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.
Виды карьерного песка
Разные карьеры поставляют разный песок. Добываемый материал различен по структуре, зернистости и составу. По цвету бывает желтый, красный, бурый или белый, в зависимости от минералов.
Обычно месторождения в разрушенных породах – неглубоко под слоем почвы. Величина песчаных зерен колеблется от 0,15 мм до 5 мм. Есть мелкозернистый (зерно до 2 мм), среднезернистый (от 2 до 2,8 мм) и крупнозернистый (до 5 мм) песок.
Специфика данной разновидности песка – разнородный состав и примеси (следствие карьерной добычи), что снижает технические свойства. Часто это недостаток, но иногда – преимущество. Например, глина придает эластичность и подвижность. Дешев и достаточно универсален. Основное применение – строительные и дорожные работы и благоустройство территорий.
Неочищенный песок карьерный – засыпка траншей или выравнивание под строительство.
Неочищенный песок карьерный
Для улучшения свойств его дополнительно обрабатывают и очищают, удаляют крупные части породы. Конечные свойства зависят от варианта добычи: промывание, просеивание или открытый способ. В результате выделяют:
Песок карьерный намывной
Песок карьерный намывной (мытый) – из обводненных залежей и карьеров. Из него гидромеханическими аппаратами убирают включения. Песок карьерный мытый – чистый, без примесей. Намывной песок подходит для бетона, железобетона и кирпича, покрытия дорог.
Песок карьерный сеяный
Песок карьерный сеяный просеивают технико-механическим путем от крупных частиц и камней через систему сит. Отлично идет для штукатурки, цементного раствора или литья фундамента.
Как добывают песок в карьере?
Песок с карьера: особенности добычи
Наиболее популярен открытый способ, когда используют метод вскрытия и простую технику: бульдозер, экскаватор и т.д. Изредка применяют взрывчатку. Иногда может использоваться оборудование специфического назначения. Например, при открытом способе – сито для камней и глины.
В карьерах, затопленных водой, работает гидромеханический насос для забора песка со дна. Его ставят на понтон или судно. Всасываемая масса идет по специальному каналу и делится на чистый песок и воду.
Применение карьерного песка
Применение карьерного песка
Сфера применения не ограничивается детской песочницей. Широко используется в строительстве и народном хозяйстве. В быту карьерным песком посыпают парковые дорожки и тротуары зимой. Добавляют в грунты для рассады. Карьерный песок – хороший септик и фильтр. Используют для защиты от порчи овощей на базах.
Песок экологически безопасен и прост в использовании, что очень актуально при производстве кирпича и бетона.
Например, крупный намывной карьерный песок применяют в высокопрочном бетоне и железобетоне. Отсутствие примесей дает исключительную прочность и долговечность. Еще из него делают бордюры, тротуарную плитку, дренаж и основу под дорожное полотно.
Применение карьерного песка для растений
В декоративные затирки и шпаклевки добавляют мытый мелкий карьерный песок. Просеянный карьерный песок применяют в фундаментах, в цементах, асфальте, штукатурках, наливных полах, при декорировании клумб, дорожек и детских площадок, для создания насыпных сооружений.
Мытый песок – сухие строительные смеси, высококачественный бетон, железобетон и фундаменты. Качественный кварцевый песок – производство стекла.
Какой песок лучше карьерный или речной?
Речной песок
По ГОСТу речной и карьерный песок не различают. Однозначно не скажешь, что лучше: карьерный или речной песок? Главное отличие карьерного и речного – качественный состав. Речной – чистый, без примесей и сторонних частиц, а карьерный содержит глину прочее.
Глина и органика занимают до 10% состава. В речном песке глины не больше 1%, а в карьерном может доходить до 10% и выше. Органические примеси могут вызвать брожение в строительном растворе. В речном – органики мало или нет совсем. Из-за этого неочищенный карьерный песок почти непригоден для строительства, т.к. снижается их прочность цемента.
Песчинки речного песка – округлой и гладкой формы от длительного действия воды. Незаменимый фильтрующий материал.
Карьерный песок
Неровная поверхность карьерного песка дает хорошее сцепление строительного раствора и после очистки, он предпочтительнее для цемента, чем речной.
Цена речного песка в 1,5 – 2 выше карьерного из-за процесса выработки и свойств.
Выбор “карьерный или речной” потребует оценки состава и технических возможностей, а также характера строительства.
Обработанный песок с карьера часто качественно превосходит речной. Все зависит от источника и степени обработки.
Технические характеристики
Зерно неровное, с шершавой пористой поверхностью, дает сцепление песчинок с цементом.
Удельный вес у сыпучих материалов – равен отношению массы в килограммах, к объему в кубических метрах. Плотность карьерного песка равна удельному весу.
Также меряют насыпную плотность – плотность не утрамбованного песка, которая меняется от влажности и механической утряски. Например, рост влажности уменьшает плотность. Песчинки покрываются водой и раздвигаются. Утрамбовка уменьшает меж зерновое расстояние, напротив, увеличивая плотность.
На плотность влияет и качественный состав. Чем больше глины, тем выше плотность и наоборот. Имеет значение и величина песчинок. Крупнее фракция – меньше плотность.
Крупнее фракция – меньше плотность
Сколько тонн в 1 кубе песка карьерного? Зависит от плотности и фракции. Удельный вес мелкозернистого песка – 1700-1800 кг/куб. Средне- и крупнозернистого – 1500-1600 кг/куб. Чем песок влажнее, тем больше его масса. 1 куб песка карьерного при влажности в пределах 5 - 7% весит соответственно около 1,7 - 1,8 тонны.
Коэффициент фильтрации – способность пропускать воду. Для карьерного песка это 0,5 до 7 м/сутки, в зависимости от количества глины и зернового состава.
Радиоактивность связана с месторождением. Горные разработки, обычно, с повышенным радиационным фоном. Для жилья и объектов сельского хозяйства, идет песок первого класса радиоактивности. Для дорог допускают второй и третий.
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.
Осуществляется несколькими способами. Наиболее распространенный вариант – гидромеханическая добыча. Для реализации поставленных задач используют специальный гидронасос и земснаряд.
С помощью земснаряда происходит разрыхление дна, откуда насосы откачивают речной песок на баржу или грузовые пантоны.
Извлеченный из недр материал выгружается непосредственно на месте складирования. Если залежи находятся на значительном расстоянии от берега – используются баржи. Они транспортируют речной песок к месту хранения.
Добытый гидромеханическим методом материал имеет высокую влажность. До начала его эксплуатации выдерживается определенный период времени. Вода уходит естественным путем, и испаряется. В результате остается чистый кварц. Размер его фракций варьируется от 0,2 до 4,5 мм.
Качественный речной песок используется в строительстве и других областях деятельности человека. Он чище карьерного . Это обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики и предоставляет возможность использования в чистовых работах без дополнительной обработки.
Производство речного песка
может осуществляться с помощью центробежных сепараторов. Это эффективная, современная технология. В ходе процедуры осушается часть русла или старицы. После этого запускается специальное оборудование.
Под действием центробежных сил оно разделяет смесь на разные фракции. В результате образуется очень чистый речной песок , обладающий превосходными эксплуатационными характеристиками.
Преимущество технологии – высокая эффективность добычи материала. Однако она требует существенных материальных затрат и наличия определенных условий на участке работ. Это обуславливает меньшее количество и более высокую стоимость материала.
В отличие от карьерного аналога качественный речной песок лишен примесей (глины , гравия). Сложность его добычи оказывает существенное влияние на цену. Поэтому оба варианта пользуются спросом в строительстве и смежных областях.
В России добыча речного песка ведется на многих месторождениях. Доступна возможность заказа большого количества материала надлежащего качества. Чтобы избежать дополнительных издержек, необходимо заручиться поддержкой ближайшего крупного поставщика такого как компания «Абсолют», взаимодействующего с минимальным количеством посредников. При выборе песка следует руководствоваться особенностями поставленных задач и эксплуатационными характеристиками требуемого материала.
