорошо подходит для использования в сфере строительства и производства асфальтобетона.

Кварцевый песок

Отдельного внимания заслуживает кварцевый песок – который представляет собой материал, полученный путем добычи природного окатанного песка или переработки горных пород, в основе которых лежит кремний.

Кварц обладает отличной сорбционной способностью и позволяет удалить из воды железо и марганец. Такой песок довольно устойчив к механическим, физическим, атмосферным и иным воздействия, благодаря чему он активно применяется при производстве отделочных материалов и в ландшафтном дизайне. Одна из необычных сфер его применения – общественное питание, ведь он используется для приготовления кофе.

Способы добычи

Если говорить о том, как добывают песок, то стоит отметить что существует два основных способа:

• Подводный.
• Открытый.

Первый способ подразумевает собой добычу в карьерах, предварительно обводненных, при помощи специальной техники:

• Драглайнов.
• Скеперов.
• Землечерпалок.

Чтобы получить сырье таким способом задействуются специальные плавучие установки, представляющие собой понтон, который может фиксироваться на одном месте при помощи тросов и якорей.

На установках обязательно размещаются землесосы, которые не что иное, как мощные центробежные насосы. Их горло опускается на дно, где они всасывают песок и дробят его при помощи встроенного разрыхлителя. После добычи материал перекачивается по пульпопроводу на берег где он сушится. Главное достоинство такого способа заключается в том, что он позволяет очистить материал от всех примесей.

При открытом способе добычи карьеры могут быть как сухими, так и обводненными. При этом глубина залегания вещества может быть различной как под самой поверхностью, так и ниже уровня грунтовых вод. При этом карьер в зависимости от метода, которым планируется добыча, может быть как обводненным, так и сухим.

Места добычи, расположенные на склонах гор, как правило, называются косогорными карьерами. Для них характерно то, что местонахождение материала располагается выше уровня местности, в связи с этим используется исключительно сухой метод получения.