Что такое песчаный карьер
Карьер – это место для добычи ископаемых открытым способом
При использовании таких понятий как «шахта», «рудник» и «прииск», обычно не возникает затруднений в определении принадлежности объекта к добыче вида природных ископаемых. А что такое карьер? Это также искусственный промышленный объект или все-таки природное углубление?
Определение
Карьер – это искусственно образованная выемка в поверхности земной коры для добычи залегающего слоя природных ископаемых методом открытой выборки. Как правило, имеет воронкообразную форму, сужающуюся книзу. Территория ограничена образованными плоскостями. На начальной стадии разработки происходит снятие верхнего слоя грунта и перемещение его за пределы зоны добычи.
Понятие «карьер» возникло от заимствованного из французского языка слова carriere, которое использовалось для обозначения мест добывания и обработки природного камня. Может также применятся для выделения специализации предприятия, деятельность которого связана с добычей природных ископаемых открытым способом.
Разновидности
Выработку закрытым способом без снятия верхнего слоя принято называть шахтой. При открытой добыче угля пользуются термином разрез. При разработке ископаемых для извлечения руд металлов и кристаллов чаще встречается понятие рудник (прииск).
Для всех случаев можно сказать, что карьер – это открытая разработка для промышленной выборки породы, залегающей на глубине. В зависимости от месторождения это может быть песок, глина, гравий, известняк. Добыча горючих ископаемых производится в торфяных, сланцевых, угольных карьерах. Для химической промышленности производят выборки для извлечения из недр планеты фосфитов, апатитов, серы, мышьяка и прочих солей. Из нерудных материалов можно выделить карьеры по добыче алебастра, талька, слюды.
Металлы добывают из руды. Добыча ее чаще всего также производится карьерным методом. Так добывают сырье для производства черных металлов (железо, марганец, хром) и цветных (медь, цинк, олово). По такому же принципу происходит выборка руд благородных, радиоактивных и редкоземельных металлов. Рядом с такими месторождениями обычно строится горно-обогатительный комбинат.
Добыча гранита
Метод вскрытия зависит от характера месторождения. Обычно используют вертикальную траншею, направленную внутрь выработки. Особенность карьеров в том, что материал идет на изготовление облицовочного камня и блоков. Основная задача заключается в максимальной сохранности монолита извлекаемых блоков.
Гранитные карьеры на стадии подготовки при разработке месторождения обходятся дешевле, чем мраморные. Но в процессе выработки из-за сложной технологии себестоимость продукции возрастает. Самые лучшие результаты по качеству продукции дает резка пласта породы сразу на блоки. Но именно такой вариант наиболее затратный.
Песчаный карьер
Интенсивное строительство требует много бетона. Песок – незаменимый компонент в его составе. Наличие залежей этого материала на небольшой глубине в непосредственной близости от черты города положительно сказывается на себестоимости строительства. При оценке месторождения берется во внимание химический состав (содержание SiO2), наличие примесей, огнеупорность, структура породы, ее физико-механические свойства.
Небольшая глубина залегания делает возможным вскрытие месторождения колесной техникой: скреперами, бульдозерами. Выборка осуществляется драглайнами, многоковшовыми экскаваторами, а транспортировка – автомобильным транспортом. Песчаный карьер – это сравнительно неглубокая выработка (до 15 м). Особенность в том, что материал сыпучий. Обеспечить стабильность фронтальных отвалов не получается из-за опасности обвалов. Другая особенность – вероятность подтопления грунтовыми водами, что предполагает их отвод или использование «мокрой» технологии добычи.
Карьерный песок — его описание, свойства и применение
Природный натуральный песок — рыхлая горная порода, в составе которой присутствуют крупинки полевых шпатов, слюды, кварца и других естественных минералов. Фактически для строительства пригоден любой песок. Применяют как речной, так и морской или карьерный, но использование именно карьерного пользуется спросом благодаря его низкой цене и неплохим естественным свойствам.
Описание строительного материала
Карьерный песок — чуть ли не универсальный материал, который используется во многих сферах народного хозяйства и промышленности. Строительство, дорожные работы и обустройство территории – ключевые сферы применения карьерного песка.
Этот песок добывается карьерным способом, как понятно из его названия. Различные карьеры предоставляют разные виды песка с разной структурой, зернистостью и составом. На конечные свойства, которыми будет обладать карьерный песок, также влияют способы его добычи: промывание, просеивание и открытый способ добычи.
По крупности и размеру зерна различают мелкозернистый, средне- и крупнозернистый песок. Мелкозернистый – песок, чья крупа имеет диаметр, не превышающий 2 мм. Среднезернистый — от 2 до 2,8 мм, а крупнозернистый имеет песчинки до 5 мм.
Тот факт, что в карьерном песке присутствуют различные примеси (иногда их процентное соотношение достигает 7%), является недостатком с одной стороны и преимуществом в отдельных случаях.
Разновидности карьерного песка
По виду обработки, применяемой после добычи, песок делится на:
Так на фото выглядит намывной (мытый) карьерный песок
Добыча песка в карьерах: особенности процесса
Для карьеров, затопленных водой, применяется землесосный агрегат, что представляет из себя мощный насос для выгрузки песка со дна. Плавучий понтон, на который устанавливается оборудование (так называемый земснаряд), крепится якорями и тросами или же находится на борту специально оборудованного судна. Всасываемый песок имеет название «пульпа», потому что проходит по пульповому каналу, который отсеивает чистый песок без примеси и возвращает воду в карьер. такой способ добычи получил название гидромеханизированного.
В других случаях может использоваться и другое оборудование, которое имеет специфическое предназначение, а также не характерно для регулярного применения. Например, сито используется для отсеивания камней и глины от песка, добытого открытым способом. Вместо него может использоваться обычная металлическая сетка, которая позволяет просеивать песок своими руками. Перед разработкой нового карьера необходимо подготовить все расчеты и согласовать работы с государственными службами.
Земснаряд С-42 добыча песка гидромеханизированным способом:
Технические характеристики и свойства
Основным свойством карьерного песка является его чистота и отсутствие примесей. Более того, намывной карьерный материал обладает следующими характеристиками:
В зависимости от того, какую фракцию имеет песочное зерно, намывной материал делится на следующие категории: мелкая, крупная фракция и фракция средних размеров. Оттенки карьерного песка также отличаются и могут быть как янтарно-желтого, так и коричневого цвета в зависимости от месторождений и карьера.
Сферы применения
Благодаря исключительному качеству карьерного песка и его соответствия ГОСТу 8736-93, он широко используется в строительной сфере, народном хозяйстве, а также декорировании. Особенно актуально и рентабельно использование песка в производстве кирпичей и бетона, а также в жилищном и дорожном строительстве.
Намывной карьерный песок крупной фракции обрел большую популярность в производстве высокопрочного бетона и различных железобетонных конструкций. Тротуарная плитка, каменная кладка и уличные бордюры также используют в своем производстве песок карьерной добычи. А за счет отсутствия примесей полученные материалы будут обладать исключительной прочностью и долговечностью.
Поверхностные и накрывочные растворы используют песок с мелкой фракцией зерна, которые позволяют достичь эстетически-привлекательного вида конечной смеси. Декорирование, использование на дачных участках и на детских площадках, делает добычу мелкофракционного песка достаточно рентабельной.
Еще немного информации об использовании карьерного песка:
Преимущества и недостатки карьерного песка
Предприятия, которые занимаются добычей и продажей песка, гравия и гранита, песок, как правило, является приоритетным материалом. В чем же заключается его популярность? По большей мере, в счет того, что по сравнению с другими видами песка (например, с кварцевым), карьерный песок стоит совсем не дорого.
Это вызвано тем, что:
Чем отличается речной песок от карьерного
Честного говоря, по ГОСТу речной и карьерный песок не разделяется. Вся разница между этими двумя породами состоит в цене, которая у речного в несколько раз выше, чем у карьерного. Если сравнить составы двух типов песка, то речной является чистым, без примеси и сторонних элементов, а карьерный содержит глину (что иногда бывает весьма кстати). Поэтому однозначно утверждать, что лучше: карьерный песок или речной, нельзя.
Итак, карьерный песок – универсальный, а также популярный строительный стройматериал, который используется во множестве сферах деятельности. Он обладает исключительно низкой ценой за счет несложного процесса добычи и отсутствия обработки.
Области его использования не ограничиваются лишь на детских песочницах, а внешний вид вполне подойдет для обустройства дороги или декорирования дачного участка. Песок экологически безвреден и легок в использовании, поэтому его можно смело оценить на 5 баллов.
Фото карьерного и речного песка — визуальное различие
Мелкозернистый песок: характеристика и применение карьерного песка в строительстве
На сегодняшний день карьерный песок – это один из наиболее распространенных материалов, используемых для строительства. Песок состоит из небольших, твердых частей зерна. Широкое применение такой песок приобрел благодаря низкой себестоимости и хорошим природным свойствам.
Описание
Представленный песок считается одним из самых универсальных материалов, который задействован практически во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства. Больше всего применяют карьерный песок для обустройства различных территорий и зданий, например:
• строительство дорог;
• используют как особый фильтр для строений, чтобы выравнять площадки для процесса строительства;
• песок гост 8736 добавляют в сухие смеси, которые предназначены для шпаклевки или обустройства наливных полов;
Уже из названия можно понять, что этот вид материи добывают из карьеров.
Карьеры отличаются между собой. В зависимости от этого характеристики добываемого песка различаются, материалы бывают с разной структурой, составом, свойствами и веществами.
Также на определенные свойства влияет метод добывания песка, существует несколько способов: промывание, просеивание и открытая добыча.
Для того, чтобы получить качественный песок для строительных работ, коэффициент влажности не должен быть больше 7%. Примесей и других компонентов должно быть около 3%, серы не больше, чем 1%.
Разновидности
Карьерный песок принято разделять на такие виды:
Первый вид характеризуется диаметром, который не превышает 2 мм. Среднезернистый песок бывает от 2 до 2.8 мм, а последний вид достигает до 5 мм.
Цемент является специальным сыпучим материалом, который имеет самое широкое применение в строительстве. Тут о самых востребованных марках цемента и их применении.
В связи с тем, что плиточный клей имеет различный состав, то и время его высыхания будет различным. Здесь узнаете о времени высыхания различных видов плиточного клея.
В настоящее время многими мастерами стала использоваться декоративная структурная штукатурка. Перейдя по ссылке ознакомитесь с характеристиками декоративной структурной штукатурки для внутренних работ.
Стоит заметить, минус этого песка есть тот факт, что в нем имеются некие примеси, которые не благотворно влияют на свойства материала. Бывают случаи, что их процентное соотношение превышает 7%.
Если песок был добыт открытым методом, а не с помощью промывания, имеющаяся глина делает материю намного удобнее и практичней при изготовлении строительных растворов.
В ходе обработки материалов, которые совершаются после добывания, песок разделяют на несколько видов.
Намывной
С помощью специального гидромеханического оборудования специалисты добывают песок из обводненных залежей и в местах зарождения. За счет применения такого технологического процесса, песок удается получить абсолютно чистым без лишних примесей и других компонентов.
В процессе добывания вышеприведенными устройствами из добываемого материала вымывается пылеватые вещества и оставшаяся глина.
Применение мытого песка считается самым рациональным методом для изготовления кирпичных и бетонных материалов.
Также используют данный вид песка для строительства зданий, дорожных путей и других изделий из железа.
Просеянный песок
Получается путем очищения от больших частиц и камешек.
Данный песок лучше всего подойдет для изготовления штукатурной смеси, формирования раствора для строительства фундамента.
Песчаный грунт
Разновидность этого песка отличается смесью без надобности очистки от ненужных компонентов. Стоимость данного песка не превышает средней цены.
Используют песчаный грунт во всевозможных сферах строительства, благодаря хорошим свойствам и возможностью применять песок для различной деятельности.
Особенности добычи
Самым распространенным методом является открытый способ, ведь благодаря ему специалисты могут обойтись обычным техническим оборудованием: бульдозера, экскаваторы и другое. Такой способ достаточно экономичный, не требует особых затрат, исходя из этого добытый песок можно использовать не для всех сфер применения.
Карьеры, которые были затоплены водой, разрушают с помощью землесосного агрегата и добывают песок. Данное устройство имеет мощнейший насос, что позволяет выгрузить песок до самого дна.
Агрегат устанавливают на плавучий понтон (земснаряд), затем крепят якорями и прочными веревками или оставляют его на поверхности специализированного судна.
Добытый в процессе песок приобрел название «пульпа», так как он пронизывается через пульповый канал, функция которого направлена на отсеивание очищенного песка без примесей и возвращает оставшуюся воду вниз карьера.
Представленный метод добывания песка называется гидромеханизированным, он получил широкую популярность среди остальных подобных способов.
В отдельных случаях возможно использование и других специально оборудованных устройств, которые выполняют такие же функции и применяются по предназначению. К примеру можно привести сито – оно очищает песок от лишних камней и других веществ, которые были добыты с помощью открытого способа.
Также вместо сита может применяться обычная сетка из металла, способная просеивать песок двумя руками.
Более подробно о добыче карьерного песка смотрите на видео:
Технические характеристики
Карьерный песок имеет следующие технические характеристики:
• добытый материал меняется в весе от 1.5 до 5 мм;
• небольшое содержание в основе материала пыли, глины и других добавок.
От фракции зернистых крупинок зависит разделение намывного материала на такие группы: мелкая фракция, средняя и крупная. Так же от фракции крупинок зависит насыпная плотность, удельный вес, коэффициент фильтрации и уплотнения.
Песок может иметь различные оттенки, которые могут отличаться. Цветовая палитра бывает от янтарно-желтого до самых темных оттенков, все зависит от расположения карьера и его особенностей.
Применение
Карьерный песок имеет широкое распространение в строительной области, за счет высоких технических характеристик и отличному качеству. Также песок применяют в сельском хозяйстве, для создания дизайна и декорирования.
Наиболее популярно применение песка для изготовления кирпича и бетона, а также для строительства жилых помещений и дорожно-транспортных путей.
Сфера применения карьерного песка зависит от его качества и содержания различных веществ.
Если материал не высокий по цене, то его чаще всего используют для работ в сельском хозяйстве, улучшают им почву, заполняют песком пустые области в каналах и ямах.
Зимой такой песок наиболее используемый для присыпки им дорог, чтобы образовалась сила трения, и шанс упасть сводился до минимума. Более того, материал широко применяют и заядлые дачники, чтобы хранить фрукты, овощи и консервацию в погребе на протяжении всей зимы.
Также часто добытые зерна применяют для так называемого фильтра для очистных строений. Чаще всего используют для бетона с высоким процентом прочности, такой песок применяют и для разных конструкций из железа.
Данная материя не имеет примесей и других компонентов, и полученные изделия будут отличаться долговечностью и особой прочностью.
Для накрывочных и поверхностных растворов применяют песок с зерном мелких размеров, благодаря такому виду материала можно добиться приятного внешнего вида полученной в итоге смеси. Мелкофракционный песок получил большое распространение для сферы декорирования и применения в ландшафтных дизайнов.
Достоинства и недостатки
Важнейшим материалом на предприятиях, занимающиеся добычей песка, а также продажей различных его видов, является использование самого карьерного песка.
Популярность такого материала заключается во многих пунктах, но прежде всего можно выделить, что песок добытый из карьера, в отличие от других видов песка, стоит относительно дешево и экономно расходуется.
Объясняется это такими факторами:
Нормы и коэффициэнтное соотношение данного песка не всегда равняются с намывным или сеяным, однако низкая стоимость и ряд других характеристик, которые свидетельствуют о качественном материале, придают песку популярность и востребованность больше, чем аналогичные виды карьерного песка.
Основные различия между карьерным и речным песком
Как таковых явных различий между представленными двумя видами нет, суть заключается в разной стоимости этих пород. Речной песок стоит в два раза выше, чем карьерный. В процессе сравнивания данных видов песка, можно сделать вывод, что процент чистоты составляет больше у речного, нежели карьерного песка.
Есть небольшие различия в плотности между речным и карьерным песком. Так же они отличаются от плотности строительного песка.
Он добывается сразу без различных примесей и сторонних компонентов, а второй тип имеет глину, которая часто бывает полезной. Из таких характеристик можно сделать вывод, что нельзя утверждать однозначно какой вид песка лучше. Все зависит от предприятия и его целей на использование песка.
Заключение
Карьерный наиболее универсальный тип песка, он часто применяется для строительных работ, а также других сфер деятельности. По цене самый дешевый материал из-за простой добычи, обрабатывать его не нужно.
Карьерный песок экологически чистый и его применение в строительстве, детских площадках, жилых помещений не несет никакого вреда людям.
Карьер
Угольный карьер называется угольным разрезом.
Как шахте выделяют шахтное поле, так карьеру выделяют горный отвод. Принцип открытой разработки заключается в том, что более мощные слои пород, покрывающих пласт полезного ископаемого, в пределах горного отвода разделяется на горизонтальные слои — уступы, которые вынимают последовательно в направлении сверху вниз с опережением нижних слоев верхними. Высота уступа зависит от прочности пород и применяемой техники и колеблется от нескольких метров до нескольких десятков метров.
Содержание
История
Открытые горные работы известны из эпохи палеолита. Первые большие К. появились в связи со стройками в Древнем Египте пирамид. Позже в античном мире в К. в больших масштабах добывался мрамор. Расширение области применения открытого способа разработки с помощью К. держалось вплоть до нач. ХХ века, за отсутствием высокопродуктивных машин для вынимания и перемещения больших объемов вскрышных пород. На конец ХХ века в К. добывалось 95 % строительных горных пород, бл. 70 % руд, 90 % бурого и 20 % каменного угля.
Рабочая зона карьера
Рабочая зона карьера — это зона, в которой осуществляются вскрышные и добычные работы. Она характеризуется совокупностью вскрышных и добычных уступов, одновременно находящихся в работе. Положение рабочей зоны определяется высотными отметками рабочих уступов и длиной их фронта работ. Рабочая зона представляет собой перемещающуюся и изменяющуюся во времени поверхность, в пределах которой осуществляются работы по подготовке и выемке горной массы. Она может охватывать один, два или все борта карьера. При строительстве карьера рабочая зона, как правило, включает только вскрышные уступы, а к окончанию горно-капитальных работ — и добычные. Число вскрышных, добычных и горно-подготовительных забоев в рабочей зоне не может устанавливаться произвольно, так как от этого зависит выполнение планов по отдельным видам работ. В рабочей зоне карьера каждый экскаватор в процессе работы занимает определенную горизонтальную площадь, которая характеризуется шириной рабочей площадки и длиной экскаваторного блока. При разработке горизонтальных и пологих месторождений малой и средней мощности высотное положение р.з.к. остается неизменным; при разработке наклонных и крутых месторождений, а также мощных изометрических залежей рабочая зона постепенно понижается вместе с увеличением глубины карьера.
Элементы карьера
Элементы карьера (англ. open-pit elements, нем. Tagebauelemente n pl) — пространственные составляющие карьера, которые исчерпывающе характеризуют его геометрию. Основные элементы (рис. [1] ): рабочий (1) и нерабочий (2) борт карьера, подошва или дно (3), верхний и нижний контуры (4) карьера, уступы (5,6), площадки (7,8), [1]
Дно карьера
ДНО КАРЬЕРА — площадка нижнего уступа карьера (что называется также подошвой карьера). В условиях разработки крутых и наклонных тел полезных ископаемых минимальные размеры Д.к. определяются с учетом условий безопасного вынимания и нагрузки горных пород из последнего уступа: по ширине — не меньше 20 м, по длине — не меньше 50-100 м.
В условиях разработки морфологически сложных залежей значительного протягивания Д.к. может иметь ступенчатую форму.
Глубина карьера
К. — это система уступов (как правило, верхние — породные или вскрышные, нижние — добычные), подвигание которых обеспечивает выемку горной массы в контурах карьерного поля. Транспортные связи в К. обеспечиваются постоянными или скользящими съездами, а с поверхностью — траншеями. В процессе эксплуатации происходит перемещение рабочих уступов, в результате чего увеличивается выработанное пространство. Во время вскрышных работ покрывающие породы перемещают в отвалы, которые иногда размещают в выработанном пространстве. При глубине К. до 100 м с крепкими содержащими породами в себестоимости 1 м³ вскрыши до 25-30 % занимают буровзрывные работы, 12-16 % — экскавация, 35-40 % — транспорт и 10-15 % — строительство самого карьера. С увеличением глубины К. часть расходов на транспорт увеличивается до 60-70 %. Для бурения взрывных скважин в К. применяют тяжелые буровые станки массой до 100—130 т (типа СБШ-250) и легкие буровые станки. Основной тип ВВ — гранулированные аммиачно-селитренные гранулиты, грамониты (смесь селитры с тротилом) и водонаполненные (в обводненных скважинах). Основное выемочно-погрузочное оборудование при добыче угля и руды — электрические экскаваторы с канатным приводом и ковшом вместимостью 15-30 м³ при длине стрелы до 26 м. Одновременно очень распространены гидравлические прямые мехлопаты с ковшами вместимостью 10-38 м³. Используются одноковшовые погрузчики с ковшами вместимостью 4-20 м³. На вскрышных работах внедряются все более мощные мехлопаты и драглайны (напр., применяется вскрышная мехлопата массой 12 тыс.т с ковшом вместимостью 135 м³ при мощности привода 22 тыс. кВт и драглайн массой 12 тыс. кВт и драглайн массой 12 тыс.т с ковшом вместимостью 168 м³ при длине стрелы 92 м).
Поточная технология на К. достигается применением роторных экскаваторов (при диаметре ротора 22 м и ковшах вместимостью 6,6 м³ суточная производительность машины до 240 тыс. м³). На К. средней и малой мощности высокую эффективность показывают компактные роторные экскаваторы с уменьшенными рабочими параметрами. На К. с крепкими породами наибольший объем перевозок осуществляется тяжелыми автосамосвалами.
Автосамосвалы грузоподъемностью 100—155 т — распространенное средство транспорта благодаря их маневренности, возможности преодолевать крутые склоны. Эксплуатируются и 200—300-тонные самосвалы. Для транспортировки горной массы из К. применяют железнодорожные тяговые агрегаты сцепной массой 360 т, думпкары грузоподъемностью до 180 т. Применяют самоходные карьерные дробилки на гусеничном, колесном и шагающе-рельсовом ходу с массой до 600 т и производительностью 5 тыс. т в год. Использование в К. дробильных агрегатов позволяет перейти к более широкому использованию конвейерных систем.
Подвигание фронта работ в карьере
ПОДВИГАНИЕ ФРОНТА РАБОТ В КАРЬЕРЕ — один из показателей интенсивности разработки месторождения; характеризуется скоростью П.ф.р.к., то есть расстоянием перемещения фронта горных работ, выраженным в метрах за единицу времени (по большей части — за год). Зависит г.ч. от масштаба работ, вида и конструкции нагружающего и транспортного оборудования, которое применяется, способа перемещения фронта горных работ и высоты уступов, которые отрабатываются. Различают веерное, равнобежное и смешанное П.ф.р.к.
Подвигание веерное — перемещение фронта горных работ при разработке карьерного поля (его части ли) округлой формы, что характеризуется большей скоростью подвигания отделенных от поворотного пункта участков фронта (перемещение фронта в плане «веером», «по вееру»). Подвигание фронта равнобежное — перемещение фронта горных работ параллельно одной из осей карьерного поля от одной его границы к другой или с промежуточного положения до контуров.
Подвигание фронта смешанное — комбинация разных схем подвигания фронта горных работ, например, равнобежного и веерного.
Глубина развития деформаций в карьере
Глубина развития деформаций в карьере — горизонтальное расстояние от начального положения верхней бровки откоса (верхней бровки контуру карьера) к последней трещине, которая визуально прослеживается в направлении, противоположному направлению движения смещенных масс укоса.