Екологічні аспекти видобування піску на прикладі об`єктів Чернігівської області

Зміст
Вступ
1. Загальна характеристикабудівельної промисловості
2. Скляна промисловість
2.1 Історіявиробництва
2.2 Сировина
2.3 Класифікація тавластивості піску
2.4 Пісок за видамивидобування
2.5 Зерновий складпіску
2.6 Вміст домішок впіску
3. Основні аспекти добування піску
3.1 Видобутокприродного піску
3.2 Збагачення іфракціонування піску
4. Проведення рекультивації порушених земель післявидобування піску
5. Стан та перспективи видобування піску в Чернігівськійобласті
Висновки
Список використаних джерел
Вступ
Актуальність: Капітальнебудівництво є однією з найважливіших галузей господарства, що характеризуєекономічний потенціал держави. Підвищення ефективності будівництва передбачає,насамперед, широке використання прогресивних науково-технічних досягнень,скорочення витрат матеріальних, паливно-енергетичних та трудових ресурсів навиробництво будівельної продукції.
Вартість будівельнихматеріалів у повному обсязі будівельно-монтажних робіт становить приблизно 50—65%. Тому виробництво та використання ефективних і дешевих будівельних матеріалівє важливим державним завданням.
У наш час у будівництвівикористовують як традиційні матеріали (цеглу, цемент, деревину), так і сучасні(полімерні, скловолокнисті, азбестоцементні та ін.), які значно розширюютьможливості будівельників. Україна багата на сировину, має широку виробничу базудля випуску найважливіших будівельних матеріалів. Сировиною для будівельнихматеріалів можуть бути також промислові відходи, що накопичилися на промисловихпідприємствах України.
Будівельними матеріаламиназивають різні за складом, структурою, формою та властивостями речовини,застосовувані безпосередньо для будівництва споруд або для виготовлення з нихзбірних елементів на спеціалізованих підприємствах. Найпростіші будівельніматеріали — пісок, глина, деревина, природний камінь, гравій.
Будівельні вироби — цезакінчені елементи, виготовлені з будівельних матеріалів (наприклад, цегляні йзалізобетонні панелі, виготовлені з цементу, піску, щебеню, гравію, арматури).
Будівельна галузь має багатопереваг, але також є і достатня кількість недоліків. Основний недолік – цезабруднення навколишнього середовища.
Предмет дослідження –екологічні аспекти видобування піску.
Об`єкт дослідження — стекольні піски.
Мета роботи полягає в тому,щоб проаналізувати екологічні аспекти видобування піску на прикладі об`єктівЧернігівської області.
Основні завдання згіднопоставленої мети наступні:
1)  дати загальну характеристику будівельноїпромисловості;
2)  проаналізуватиосновні аспекти скляної промисловості;
3)  датикласифікацію піску;
4)  розглянутиосновні аспекти добування піску;
5)  охарактеризуватипроведення рекультивації порушених земель після видобування піску;
6)  проаналізуватистан та перспективи видобування піску в Чернігівській області.
Практичне значення роботи:Чернігівська область досить багата на корисні копалини, тут здійснюєтьсявидобуток будівельних та стекольних пісків. Отримані дані свідчать пронебезпечність ситуації щодо стану піщаних кар`єрів. Потрібна більш досконаларозробка програми щодо проведення рекультивації використаних піщаних кар’єрів.
/>1. Загальна характеристика будівельної промисловості
Промисловість будівельнихматеріалів — важлива складова частина матеріально-технічної бази будівництва. Розвитоквиробництва будівельних матеріалів значною мірою обумовлює і обсягикапітального будівництва та його прогрес. Галузь базується на значних місцевихсировинних ресурсах (кам’яні будівельні матеріали, вапняки, глини та ін.).
Виробництво будівельнихматеріалів є однією з галузей важкої промисловості та найважливішою складовоючастиною будівельного комплексу. Промисловість будівельних матеріалів маєбагатогалузевий характер. Вона об’єднує галузі добувної промисловості(природний камінь та нерудні матеріали); переробної промисловості (цементнівироби, збірний залізобетон та ін.); змішані підгалузі, які об’єднуютьдобування та переробку сировини та матеріалів. Специфіку промисловостібудівельних матеріалів визначає ще й така її особливість, яквзаємозамінюваність продукції [11].
Основною продукцієюпромисловості будівельних матеріалів в Україні є швидкозастигаючий,декоративний та інші види цементу, великорозмірні хвилеподібні та плоскіазбестоцементні листи, азбестоцементні труби підвищеної напірності, кольоровікерамічні плитки, керамічна сантехніка, теплозахисне, профільне таоздоблювальне скло, склоблоки, деталі з щільного та пористого силікатногобетону, тепло- і звукоізоляційні матеріали, полімерні будматеріали та ін.
Головні галузі виробництвабудівельних матеріалів — цементна промисловість і виробництво будівельних конструкцій тадеталей. Цементна промисловість — одна з найважливіших галузей промисловостібудівельних матеріалів, підприємства якої виготовляють різні види цементу — «хліба» будівельної індустрії. Цемент — це тонкоподрібнений порошокштучної неорганічної в’яжучої речовини, виготовленої з вапнякової сировини(вапняк, мергель). При суміші з водою (водними розчинами солей та іншими рідинами)він спочатку ущільнюється, а потім твердіє, з’єднує заповнювачі чи каміння.Його використовують найбільше у виробництві бетонних та залізобетонних виробіві конструкцій, для виготовлення будівельних розчинів. Промисловість будівельних конструкційта деталей об’єднуєпідприємства по виробництву збірного залізобетону, будівельних металевихконструкцій та столярних виробів, котрі, як правило, тяжіють до великихпромислових центрів та вузлів, населених пунктів із значним обсягом житловогота громадського будівництва. У будівництві також використовується продукція деяких інших галузейпромисловості: скляної та фарфорово-фаянсової (віконне скло), хімічноїпромисловості (поліетиленова плівка). Будівельна база є однією з найбільш капіталоємких,диференційованих за рівнем елементів виробничою інфраструктурою, її вплив тавизначення темпів, масштабів розміщення виробництва у багатьох випадкахвиявляється вирішальним. Вона об’єднує підрядні будівельні організації,монтажні, спеціалізовані організації, а також організації, котрі виконуютьроботи господарським способом. Розвиток будівельної індустрії залежить відобсягів та темпів розвитку ряду галузей промисловості, чорної металургії,машинобудування, енергетики, промисловості будівельних матеріалів, деревообробноїпромисловості та інших, що обумовлює складні міжгалузеві зв’язки капітальногобудівництва [4].Розміщенняпідприємств будівельних матеріалів та будівельної індустрії має своїособливості:
1) тяжіння до джерел сировиниу зв’язку з низькою транспортабельністю сировини та її значними витратами привиробництві продукції (цементні, гіпсові, нерудні та інші підприємства);
2) тяжіння до районівспоживання (заводи збірного залізобетону, розчинів та ін.).
Виробництво будівельнихматеріалів об’єднує декілька тисяч підприємств, розташованих в усіх областяхУкраїни. Так, центри виробництва продукції цементної і скляної промисловості, атакож промисловості будівельної кераміки орієнтовані на сировинні райони.
Цементна промисловість особливо розвинена вДонецько-При-дніпровському економічному районі (Донецька область, Кривий Ріг таДніпродзержинськ-Дніпропетровської області). В Південно-Західному. економічномурегіоні виробництво цементу в основному зосереджено у Львівській та Рівненськійобластях. В цій промисловості створені такі нові центри — Балаклія (Харківськаобласть), Кам’янець-Подільський (Хмельницька область), Ольшанське (Миколаївськаобласть).
Якщо брати виробництвобудівельної кераміки, то в Україні діють великі механізовані підприємства вДонецькій, Харківській, Львівській та Хмельницькій областях.
В Україні працюють 37 заводівскляної промисловості. Найпотужніші з них розташовані в містах Костянтинівці,Лисичанську, Львові, Херсоні, Керчі, Одесі, смт. Бучі (Київська область).
Заводи промисловості стіновихматеріалів розташовані в таких містах:
• виробництво глиняної цегли — Ірпінь (Київська область), Запоріжжя, Полтава;
• виробництво силікатноїцегли Херсон, Дніпропетровськ, Кривий Ріг, Черкаси, Чернігів, Червоний Лиман(Донецька область), Трипілля (Київська область), Ладижин (Вінницька область),Розва-дове (Львівська область);
• заводи силікатних виробів — Суми, Миколаїв, Бєлгород-Дністровський (Одеська область), Славута (Хмельницькаобласть).
Виробництва промисловостінерудних будівельних матеріалів
розташовані в багатьохрайонах країни. Основні з них знаходяться в Запоріжжі, Житомирі, Кривому Розі,Києві, Дніпропетровську, Донецьку, Гнивані, Коростені, Кременчуці, Хусті та ін.
Тепер перейдемо до питанняосновних показників. Тут мається на увазі сучасний стан галузі та прогнозніоцінки її розвитку.
Різкий спад інвестиційноїдіяльності негативно вплинув на роботу промисловості будівельних матеріалів іпопит на її продукцію. За 1991-1997 рр. обсяг товарної продукції галузіскоротився у 4,4 рази, виробництво залізобетону — у 9,7, цементу — у 4,5,стінових матеріалів — у 5,6 рази. Підприємства галузі багато років працювали практично на знос, що в умовахекономічної кризи поставило їх на межу розвалу. Підвищення цін на енергоносії ітарифів на вантажоперевезення, а також високий податковий тиск викликализростання вартості продукції галузі та, як наслідок, спадконкурентоспроможності. Вирішення проблем галузі ускладнене надзвичайно низькимтехнічним рівнем багатьох її підприємств. Надмірний знос основних фондів призводитьдо аварійного стану багатьох цегельних і цементних заводах та іншихпідприємствах промисловості будівельних матеріалів, різкого зниження рівнявикористання потужностей, падіння престижності професії будівельника. На ринкустала неконкурентною продукція, що виробляється за старими технологіями іоснащенням. В першу чергу це стосується енергоємних будматеріалів:залізобетонна, керамічної цегли, цементу та інших матеріалів і конструкцій,якими зараз перенасичений ринок. Однією з найбільш енергоємних галузейпромисловості будівельних матеріалів є цементне виробництво, де витрати напаливо і електроенергію складають майже половину собівартості його виробництва.У зв’язку з дефіцитом палива та ростом цін на енергоносії реконструкціяцементної промисловості є однією з перпочергових [29]. Попитіснує на відносно дешеві нетрадиційні будівельні матеріали, які мають високіспоживчі властивості (наприклад, вироби з пористих та ніздрюватих бетонів,матеріали із золошлакових відходів), підвищується він також на престижні ідорогі матеріали для індивідуального та офісного будівництва (черепиця,високоякісні керамічні, фаянсові, столярні вироби, опоряджувальні матеріали,предмети домовлаштування, а також системи автономного життєзабезпечення садибта офісів, включаючи автономні системи опалення, кондиціювання, водопостачанняі водовідведення). Потенційнийпопит на нетрадиційні та високоякісні матеріали зараз має тенденцію дозростання. Починаючи з 1996 року,прогнозується поступове нарощування обсягів виробництва будівельних матеріалів,конструкцій, деталей та предметів домовлаштування. Це пов’язано з пожвавленнямінвестиційної та підрядної діяльності в країні, необхідністю структурної татехнологічної перебудови практично всіх галузей національної економіки. До 2015 року товарну продукціюпромисловості будівельних матеріалів прогнозується збільшити в порівнянні з1997 роком у 3,3-3,4 рази, що на декілька пунктів вище за темпи зростаннябудівельно-монтажних робіт. Це пов’язано з необхідністю випереджальногорозвитку цієї галузі, підвищення технічного рівня її підприємств, якостіпродукції цієї інвестиційно забезпечуючої галузі. Нижчими темпами по відношенню доросту обсягів товарної продукції передбачається випуск конструкцій і виробів іззалізобетону в зв’язку із заміною його на ефективні металоконструкції, що маютьзначно меншу ресурсомісткість та масу. Відбудуться також значні зміни вструктурі стінових матеріалів. В загальному їх обсязі зросте питома вагавиробів із легких, пористих та ніздрюватих, багатошарових ефективних панелейтипу «сендвіч» та ін. Сировиною для багатьох будівельних матеріалів є корисні копалини. Нижченаведені деякі з них із зазначенням місцезнаходження (по СНД) [31]:
• магнезит МgСО3, родовища якого є в Челябінській (Чаткінське) таОренбурзькій (Хаміровське) областях;
• доломіт СаСО3, МgСО3, — Донбас, Поволжя, Ленінградська область, Сибір, Кавказ;
• родовища бокситів знаходятьсяна Кольському півострові, на Уралі, в Сибіру, на Кавказі, в Донбасі;
• кварцовий пісок — родовищає у Московській, Ленінградській, Воронезькій, Донецькій, Волинській, Іркутськійобластях;
• кремній — Московська,Івановська, Донецька та Волинська області;
• польові шпати добувають вКарелії, Сибіру, Донецькій та Волинській областях;
• великі родовищавогнестійких глин — Латненське (Воронезька обл.), Часов’ярське (Донецька обл.),Боровицьке (Новгородська обл.), Белкінське, Богдановське та Бускульське(Скатеринбурзька обл.) та ін;
• кварцити добувають уДонбасі, на Уралі та в Житомирській області;
• силіманіт — на Уралі та вдеяких регіонах України;
• з фосфатних руд натериторії України добуваються фосфорити — на Волино-Поділлі, Придністров’ї,Дніпровсько-Донецькій западині, Івано-Франківській обл. (Незвіське) та Сумськійобл. (Кролевецьке);
• вогнестійкі глини концентруютьсяна Донбасі (Часов’ярське, Новорайське) та Придніпров’ї (Поволзьке,П’ятихатське, Кіровоградське).
• бентонітові глини — Закарпатська,Львівська, Тернопільська, Донецька області та Крим;
• достатні запаси формувальнихпісків алювіального та морського походження існують у Харківській, Донецькій,Запорізькій та інших областях.
Наша держава практичноповністю забезпечена сировиною для виробництва будівельних матеріалів. Як цементнасировина використовуються карбонатні породи (вапняки, крейда, мергелі), гіпсита глини, котрі зустрічаються практично на всій території України, аленайбільше — у Донецькій, Харківській, Львівській, Рівненській, Хмельницькій,Чергнігівській, Івано-Франківській областях та в Криму. Глини, суглинки,глинисті сланці та мергелі, що придатні для виробництва цегли та черепиці,поширені практично на всій території України (крім Карпат та Криму). Розвіданізапаси кварцових пісків становлять 220 млрд. тонн і сконцентровані у 24районах. Окрім сировини, яку потрібно обробляти, в Україні знаходяться дужебагаті поклади будівельного каміння (близько 8 млрд. м3 розвіданихзапасів) та якісного облицювального (понад 280 мли. м3).
2. Склянапромисловість
Скляна́ промисло́вість (стара назва — гутництво),галузь промисловості, що виробляє будівельно-технічне (віконне скло, скляніблоки й труби), тарне (пляшки, консервну й парфюмерну скляну тару тощо), хімічно-лабораторнета приладо-будівельне, господарсько-побутове (посуд, дзеркала тощо), електротехнічнеі вакуумне, медичне, оптичне й ін. види скла, скловолокно, мист. вироби зі склаі кришталю, до сер. 19 ст. скло вироблялося на невеличких гутах; тепер скловідіграє щораз більше значення в будівництві й в ін. ділянках промисловості, ітому збільшується його продукція й асортимент виробів [17].2.1 Історія виробництва
Антична доба
Вже за античної доби на укр. землі імпортовано скляніприкраси, а згодом і посуд з Греції і грец. м. на півн. Чорномор’ї та зі Сходу.Пізніше їх місце зайняли рим., потім візант. вибори. Сліди місць скляноїпромисловості з 3 — 4 ст. виявлено при розкопах у Комарові. Перший розквіт скляноїпромисловості в Україні припадає на 11 — 13 ст., коли виробництво скла, зокремаскляних прикрас набрало масового характеру: скловиробні в Києві (б. Десятинноїцеркви і в Печерському монастирі), в Чернігові, Любечі, Галичі та ін.
Середньовіччя
По татаро-монгольській руїні виробництво скла занепало. У 14— 16 ст. скляна промисловість переміщується з міст на території, де був ліс ікварцовий пісок; замість колишніх ремісничих майстерень, з’являються невеликіпідприємства мануфактурного типу — гути (скляні зав.). Найдавніші відомості прогути маємо на Західно-Українських Землях з середини 16 ст. у староствах:Белзькому, Городецькому, Любачівському (гути в околицях Потелича). У 17 ст.з’являються гути в старостві Львівському, на Закарпатті (к. Мукачева), а гол.на Волині, Київщині й з другої пол. 17 ст. на Лівобережній Україні та наСлобожанщині (з кін. 17 ст.). Під кінець 17 ст. на Лівобережжі працювало близько25 гут. Їх будували здебільша промисловці-гутники і майстрі-орендарі (щотворили цілі династії: Лосі, Білозерські, Богинські, Скабичевські, Чумаки тощо)на землях магнатів і шляхти, монастирів і (на Лівобережжі) козацької старшини.Маючи підтримку з боку цих землевласників (чимало з них мали свої власні гути),а також з боку гетьманської адміністрації (особливо за гетьманування І.Мазепи), скляна промисловість щораз більше поширювала мережу своїх підприємств.На гутах вироблювано віконне скло, різноманітний посуд (зокрема аптечний),пляшки тощо, а також кришталеве та оптичне скло. Ці вироби вивозилися доМосковщини, Білорусі, Польщі та Прибалтики. Скляна промисловість, у формі гут,найбільше поширюється у 18 ст., зокрема на Чернігівщині; загалом наЛівобережній Україні у 18 ст., в різні часи, працювало близько 100 гут (майжевсі на території Стародубського й Ніженського полків). У другій половині 18 ст.виникають тут і більші скляні зав. — мануфактури, які належали великимземлевласникам (графи К. Розумовський, П. Рум’янцев-Задунайський, П.Завадовський та ін.). Найрізноманітніші вироби цих зав. (зокрема кришталевескло й скляні мист. вироби) мали широкий збут на внутр. й закордонному ринках [10].
Новітня доба
На початку 19 ст. в Україні було близько 40 гут, в якихпрацювало близько 1 000 робітників; їх було найбільше на Правобережжі, особливона Волині, де було ще чимало деревного палива. Пересічно працювало на гуті 15робітників. З середини 19 ст. стара гутницька промисловість занепадає. Але вжеу другій половоні 19 ст. відбувається процес концентрації скляної промисловостіна капіталістичних основах. Загальна частка заводів зменшується, але пересічнірозміри їх і продукція зростають: 1883 30 скляних зав. Правобережжя, на якихпрацювало 458 робітників, дали продукції на 180000 карб.; числа на 1900: 20,2711 і 1 549 000. На всіх цих заводах виробляли звичайний і аптечний посуд,тафельне й лямпове скло. Більшість заводів (і то найбільших) була в купецьких(гол. єврейських) руках. Напередодні першої світової війни на Правобережжі було17 скляних зав. з продукцією на близько 2 млн. карб.; найбільші з них:Рокитянський (Овруччина; 500 робітників, продукція — 700 000 карб.),Романівський (Новоград-Волинський.; 400 робітників, 200000 карб.), Мірчанський(Київ. пов.; 195 робітників, 126 000 карб.). Під кін. 19 ст. почали виникативеликі скляні зав. на Донбасі, які працювали на мінеральному паливі (уЛисичанському й Константинівці). 1913 Донбас давав уже 2/3 продукції укр. скла.Кількість зав. в Україні 1913 була близько 40 (зокрема на Донбасі — 10, наВолині — 15). Загальна продукція українського скла становила 6,7 млн т.
Після занепаду під час революції С. п. почала відроджуватисяу 1920-их pоках. За офіційними даними 1928 — 29, на території ПравобережноїУкраїни діяли 14 скляних зав. з 5 398 робітниками, вартість продукції — 9,1 млнкарб. Згодом С. п. двічі реконструйовано (у 1930-их і по другій світовійвійні), модернізовано і створено нові зав. та нові види продукції; виробництвосконцентровано насамперед на великих підприємствах (1940 було всіх 70, 1971 —60); обсяг промисловості мав зрости за 1940 — 70 у 4 рази.2.2 Сировина
Сировиною для скляної промисловості є насампередрізнозернисті кварцові піски, які повинні містити в собі не менше 85 — 90%кремнозему. Загальні запаси скляних пісків в УРСР (всіх категорій) близько 110млн. т. Вони розміщені головним чином на Донбасі й у лісовій смузі; найбільшіродовища: Авдіївське (Донецька область), Новоселівське (Харківська),Рокитянське (Рівненська), Глібівське (Чернігівська), Львівське. Щорічнийвидобуток скляних пісків в Україні понад 2 млн. т; частину його експортують замежі України. Україна має також ін. високовартісну сировину для скляноїпромисловості: соду, крейду, гіпс, поташ та ін.
Пісок (рос. пески, англ. sands, нім.Sande m pl) — осадова гірська порода і штучний матеріал, що складається іззерен гірських порід. Дуже часто складається з майже чистого мінералу кварцу(речовина — діоксид кремнію) [31].
Дрібноуламкові пухкі осадові гірські породи, що складаються зуламків різних мінералів або гірських порід величиною від 0,05 до 2(3) мм (заіншими класифікаціями, 0,1—1 мм.).
За умовами утворення піски поділяють на річкові, озерні,морські, водно-льодовикові та інші.
За крупністю піски класифікують на тонкозернисті (0,05—0,1мм), дрібнозернисті (0,1—0,25 мм), середньозернисті (0,25—0,5 мм),крупнозернисті (0,5—1,00 мм), грубозернисті (1—2(3) мм).
За речовинним складом розрізнюють піски мономінеральні, щоскладаються із зерен головним чином одного мінералу, олігоміктні, складенізернами 2—3 мінералів з переважанням одного, і поліміктні, що складаються іззерен мінералів і гірських порід різного складу. Частіше за все зустрічаютьсяпіски кварцові, аркозові (кварц-полевошпатові), глауконіт-кварцові, слюдисті іінші. Домішки — слюда, карбонати, ґіпс, магнетит, ільменіт, циркон і інші.
Зерна піску за формою округлі, округло-кутасті і кутасті, заступенем обкатаності — обкатані, напівобкатані і гострокутні.
Окремі різновиди
Пісок валунний (рос. песок валунный, англ. boulder sand, нім.Geschiebesand m) — пісок, який містить гравій, гальку та валуни. Як правило, єпродуктом перемивання проточною водою моренного матеріалу.
Пісок кварцовий (рос. песок кварцевый, англ. quartz sand,high-silica sand, нім. Quarzsand m) — пiсок, що складається більше ніж на 90 %з уламків кварцу. Як правило, форма зерен добре обкатана. Матеріал добревідсортований, однорідний. Пісок кварцовий характерний для платформних районів.Утворюється як в умовах жаркого вологого клімату за рахунок перевідкладенняпродуктів глибокого хімічного вивітрювання материнських порід, так ібезвідносно до клімату при тривалому перевідкладенні піщаного матеріалу або приформуванні осадів за рахунок розмивання древніших кварцових пісків (пісковиків).
Кварцові піски використовуються для виробництва скла (30 — 38% від усього видобутку), як формувальні піски при литті металів, а також длявиготовлення бетону і штукатурок [19].
Пісок середньозернистий (рос. песок среднезернистый, англ.medium sand, нім. Mittelsand m) — пісок з розміром зерен 0,25—0,5 мм.
Пісок стандартний (рос. песок стандартный, англ. standardsand, нім. Standardsand m) — фракція або суміш фракцій піску кварцового, щовміщує округлі зерна з нормованим зерновим та хімічним складом. Призначаєтьсядля випробування цементу.2.3 Класифікація та властивості піску
Піски класифікують за такими ознаками:
–           густиною;
–           походженнямта видом;
–           зерновимскладом;
–           вмістомпилоподібних і глинистих часток, в тому числі глини у грудках;
–           вмістоморганічних домішок;
–           характеромформи зерен;
–           вмістомшкідливих домішок і сполук;
–           міцністю;
–           порожнистістю;
–           питомоюповерхнею;
–           стабільністюфізико-механічних властивостей.
В таблиці 2.1 наведена класифікація пісків у залежності відгустини.
Таблиця 2.1 Класифікація пісків у залежності від густиниКлас піску Група пiску за густиною Середня густина зерен, г/см3 Насипна густина, кг/м3 Щільні Дуже важкі більше 2,8 більше 1800 Важкі більше 2,0 до 2,8 включно більше 1300 до 1800 включно Середні більше 1,2 до 2,0 включно більше 800 до 1300 включно Пористі Легкі більше 0,6 до 1,2 включно більше 400 до 800 включно Дуже легкі не більше 0,6 не більше 400
Походження та вид
Піски за походженням підрозділяють на природні (в тому числііз порід, що попутно видобувають, та відходів збагачення), із відходівпромисловості та штучні (що спеціально виготовляють) [21].
В залежності від походження щільні піски підрозділяють навиди, що наведені в таблиці 2.2, пористі — в таблиці 2.3.
Таблиця 2.2 Класифікація піску в залежності від походження щільних пісківПоходження пiску Вид щiльного пiску Природний
Рядовий
Збагачений
Фракціонований
Подрібнений
Подрібнений збагачений
Подрібнений фракцiонований
Декоративний
Із піщано-гравійної суміші Природний
Збагачений iз піщано-гравійної суміші
Із відсівів подрібнення вивержених гірських порід
Збагачений із відсівів подрібнення вивержених гірських порід
Із вівсівів подрібнення щільних осадових порід
Збагачений із відсівів подрібнення щільних осадових порід
Із порід, що попутно видобувають, та відходів збагачення гірничозбагачувальних підприємств вугільної, металургійної та інших галузей промисловості Із відходів промисловості
Із металургійних, паливних та інших шлаків
Із золошлакової суміші теплових електростанцій
Таблиця 2.3 Класифікація піску в залежності від походження пористих пісківПоходження піску Вид пористого піску Природний
Рядовий
Подріблений
Із відсівів подрібнення осадових (карбонатних) порід Із відходів промисловості
Із металургійних, паливних та інших шлаків
Із грубодисперсної золи виносу
Із золошлакової суміші теплових електростанцій Штучний (що спеціально виготовляють)
Керамзитовий випалювальний
Керамзитовий подрібнений
Шунгізитовий
Аглопоритовий
Шлакопемзовий
Перлітовий
Вермикулітовий
Граншлак
Хімічні властивості
Хімічна формула основної речовини з якої складається пісокSiO2 валентність (IV). Пісок — тугоплавка речовина t = 1728°C, уводі не розчиняється.2.4 Пісок за видами видобування
За видами видобутку пісок розділяється на кар’єрний ірічковий
Кар’єрний пісок добувається в кар’єрах. У кар’єрному піскуможуть зустрічатися камені і глина. Тому що в кар’єрному піску звичайно багатокаменів він уже не йде ні на що крім посипання під фундамент або під дороги, уцьому випадку він сіяється.
По виду обробки після видобутку пісок поділяється на сіяний інамивний.
Намивний або митий пісок — це пісок промитий великоюкількістю води, з намивного або митого піску вимивається глина і пилоподібнічастки. У намивному піску залишаються тільки дуже дрібні фракції (у середньому0,6 мм.) Застосовують намивний пісок для штукатурки й інших робіт, де небажанаприсутність глини [10].
Сіяний пісок — це просіяний пісок, очищений від каменів і великихфракцій.
Кварцовий формувальний пісок — пісок молочного кольору звисоким змістом кварцу, добувається в кар’єрах. Використовується длявиготовлення ливарних форм для виробництва металовиробів.
Будівельний пісок — це пісок застосовуваний у будівництві — уштукатурці або кладці.
Основний обсяг інертних будівельних матеріалів,застосовуваних у будівництві, складає пісок кар’єрний для виробництвабудівельних робіт. Кар’єрні будівельні піски по способі видобутку і по своїхякісно-технічних характеристиках поділяються на наступні основні категорії:
Пісок кар’єрний ( будівельний ) — добувається відкритимспособом у кар’єрах Калузької області. ДСТ № 8736-93. Будівельні кар’єрні піскивикористовується в дорожнім і житловому будівництві для зворотного засипання. Якправило, кар’єрний будівельний пісок не відрізняється високою якістю, по модулікрупності звичайно дрібнозернистий (1,6-2), з коефіцієнтом фільтрації до 3-хметрів і високим змістом пилуватих (алевритових) і глинистих часток. Низькавартість піску кар’єрного визначає його широке застосування в роботах нульовогоциклу, при зведенні доріг і ін. Хоча пісок кар’єрний будівельний, щодобувається на деяких родовищах ( Колонтаевсое й ін.) відрізняється високимитехнічними характеристиками, що наближає його по споживчих властивостях допіску кар’єрному намивному. По класифікації кар’єрний будівельний пісоквідповідає Класові ІІ (дрібний і середній)
Широка географія видобутку будівельного кар’єрного піску (кар’єри ) дозволяє запропонувати нашим замовникам матеріал, що відповідає усімвимогам, пропонованим до кар’єрного піску, і за оптимальною ціною, з найменшимивитратами по доставці матеріалу.
Пісок кар’єрний намивний — добувається гідромеханізованимспособом у кар’єрах Калузької області. Широко використовується для бетонноговиробництва, у житловому і дорожнім будівництві. По своїх основниххарактеристиках намивний кар’єрний пісок відповідає Класові І (середнім івеликий) з модулем крупності від 1.8 до 2.5, високим коефіцієнтом фільтрації(від 3-х метрів) і низьким вмістом пилуватих (алевритових) і глинистих часток.Кар’єрний пісок будівельний відповідає основним вимогам, пропонованимбудівельними організаціями для виробництва усіх видів будівельних робіт [31].
За розмірами переважних часток (більш50 %) виділяються піскидрібнозернисті (0,1-0,25 мм), середньозернисті (0, 25-0,50 мм), грубозернисті(0,5-1,0 мм) і іноді грубозернисті (1-2 мм). При збільшеному змісті пилуватих(алевритових) часток, цей пісок носить аналогічна назва. При змісті глинистихчасток — глинисті піски.
Пісок кар’єрний може складатися з округлих (окатаних) ікутастих зерен. Зцементовані піски називаються піщинами, разом з якими вонивідносяться до псаммитам. Фарбування піску залежить як від кольору мінералів,так і від характеру плівки («сорочки»), звичайно залозистої, щооблягає окремі піщини (жовті, бурі, червоні). Пісок має значну пористість(20-40%) і гарною проникністю. Унаслідок того, що вони можуть насичуватисяводою (водонасичені піски часто мають велику рухливість — пливуни).
Питома вага пісків залежить від їхнього мінералогічногоскладу і звичайно коливається в межах 2,5-2,9; об’ємна вага 1,5- 1,7;коефіцієнт фільтрації піску змінюється в широких межах від 1 до 50 м/доба.Пісок кар’єрний складається головним чином із кварцу, польових шпатів, слюди,глауконіту, вулканічного скла й інших мінералів і уламків гірських порід. Крімцього, у ньому можуть бути присутнім рідкі (акцесорні) мінерали. Такі якзолото, платина, алмаз, сапфір, рубін, і багато хто інші. Частина цих речовиннерідко витягається як корисні копалини.
Призначення кар`єрного піску:
–           будівництводоріг;
–           будівництвобудинків споруджень;
–           виробництвозалізобетонних конструкцій;
–           виробництвосухих будівельних сумішей;
–           використовуєтьсякомунальному господарстві;
–           використовуєтьсяв сільському господарстві;
У природних заляганні пісок звичайно є гарною підставоюфундаментів споруджень. Розрахункові опори піщаних ґрунтів приймаються в 1-5кг/см2 і для кожного конкретного випадку визначаються нормамибудівельного проектування в залежності від щільності піску, його вологості ігранулометричного складу, а також від роду і призначення спорудження. Пісоккар’єрний легко розмивається струменем води і може транспортуватися в їїпотоці. Цією властивістю користуються для видобутку піску, а також для зведенняземляних споруджень гідравлічним способом [20].
Цю популярна порода, що широко використовують у будівництві йу багатьох інших галузях промисловості. З деяких сортів виготовляють скло,керамічні вироби, фаянс і інші вироби. При виробництві будівельних матеріалів,наприклад, бетонів і розчинів, пісок служить заповнювачем. У цьому випадку донього пред’являються визначені вимоги у відношенні зернового складу, змістуглинистих і пилуватих часток.

2.5 Зерновий склад піску
Зерновий, або гранулометричний, склад піску характеризуєтьсязмістом у ньому зерен різної крупності і визначається просіванням середньоїпроби через сита. Набір стандартних сит для просівання піску включає сита на10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 і 0,16 мм.
Сита на 10 і 5 мм служать для виявлення засміченості піскузернами гравію або щебеню. Зерен крупніше 10 мм допускається не більш 0,5% (помасі), а крупніше 5 мм: у природному — не більш 10%, у дробленому з відсівань — до 15, у збагачених пісках — до 5%. Зерновій склад піску визначається післяпросівання його крізь сито з отворами 5 мм, тобто після видалення великихвключень [10].
Пробу сухого піску масою 1000 м висипають на сито з отворами2,5 мм, під яким розташовуються інші сита (у порядку послідовного зменшеннярозмірів отворів) і піддон. Після просівання піску через сита механічним аборучним струшуванням визначають приватні залишки на ситах, що виражаються увідсотках до загальної маси проби, і повні залишки, що вийшли б на кожнім ситі,якби всю пробу піску просівали тільки крізь нього. Повні залишки знаходятьпідсумовуванням приватних залишків на даному ситі і всіх ситах з більш великимиотворами.
Коефіцієнт варіації модуля крупності пісків, застосовуванихдля бетону гідротехнічних споруджень, не повинний перевищувати 10%.
При використанні пісків зернового складу, що рекомендується,забезпечується одержання найкращих по властивостях бетонних сумішей принайменшій витраті цементу. Вимоги стандартів базуються на результатах науковихдосліджень і багатому практичному досвіді. Разом з тим ці вимоги не завждикатегоричні. Так, при відповідному техніко-економічному обґрунтуваннідопускається використання в бетонах з межею міцності 20 МПа і вище пісків змодулем крупності менш 2. Оскільки щільність зерен піску при даному йогомінералогічному складі, як правило, коливається мало, можна вважати, щопустотність в основному зв’язана з насипною щільністю: чим більше насипнащільність, тим менше пустотність. Зернові склади, що рекомендуютьсястандартами, забезпечують найбільшу насипну щільність піску, найбільш компактнеупакування його часток при найменшої пустотності. Насипна щільність сухогоприродного кварцового піску складає приблизно 1500… 1600 кг/м3,пустотність — 30…40%.
Цементне тісто в бетонній суміші обволікає зерна піску,покриваючи їхню поверхню тонким шаром (звичайно від 0,01 до 0,1 мм). Чим більшепитома поверхня зерен піску, тим великим буде витрата цементу на їхнєобволікання і розсунення. Питома поверхня складає для фракції 2,5…5 мм близько10 см2/м, а для дрібних фракцій піску-100… 300 см2/м.Питома поверхня середньозернистих природних пісків — 40…70 см2/м,або 4…7 м2/кг.2.6 Вміст домішок в піску
У піску, як правило, маються домішки, небажані в бетоні. Томустандартами обмежується їхній зміст.
Наявність у піску пилоподібних, глинистих і мулистих домішок(часток розміром менш 0,05 мм) визначається звичайно відмулюванням, щоскладається у відмиванні піску водою по визначеній стандартній методиці.Навішення сухого піску в судині заливають водою і витримують 2 год., періодичноперемішуючи. Через 2 хв. після перемішування верхній шар води над піскомзливають, додають чисту воду і продовжують промивання піску, зливаючизабруднену і додаючи чисту воду доти, поки вода над піском після перемішуванняне буде залишатися прозорої [21].
Допускається прискорене визначення вмісту часток, щовідмучуються, піпеточним методом, що також складається в промиванні піскуводою, але відрізняється тим, що виміряється не втрата в масі проби піску, авміст пилоподібних і глинистих часток, що перейшли у воду. Для цього забрудненуводу (суспензію) після промивання піску набирають у пипетку визначеноїмісткості і виливають у чашку. Потім воду випарюють у сушильній шафі притемпературі 105…110°С и зважують порошок, що залишився в чашці. Зміст у піскучасток, що відмучуються, обчислюють виходячи з відношення обсягу відібраної впіпетку суспензії до всього її обсягу. Крім того, існує метод визначення змістув піску найбільш дрібних глинистих часток розміром менш 0,005 мм. Цей методблизький до описаного піпеточного, але відрізняється тим, що суспензія,одержувана перемішуванням навішення піску з дистильованою водою і невеликоюдобавкою розчину аміаку, відстоюється протягом 1,5-2 год. для осадження більшвеликих часток, і лише після цього відбирається проба суспензії з глинистимичастками. При значному вмісті в піску домішок, що відмучуються, можливезниження міцності і довговічності бетону. Особливо небажані глинисті плівки,оболонки на зернах піску, що порушують зчеплення з ними цементного каменю.Небезпечні також глинисті домішки у виді грудок через схильність їхньомузначному розбуханню при зволоженні й усадці при висиханні. Вміст глини вгрудках визначають при візуальному розбиранні тонкого шару великих фракційпіску на листі скла сталевою голкою після його зволоження (грудки зволоженоїглини відрізняються від піщин в’язкістю).
У пісках більшості родовищ, особливо в шарах, що залягаютьблизько до ґрунтового шару, можливі органічні домішки — продукти розкладанняречовин рослинного і тваринного походження. Ці домішки (гумусові кислоти)перешкоджають нормальному твердінню цементного каменю, особливо в перші дні,різко знижуючи міцність бетону.
Вміст органічних домішок у піску визначають за допомогоюколориметричної (колірний) проби. Пісок у скляному мірному циліндрі заливають3%-ным розчином їдкого натру і після перемішування залишають на 24 год. Узалежності від вмісту органічних домішок розчин забарвлюється в жовтуватий абокоричневий колір. Цей колір порівнюють з кольором спеціально приготовленогоеталона. Пісок визнається придатним для бетону, якщо фарбування розчину над нимсвітліше еталона.
Еталон готують, додаючи до 195 мл 3%-ного водного розчинуїдкого натру 5 мл 2%-ного розчину Таніну в 1%-ном розчині етилового спирту.Еталонний розчин збовтують і залишають на 24 ч, після чого він готовий дляпорівняння, причому тільки свіжеприготований. У деяких країнах як еталонвикористовують скло ясно-жовтого кольору [19].
Необхідно мати у виді, що деякі органічні домішки можутьсильно офарблювати розчин їдкого натру, але не шкідливі для бетону. Тому інодіпісок і при фарбуванні розчину темніше еталона може бути застосований дляготування бетону, але тільки після попереднього спеціального дослідження.
Сутність такого дослідження складається в перевірці впливуорганічних домішок, що утримуються в піску, на міцність бетону. Для цього надосліджуваному піску готують дві бетонні суміші однакового складу, але в однійз них застосовують пісок, промитий у вапняному молоці (нейтралізуючомуорганічні кислоти), а потім у воді, в іншій — промитий тільки у воді (органічнідомішки водою не відмиваються, але промивання потрібна для того, щоб дві пробипіску нічим, крім змісту органічних домішок, не відрізнялися). Порівнянняміцності бетону на цих двох пробах піску показує, чи дійсно шкідливі органічнідомішки, що утримуються в піску.
Вміст у піску аморфних різновидів кремнезему, руднихмінералів, слюди, а також сірчанокислих і сірчистих сполук визначаєтьсяпетрографічним дослідженням з розбиранням зерен під мікроскопом і використаннямдля розпізнавання мінералів хімічних реактивів або інших методів.
Аморфні різновиди кремнезему, як указувалося вище, реагують злугами цементу і можуть з’явитися причиною руйнування бетону внаслідокоб’ємного розширення новотворів. З лугами взаємодіють, зокрема, що випливаютьмінерали і гірські породи: обпа, халцедон, кремній, деякі склуваті породи, щовилилися.
Опал являє собою аморфний мінерал. Містить 1…15 % хімічнозв’язаної води. Безбарвний, іноді білий, сірий, зі скляним блиском, характерноюопалесценцією (зв’язане з назвою цього мінералу специфічне явище «грикольору»).
Халцедон — прихованокристалічний різновид кремнезему (Sі02)тонковолокнистої будівлі, білого, сірого, блакитного або червонуватогокольорів. Кремнесланцюваті осадові породи, що містять обпа, халцедон і кварц ізглинистими і вапняними домішками. Якщо петрографічний аналіз указує нанаявність у заповнювачі вищезгаданих і їм подібних мінералів або гірськихпорід, необхідно провести спеціальне дослідження заповнювача на реакційнуздатність [18].
ДСТ 8735-75 передбачає визначення хімічним методомпотенційної реакційної здатності піску до взаємодії з лугами цементу. Пробупіску з розчином їдкого натру витримують у термостаті при температурі 80°С напротязі 24 год., а потім визначають масу кремнезему, що розчинився. Якщо вумовах досліду вона перевищує встановлену стандартом межу, то пісок відносятьдо потенційно реакційноздатного. цьому випадку необхідна спеціальна перевіркапіску в бетоні.
Діючі стандарти не пропонують визначеної методики перевірки,але містять указівки на необхідність дослідження з урахуванням умовексплуатації споруджень (ДСТ 10268-80). Реакційна здатність заповнювача можебути виявлена іспитом його в цементному розчині, для чого формують зцементно-піщаного розчину зразки-балочки (призми) і протягом тривалого періоду(до року) визначають їхні можливі деформації. На реакційну здатністьзаповнювача вказують деформації розширення зразків. Оскільки розширеннязв’язане з деструкцією (тобто з явищами порушення цілісності структури),реакційна здатність заповнювачів виявляється також у зниженні міцності зразківабо у відставанні приросту міцності від установленого при іспиті контрольнихзразків на тім же цементі і нормальному кварцовому піску.
Температурно-вологий режим збереження зразків призначають зурахуванням умов експлуатації конструкцій, причому з метою інтенсифікаціїможливих реакцій для більш раннього їхнього прояву доцільно підвищититемпературу і вологість середовища. Якщо приходиться використовуватизаповнювач, що містить реакційноздатні різновиди кремнезему, то особливі вимогипред’являються до цементу. У подібних випадках допускаються до застосуванняцементу зі вмістом лугів не більш 0,6% у перерахуванні на Na2О.
Вміст і допустимість присутності в піску інших шкідливихдомішок визначаються аналогічним образом.
Нестійкі рудні мінерали, зокрема оксиди заліза, унаслідокподальшого окислювання і гідратації можуть викликати поява внутрішніх напруженьу бетоні, а також бурих плям на поверхні конструкцій.
Лусочки слюди шкідливі, оскільки не зчіплюються з цементнимкаменем і є в бетоні як би зародковими тріщинами, де при навантаженні неминучаконцентрація напруг. Сірчанокислі і сірчисті сполуки, що утримуються взаповнювачі, можуть викликати корозію бетону і сталевої арматури [18].
З’єднання сірки в піску зустрічаються головним чином у виглядігіпсу або піриту. Гіпс (Ca04-2H20), вступаючи в реакцію з трикальцієвималюмінатом портландцементу і водою, утворить так називану «цементнубацилу»-гідросульфоалюмінат кальцію. Ця реакція супроводжується значнимзбільшенням обсягу новотворів, викликає розширення бетону і тріщиноутворення.Пірит (сірчаний або залізний колчедан Fe2S) у бетоні згодомокисляється і взаємодіє з водою з утворенням гідроксиду заліза і сарноюкислоти, що супроводжується збільшенням обсягу і корозією.
За ДСТ 10268-80 для бетону гідротехнічних і транспортнихспоруджень масова частка сірчанокислих і сірчистих сполук у піску не повиннаперевищувати 1%.
Найбільше розпушення піску спостерігається при його вологості4…7 % (по масі). Насипна щільність при цьому зменшується на 10…40 %, уменшому ступені для великих пісків, у більшої — для дрібних.
Зміна обсягу вільно насипаного піску в залежності від йоговологості необхідно враховувати при дозуванні піску для бетонної суміші й вінших випадках, коли застосовується важливий пісок, зокрема при його видобуткуабо збагаченні гідроспособом.
Облік вологості піску дуже важливий. По-перше, по вмісту водив піску необхідно скорегувати (зменшити) витрата води на заміс. По-друге, вартозбільшити витрата піску. При озируванні піску по масі виправлення набагатоменше, ніж при дозуванні по обсязі. Досвід показує, що невраховане зрадівологості піску тільки на 1 % може привести до зміни рухливості бетонної сумішіна 4 див або знизити межу міцності бетону на 2 МПа, а в ряді випадків і більш. Звичайно контроль вологості піскуведеться у відповідності зі стандартною методикою періодичним добором івисушуванням роб. Однак тривалість такого досліду часто знижує його цінність,оскільки вологість піску може ставитися від замісу до замісу. Тому швидкість ібезперервність контролю вологості піску в процесі готування бетонної суміші маєпершорядне значення. В останніроки розроблені і вже знайшли практичне застосування способи безперервногоконтролю вологості піску безпосередньо перед дозуванням з автоматичнимрегулюванням витрати матеріалів. Особливо зручні безконтактні методи, щодозволяють безупинно контролювати вологість піску, наприклад на стрічці конвеєра,що рухається, за допомогою радіоактивних ізотопів (по уповільненню вологоюпотоку швидких нейтронів) або радіохвиль надвисокої частоти.
3. Основні аспекти добування піску3.1 Видобуток природного піску
Природний пісок добувається в піщаних і піщано-гравійнихкар’єрах. Одержання піску в останніх зв’язано із сортуванням піщано-гравійноїсуміші. За умовами залягання родовищ піску, як і інших корисних копалин,кар’єри підрозділяються на косогорні, рівнинні і водні. Косогорними називаютькар’єри, що розташовуються на схилах височин. У цьому випадку місце видобуткупіску вище транспортних шляхів і навколишньої місцевості. Такі кар’єри завждисухі. У рівнинних кар’єрах пісок залягає нижче поверхні землі й іноді нижчерівня ґрунтових вод. Такі кар’єри можуть бути сухими або обводненими. Узалежності від способу розробки піску кар’єр або осушують за допомогоюводовідводу, дренажу, або, навпаки, обводнюють для наступного видобутку піску.У водних кар’єрах пісок добувають з-під шару води в руслах рік, в озерах іінших водоймах [10].
Таким чином, пісок у кар’єрах добувають або відкритимспособом, або підвідною розробкою. Відкритий спосіб видобутку піску найбільшрозповсюджений.
Покладу піску в родовищі, як правило, сховані під шаромґрунту, а також глинистих і інших порід. Цей шар називають розкривом, авідношення його обсягу до обсягу корисної копалини ( у даному випадку піску) — коефіцієнтом розкриву.
Розкривні роботи, тобто видалення розкриву за межі кар’єру йоголення покладів корисної копалини, роблять завчасно щоб уникнути забруднення піску,що добувається, небажаними домішками. Розкривні роботи здійснюють бульдозерами,скреперами, іноді, при великій потужності шару розкриву, екскаваторами звивезенням у відвал. Після видалення розкриву в кар’єрі прокладають траншеї дляутворення робочих уступів і транспортних шляхів.
Висота уступу складає 6…10 м і більш. Вона зв’язана звисотою черпання застосовуваного екскаватора. Якщо пісок залягає в кар’єрібільш могутнім шаром, то його видобуток роблять пошарово. Ширина вибою такожзалежить від типу екскаватора і складає 1,2…1,3 його радіуси черпання.
Для розробки піску у відкритих кар’єрах використовуютьрізноманітні екскаватори, а також скрепери й інші машини.
Найбільш поширені одноковшеві екскаватори з прямою лопатою(місткість ковша 0,25…15 м3). Висота черпання таких екскаваторів — 6…30 м, радіус черпання — 6…40 м. Екскаватори з прямою лопатою розташовуютьна нижній площадці уступу, як і транспортні засоби.
Екскаватори-драглайни відрізняються тим, що їхній ківшсовкового типу підвішений до стріли на канатах. Драглайн черпає нижче, рівнясвоєї стоянки, тому може працювати на верхній площадці кар’єру. Усе більшезастосування знаходять багатоковшеві (багаточерпакові) екскаватори. Ланцюговібагатоковшеві екскаватори являють собою конвеєр з безупинно рухаються уздовжукосу черпаками. Вивантаження черпаків виробляється при їхньому перекиданні настрічковий транспортер. Місткість черпаків невелика, але них у ланцюзі до 40шт., тому при безперервній роботі забезпечується висока продуктивність. Ковшова(черпакова) рама ланцюгового екскаватора може розташовуватися під різним кутомяк вище, так і нижче рівня стоянки екскаватора з обслуговуванням транспорту нанижній або верхній площадці уступу. Якщо пісок у родовищі неоднорідний ізалягає шарами, що відрізняються за крупністю зерен, то при видобуткубагатоковшевим екскаватором зерновий склад піску усереднюється перемішуванням умежах висоти розроблювального уступу, що є позитивним чинником [18].
Крім ланцюгових використовуються роторні багатоковшевіекскаватори, робочим органом яких є обертове на кінці стріли роторне колесо зчерпаками. З черпаків добутий пісок вивантажується на стрічковий транспортер,розташований усередині стріли і пісок, що подає, у бункер, транспортні засобиабо відвал. Роторні екскаватори зручні для пошарової розробки піску.
Перевагами багатоковшевих екскаваторів перед одноковшевими є:безперервність робочого процесу екскавації, рівне завантаження транспортнихзасобів, велика продуктивність на 1 т маси, менша питома витрата енергії.
Розробка родовищ піску ведеться строго по карті, складеної напідставі детальної геологічної розвідки. Якість і однорідність піскусистематично контролюються. Ділянки неякісного піску обходяться аборозробляються з вивезенням у відвал. Основним видом кар’єрного транспорту єавтосамосвали й автотягачі з причепами і напівпричепами (напівпричіп на відмінувід причепа має тільки одну вісь, а передньою частиною спирається на зчіпнийпристрій тягача). Використовуються також самосвали-тролейвози зелектродвигунами, що харчуються електроенергією по тролейним проводах напереносних опорах; трактори із саморозвантажними причепами; залізничнийтранспорт (мотовози, електровози, вантажні вагони і платформи); підвісніканатні дороги і т.д.
У ряді випадків дуже ефективний конвеєрний транспорт у виглядібезперервної потокової лінії стрічкових транспортерів, особливо в сполученні зроторними або ланцюговими багатоковшевими екскаваторами. Застосуванняконвеєрного транспорту забезпечує безперервність роботи екскаваторів,підвищуючи їхню продуктивність на 35…50 %, спрощує автоматизацію керування івиробництва, знижує капітальні витрати і собівартість видобутку піску. Існує досвідексплуатації як внутрішньокар’єрного, так і далекого, багатокілометровогоконвеєрного транспорту від кар’єру до споживача продукції.
Підвідний видобуток піску з дна водойм в обводнених кар’єрахможе вироблятися за допомогою екскаваторів-драглайнів, канатних скреперів,землечерпалок, але найбільш ефективний гідромеханізований спосіб видобутку.
Видобуток будівельного кар’єрного піску ведеться по двохнапрямках. Після проведення за допомогою могутньої гірської техніки розкривнихробіт, виробляється екскавація гірського піску, що широко застосовується у всіхвидах будівництва. Видобуток будівельного піску з обводнених шарів родовищздійснюється гідромеханізованим способом з використанням могутніх кар’єрнихземлесосних снарядів. Така технологія дозволяє не тільки ефективно вестивидобуток, але також очищати кар’єрний пісок від природних природних домішок,що істотно підвищує його якісні характеристики.
/>
/>

/>
/>
Гідромеханізований комплекс по видобутку і переробкиформувальних 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 надвох 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 плавучіустановки, називані землесосними снарядами або земснарядами. Вони являють собоюпонтон, переміщуваний і фіксований у визначеній позиції за допомогою тросів,якорів і пальових пристроїв. На понтоні розташовується землесос — могутнійнасос відцентрового типу. На дно опускається усмоктувальний пристрій землесосаі при необхідності механічний розрихлювач. Землесос і розрихлювач працюютьспільно, причому розпушений пісок разом з водою засмоктується в трубу й у видіпульпи (гідросуміші) транспортується по плавучому пульпопроводу, що збираєтьсяз ланок труб на поплавцях.
Крім відцентрових землесосів для видобутку і перекачуванняпульпи використовують гідроелеватори, що працюють за принципом ежектора [19].
Пульпа транспортується в гідровідвали — спеціальні складськіплощадки на березі, відкіля вода стікає у водойму. При цьому одночасновиробляється відмивання піску від пилоподібних і глинистих домішок, йогозбагачення і фракціонування.
Гідромеханізований видобуток піску застосовується не тількидля видобутку піску з дна рік або інших водойм, але й у рівнинних кар’єрах, щообводнюються.
Родовища піску, розташовані вище рівня води, можна розроблятиза допомогою гідромоніторів. Гідромонітор являє собою керований трубчастийстовбур конічного профілю з вузькою насадкою на кінці. Вода, подавана насосноюстанцією з найближчої водойми, викидається через гідромонітор щільним струменемз великою швидкістю. Гідромонітори, використовувані в гірничоруднійпромисловості, здатні руйнувати високонапорним струменем води навіть міцніскельні породи. Для видобутку ж піску досить тиску води 0,3…0 ,5 МПа. Гідромоніториу вибої розмивають поклад піску, і пульпа, що утвориться, стікає в гідровідвалисамопливом, якщо забезпечено необхідний ухил, або транспортується по трубахземлесосом.
Пісок з відсівань дроблення. Пісок для бетону можнаодержувати попутно при дробленні скельних гірських порід, особливо в районах,де відсутні природні піски задовільної якості. Для одержання дробленого піскуможна використовувати вивержені, метаморфічні або щільні осадові гірськіпороди, а також гравій.
У залежності від міцності вихідної гірської породи внасиченому водою стані встановлені чотири марки піску з відсівань дроблення(відповідно з межею міцності породи не менш 100, 80, 60 і 40 МПа). Межаміцності вивержених і метаморфічних порід повинний бути не менш 60 МПа, аосадових гірських порід — не менш 40 МПа.
Крім міцності вихідної гірської породи важлива і їїструктура. Як показали дослідження, форма зерен дробленого піску залежить восновному від двох факторів: структури дробленої породи і способу дроблення.
Найкраща якість піску виходить при дробленні дрібно- і середнезернистихкам’яних порід. Шорсткість поверхні зерен такого піску характеризується висотоюмікрорельєфу близько 170… 190 мкм, що забезпечує найкраще зчеплення зцементним каменем у бетоні. Скритокристалічні і склуваті породи, а такожгрубозернисті дають при дробленні пісок зі значним змістом зерен пластинчастоїі голчастої форми. Мікрорельєф їхньої поверхні характеризується, як правило,меншою висотою. Крім того, при дробленні грубозернистої породи полімінеральногоскладу (наприклад, граніту) утворяться зерна піску мономінеральні (кварц,польовий шпат, слюда), що відрізняються незначним зчепленням з цементнимкаменем.
Спосіб дроблення скельних порід зв’язаний з виборомдробильного устаткування. Установлено, що дробарки, що працюють за принципомстиску породи (щокова, конусна, валкова), дають велике число зеренпластинчастої і голчастої форми, а дробарки ударної дії (молоткові) — значноменше.
Чим ближче форма зерен піску до кубічного (відповідно до вимогистандарту), тим менше його пустотність і, отже, менше витрата цементу в бетоні.До зернового складу дроблених пісків пред’являються загальні вимоги, викладенівище. Якщо гірська порода не містить нестійких рудних мінералів, аморфнихрізновидів кремнезему й інших шкідливих включень, то єдиною небажаною домішкоюв дроблених пісках може бути пил (кам’яне борошно), що утворилося придробленні. 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 каменемміцність бетону на дробленому піску за інших рівних умов може бути вище, ніж наприродному кварцовому піску, причому не тільки при стиску, але ще в більшомуступені при розтяганні. Такі бетони відрізняються підвищеною морозостійкістю йіншими достоїнствами.
Однак дотепер мало використовуються відходи каменедробленнядрібніше 5 мм, одержувані у великих обсягах при виробництві кам’яного щебеню.Ці відходи при відділенні від них. кам’яного борошна (промиванням або сухимзбагаченням) можуть дати гарний пісок для бетону.3.2 Збагачення і фракціонування піску
Якщо наявні на місці піски по зерновому складі або змістовідомішок не відповідають вимогам стандарту, а доставка якісного піску сполученаз великими витратами, то економічно доцільно збагачувати піски. Збагаченняпіску достоїть у видаленні зерен крупніше 5 мм, відмиванню пилоподібних,мулистих і глинистих часток і поліпшенні зернового складу.
Відділення зерен гравію роблять просіванням піску навібраційних плоских або в барабанних грохотах.
Промивання піску з метою видалення пилоподібних, мулистих іглинистих домішок здійснюють у піскомийках або класифікаторах різноїконструкції.
Промивання піску складається в перемішуванні і перетираннійого у водному середовищі, у результаті чого глинисті включення і плівки, щопокривали поверхню зерен піску, диспергують і разом з пилоподібними домішкамипереходять у шлам, що зливається при безперервній подачі чистої води. Подібнимчином працюють застосовувані іноді коритні, драгові й інші піскомийки, приодержанні піску сортуванням природної піщано-гравійної суміші на грохотахпромивання його нерідко роблять безпосередньо при просіванні шляхом зрошеннягрохотів водою з наступним видаленням забрудненої води. Якість промивання прицьому, 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 наувагу також і сухі способи збагачення, наприклад шляхом продувки що скидаєтьсяпотоком повітря. Таким способом, звичайно, не можна видалити плівки глини зповерхні зерен природного піску, але пилоподібні частки з дробленого піску, утому числі з відсівань каменедроблення, віддаляються. Основна мета збагачення — забезпечення необхідного зернового складу піску. У ряді районів країни піскимісцевих родовищ занадто крейди. При їхньому використанні в бетонах неминучаперевитрата цементу на 20…30, а іноді і на 50%. Такі піски доцільнозбагачувати добавкою привізного природного великого або дробленого піску.
Відповідно до Держстандарту 10268-80, як велику фракцію длязбагачення дрібних природних пісків можна застосовувати дроблений пісок,зокрема з відсівань дроблення.
Перспективним напрямком, уже здійснюваним у промисловостінерудних матеріалів, є фракціонування піску, тобто поділ його по крупностізерен на фракції. Наступне роздільне дозування фракцій при готуванні бетонноїсуміші забезпечує сталість зернового складу піску. Цей захід передбаченийдіючими стандартами [19].
Головною сировинноюбазою високоякісних кварцових пісків для склоробного виробництва є кількагірничо-збагачувальних комбінатів, що розробляють природні родовища піску вцентральних областях Росії. Значна вартість транспортування цієї сировини увіддалені регіони і зростаючу потребу в сировину змушує підприємства шукатиальтернативні джерела постачання свого виробництва якісною сировиною. Рядскляних заводів використовує для своїх нестатків природна сировина місцевихкар’єрів. Але основною проблемою при використанні такого піску, є його якість.
Значні змісти глини, польових шпатів,а також окислів заліза не дозволяють направляти його у виробництво безпопереднього збагачення.
Розроблена комплекснатехнологія підвищення якості кварцової сировини подібних родовищ. Ефективнітехнологічні схеми і надійне збагачувальне устаткування використовуване в ційтехнології дозволять склозаводам створити на своєму підприємстві установки позбагаченню пісків необхідної продуктивності для забезпечення своїх нестатківякісною сировиною.
У порівнянні зі звичайними схемамизбагачення природних пісків, що застосовують такі енергоємні і высокозатратныеметоди, як высокоградиентная електромагнітна сепарація і многостадиальноепросівання, наші технології, вигідно відрізняються своєю ефективністю іневеликими експлуатаційними витратами.
Вибір тих або інших методівзбагачення і їхньої інтенсивності ґрунтується на результатах ретельнихдосліджень проб пісків на обогатимость. Далі описані процеси найбільше частовикористовувані нами при збагаченні пісків.
Дезінтеграція та грохотання
/>

/>
Підготовка вихідних пісків дозбагачення здійснюється в скруббер-бутаре, де в одному апараті сполучені двапроцеси — дезинтеграця і мокре просівання піску. У результаті каскадногопереміщення матеріалу у водному середовищі відбувається руйнування глинистихагрегатних включень з наступним висновком із процесу матеріалу крупностю більш3-5 мм, що включає в себе великі камені, гальку, корені дерев та інші природніі штучні включення.
Сучасні скруббер-бутары дозволяють проводитиефективну дезинтеграцю матеріалів при змісті глини до 50% і вище.
При збагаченні пісківвикористовуються суцільнозварні або збірні бутари зі звареного абозбірного шпальтового сита із шириною щілини 1-5 мм.
Механоактивація
/>
Піски, що надійшли в процес,піддаються механічної активації (оттирке) в оттирочной машині. Оттирка пісківвиробляється з метою зняття окісних плівок металів з поверхні кварцових зерен,а також у процесі оттирки можуть руйнуватися зерна малої міцності. Досвідексплуатації промислових оттирочных машин підтвердив їхню ефективність щопідтверджується якістю одержуваних продуктів, що перевищує якість одержуване влабораторних умовах. Можливо це пов’язано не тільки з більш інтенсивнимочищенням поверхні зерен але і з виборчим дробленням зростків, вивітренихмінералів і мінералів з низькою твердістю. Процес виборчого дроблення воттирочных машинах неодноразово спостерігався при оттирке пісків, наприклад: упроцесі оттирки пісків Благодарненского родовища зміст польових шпатів у піскахкрупностью 0.1-0.8 мм знижується в 5.6 рази.
Гравітаційне збагачення
/>
Очищення піску від важких мінераліввиробляється за допомогою процесу гравітації на концентраційних столах. Упроцесі збагачення в концентрат столів витягаються важкі мінерали з питомоювагою більш 3.5-4 г/см3, що збираються в окремий продукт івіддаляються з процесу. Збагачення на концентраційних столах дозволяє одержатибільш висока якість піску, чим на інших апаратах гравітаційного збагачення.Продуктивність концентраційних столів у циклах збагачення піску значноперевищує показники, отримані при збагаченні інших видів мінеральної сировини,і досягає 7-8 т/год на одну деку площею 7.5 м2.

Гідравлічна класифікація
/>
Одержання піску потрібної крупности ійого відмивання від шламів досягається методом гідравлічної класифікації, щовиключає застосування вібраційних грохотов. Багатокамерний гідравлічнийкласифікатор дозволяє одержати — піски заданої крупности.
Зневоднення та сушка піску
/>
Збагачені кварцові піски проходятьцикл додаткового відмивання і зневоднювання першої стадії в спіральнихкласифікаторах. У залежності від вимог до кінцевого продукту, сезонності ікліматичним умовам роботи фабрики, піски складируются в природних конусах абонадходять на подальше зневоднювання на стрічкових фільтрах і сушіння у вихровихабо барабанних сушарках.

Магнітна сепарація
/>
Необхідність використання магнітноїсеппарации визначається на підставі результатів технологичнеских досліджень. Узалежності від продуктивності фабрики і параметрів процесу магнітної сеппарациинами використовуються высокоградиентные електромагнітні сепаратори абосепаратори на постійних магнітах.
Оборотне водопостачання
/>
Схема оборотного водопостачання,основним апаратом якої є пластинчастий або радіальний згущувач, забезпечуєповторне використання технологічної води до 98%. Схеми оборотноговодопостачання укомплектовуються системами дозування флокулянтів.
З метою зниження втрат технологічноїводи і зниженню обсягів складування шламів може використовуватися схемафільтрації згущених шламів і подальше їх напівсухе складування.
4. Проведення рекультивації порушених земель після видобуванняпіску
Відкрите добування корисних копалин передбачає зняттягумусового родючого шару ґрунту, складування його з подальшим використанням длярекультивації. Під час роботи великоківшевих екскаваторів відвали мають дужескладний рельєф у вигляді системи паралельних гребенів чи конусів з перепадомвідміток 10–15 м. Для розрівнювання таких відвалів потрібно виконувати значнийоб’єм робіт (до 20 тис. м3/га). Для скорочення обсягу планувальнихробіт слід зменшувати ширину відвальної західки при відсипанні відвалівпаралельними гребенями або застосовувати технологію віялоподібного відсипаннявідвалів [14].
У Науково-методичних рекомендаціях із рекультивації порушенихземель в Україні вказано, що рекультивація земель — один з ефективних заходів увирішенні питань раціонального використання земельних ресурсів і проблемиохорони природи в цілому. Рекультивації підлягають усі землі, що зазнають зміну рельєфі, ґрунтовому покриві, материнських та підстилаючих породах, яківідбуваються або вже відбулися у процесі гірничих, будівельних, гідротехнічних,геологорозвідувальних та інших робіт. Слід рекультивувати також еродованіґрунти, а при відповідних умовах шляхом землювання — кам’янисті місця і землі знеглибокими та низькопродуктивними ґрунтами.
Основне завдання рекультивації полягає в тому, щоб виконатикомплекс спеціальних робіт і заходів, довести порушені землі до стану,придатного для їх використання у сільському, лісовому, рибному господарствах,для промислового та комунального будівництва, створення тепличних господарств ізон відпочинку.
Рекультивація має соціальне значення у вихованні бережливогоставлення до природних ресурсів, зокрема до земельних багатств України.Підприємства, організації та установи, що виконують згадані вище роботи насільськогосподарських землях, лісових угіддях, наданих їм у тимчасовекористування, зобов’язані власними коштами довести ці земельні ділянки достану, придатного для їх використання за призначенням.
Порушені землі доводять до придатного стану в ходігірничодобувних та інших робіт, а при неможливості — не пізніше як за рік післяїх завершення, виключаючи період промерзання ґрунту.
Роботи з рекультивації порушених земель виконують поетапно іподіляють на гірничотехнічну та біологічну рекультивацію. Гірничотехнічнарекультивація — це комплекс інженерних робіт, до складу якого входять:
знімання та складування родючого шару ґрунту і потенційнородючих порід;
формування відвалів шахт, кар’єрів, а також гідровідвалів;
вирівнювання поверхні, виположування, терасування тазакріплення укосів відвалів, бортів і кар’єрів, засипання шахтних провалів,закріплення їхніх бортів;
хімічна меліорація токсичних ґрунтів;
покриття вирівняної поверхні шаром родючого ґрунту абопотенційно родючих порід;
інженерне впорядкування рекультивованої території (дренажнамережа, дороги, виїзди тощо);
вирівнювання дна та бортів кар’єру при створенні водойм [12].
Обсяг робіт гірничотехнічного етапу рекультивації залежитьвід стану порушених земель і виду запланованого використання. Ділянки,підготовлені до стану придатності для несільськогосподарського використання(під парки, водойми, промислове та комунальне будівництво тощо) передаютьсявідповідним організаціям у встановленому порядку. Ділянки, призначені длясільського і лісового господарства, після гірничотехнічного етапу рекультиваціїповертаються або передаються відповідним сільськогосподарським чинесільськогосподарським підприємствам для здійснення заходів біологічноїрекультивації й подальшого використання за призначенням.
Знімання родючого шару ґрунту — обов’язкове при всіх видахробіт із видобування корисних копалин, будівництва промислових, житлових такомунальних об’єктів, доріг і гідротехнічних споруд, а також при відведенніродючих земель під териконники, відстійники, ложа ставів і водосховищ тощо.Знятий шар складують або вивозять на малопродуктивні землі, розміщені неподалік(еродовані, піщані, солонці та ін.) для подальшого відновлення родючостіпорушених земель.
Глибина знімання родючого шару визначається глибиною гумусовогопрофілю ґрунту і вмістом у ньому гумусу. Знімають гумусово-акумулятивнийгоризонт ґрунту.
Глибина шару торфу, що залишається при торфорозробках,необхідного для забезпечення водно-повітряного та поживного режимів наторфовищах при рекультивації торфовищ, повинна становити:
для вирощування сільськогосподарських культур — не менше 0,5м;
лісорозведення — не менше 0,3 м;
використання під водойми, ставково-рибницькі господарства тадля інших цілей — 0,15 м.
Біологічна рекультивація — це комплекс заходів щодо створеннясприятливого водно-повітряного та поживного режимів ґрунту длясільськогосподарських і лісових культур [15].
Комплекс заходів біологічної рекультивації земель длясільськогосподарського використання визначається фізико-хімічними властивостямипідстеляючих порід і нанесеного родючого шару грунту або потенційно родючоїпороди. Цей комплекс охоплює запровадження сівозмін, насичених культурами насидеральне добриво, внесення підвищених норм органічних і мінеральних добрив,мульчування тощо.
На ділянках, відведених для лісового господарства, основнийбіологічний вплив на відновлення порушених земель мають лісонасадження. Припідготовці земельної ділянки під лісові культури верхній шар збагачуютьсидератами, мульчують. При садінні вносять добрива.
Гірничотехнічний етап рекультивації
До комплексу робіт гірничотехнічного етапу належать:відсипання відвалів, вирівнювання, формування укосів, знімання, транспортуваннята нанесення на рекультивовані землі ґрунту або потенційно родючих порід,докорінна меліорація, будівництво доріг, спеціальних гідротехнічних споруд тощо(ГОСТ–83).
Розкривні роботи без проекту рекультивації земель залишаютьпісля себе хаос, так званий місячний ландшафт, що забруднює й отруює навколоґрунти, воду, повітря, природу. Будь-яке добування корисних копалин повиннепередбачати, як порушені землі будуть відновлені та використовуватимуться умайбутньому. Це має бути відбито у проекті рекультивації порушених земель.Останній ставить певні вимоги до гірничотехнічного етапу. Він визначає, в якомупорядку слід розкривати гірські породи і переміщувати їх у відвали, щобполегшити подальше використання. Проектанти розробляють технологічні схемиселективного розкриття гірських порід та селективного відсипання відвалів [11].
Найпоширеніші вимоги до технічного етапу рекультивації такі:
селективне знімання родючих гумусових горизонтів ґрунту;
селективне знімання потенційно родючої породи (переважно лесита лесовидні суглинки);
переміщення до відвалів суміші безплідних і токсичних порід;
своєчасне грубе планування (вирівнювання) відвалів ізтоксичними та індиферентними породами для забезпечення рівномірного їхосідання;
ретельне планування відвалів після осідання;
покриття токсичних порід після їх ретельного планування шаромглинистих порід, що запобігає міграції токсичних елементів до кореневмісногошару;
нанесення шару потенційно родючої породи завтовшки 1,5–2 м;
покриття відвалів шаром родючого ґрунту завтовшки 30–50 см.
Бувають і відхилення від цієї загальної схеми. Наприклад,якщо шар потенційно родючої породи досить потужний, то ним можна перекриватитоксичні та індиферентні породи без ретельного вирівнювання відвалів істворення екрана з глинистих порід. Після грубого вирівнювання екскаваторнихвідвалів на них наносять шар лесовидного суглинку завтовшки 3–5 м. Після усадкий розрівнювання його покривають ґрунтом гумусових шарів, які є дуже ціннимресурсом. Згідно із законодавством при всіх видах будівельних робіт ґрунтовийшар слід знімати, складувати і використовувати за призначенням для біологічноїрекультивації.
Л. В. Моторіна та В. А. Овчинніков виділяють такітехнологічні схеми робіт із знімання ґрунтового шару та нанесенню його навідвали:
технологічна схема із використанням скрепера та бульдозера.Знімають гумусовий шар ґрунту і транспортують на відвали скрепером.
Доставлений до відвалу ґрунт за допомогою бульдозерарівномірно розподіляється по поверхні відвалу;
технологічна схема із використанням екскаватора,автосамоскида та бульдозера. Її застосовують при транспортуванні ґрунту набільші відстані;
технологічна схема із використанням екскаватора, стрічковогоконвеєра, відвалоформувача та бульдозера. Ґрунт виймають екскаватором,завантажують у бункер стрічкового конвеєра, який транспортує ґрунт на зовнішнійі внутрішній відвали, де його розрівнює бульдозер.
Кожному виду робіт із реутилізації родючого шару відповідаютьспеціальні машини.
Автори технологічних схем вважають, що ефективне застосуваннясхеми розробки робочого покриву обмежується продуктивністю кар’єрів до 300тис.м3 за рік і відстанню транспортування до 2,5 км.
Орієнтована потужність шару ґрунту, який знімається, згідно знауково-методичними рекомендаціями 1981 року, може бути такою, см:
дерново-підзолисті окультурені ґрунти — 15–20;
ясно-сірі та сірі опідзолені — 15–30;
темно-сірі опідзолені — 40–50;
чорноземи типові, вилугувані, опідзолені та реградовані —100-120;
чорноземи звичайні — 40–70;
чорноземи південні та темно-каштанові — 35–50;
каштанові — 20–30.
Рекультивовану ділянку, яку відводять під біологічнурекультивацію, підлягає внутрішньогосподарській організації території. Наділянках, покритих потенційно родючим шаром, на період біологічноїрекультивації вводять меліоративну сівозміну, влаштовують мережу доріг,захисних лісонасаджень і гідротехнічних споруд. Борти відпрацьованих кар’єрівзрізають залежно від стійкості порід із закладенням укосів від 1:1 до 1:2 абоспоруджують на них терасоподібні уступи для садіння лісових культур. Дно такихкар’єрів може бути відведено під біологічну чи будівельну рекультивацію. Інколидоцільно створити на них водойми і зони відпочинку.
Гірничотехнічний етап рекультивації при будівництві шляхів таінших лінійних об’єктів полягає у зніманні в порушеній смузі шару ґрунту,створенні насипів з підґрунтя і покритті резервних ділянок гумусовим шаром [1].
При шахтному добуванні корисних копалин пуста порода зновуповертається у вироблені штреки. У разі неможливості повернення її в штрекистворюють зовнішні відвали (терикони, териконники), під які відводятьмалопродуктивні землі чи яри. Після 2–3-річного осідання відвали вирівнюють,покривають потенційно родючою породою, шаром ґрунту й передають для біологічноїрекультивації.
При підземному добуванні корисних копалин може деформуватисяповерхня ґрунту внаслідок осідання. Залежно від характеру деформації у межахшахтного поля на поверхні знімають шар ґрунту, провали засипають, розрівнюють іпісля остаточного осідання вирівнюють та покривають шаром ґрунту.
Під час геологорозвідувальних робіт гумусовий шар ґрунтузнімають повністю. Крім того, знімають 50 см горизонту, перехідного до породи,окремо складують, влаштовують резервуари для зберігання промивних рідин, яківикористовують у процесі буріння. Після того як закінчать буріння, зняті шариґрунту і підґрунтя повертають на попереднє місце. Якщо необхідно, проводятьхімічну меліорацію й вносять підвищені норми органічних добрив.
Вироблені торфовища при фрезерному і машиноформувальномуспособах видобування торфу потрібно повертати землекористувачам длявикористання їх під сіножаті, пасовища, заліснення та обводнення. З цією метоювлаштовують осушувальну мережу, планують поверхню, споруджують дороги.Торфовища, вироблені гідроспособом, звичайно рекультивують длярибогосподарського використання. На них викорчовують та вивозять пеньки,планують та закладають осушувальну мережу. В Німеччині існує технологіяренатуралізації боліт і торфовищ [20].
Біологічна рекультивація — це етап загальної рекультивації,що охоплює комплекс агротехнічних і фітомеліоративних заходів для підвищенняродючості порушених земель.
Біологічна рекультивація може бути сільськогосподарською аболісовою. Сільськогосподарська рекультивація слугує для підготовки землі підріллю, багаторічні насадження чи природні кормові угіддя. Найсуворіших вимогслід дотримувати під час біологічної й технічної рекультивації земель, яківідводять під ріллю. У такому разі потрібні селективне відсипання відвалів,перекриття токсичних порід 0,5-метровим шаром глини, потенційно родючою породоюзавтовшки 1,5–2 м, а також поверхневим шаром ґрунту, 5–10-річний період відновленняродючості з вирощуванням багаторічних трав, внесенням високих норм органічних імінеральних добрив. Після такої рекультивації ці землі можна використовуватиінтенсивно. За потенційною та ефективною родючістю вони можуть не поступатисяперед зональними ґрунтами. У зоні поширення родючих чорноземів під ріллю слідрекультивувати не більше 70 % порушених земель. Решту 30 % відводять під укосивідвалів, терасоподібні уступи, під’їзні шляхи, протиерозійні споруди. Ці землізаліснюють або залужують травами.
Порушені землі мають несприятливі режими, на них навітьбагаторічні трави потребують удобрення. Взагалі економічно доцільним єнасипання гумусового шару ґрунту до глибини 50 см.
Землеробство на рекультивованих землях має специфічніособливості, базуючись у той же час на основних ланках системи, застосовуваниху непорушених агро ландшафтах, і включає: організацію території відповідно доспеціалізації господарства та його природноекономічних умов; сівозміни згіднозі сформованою структурою посівних площ; засоби обробітку ґрунту, сівби ідогляду за рослинами відповідно до ґрунтового покриву; систему удобрення;захист від бур’янів, хвороб і шкідників; систему заходів щодо захисту ґрунтіввід ерозії. За основу при організації території рекультивованих земель потрібнобрати спеціалізацію господарства, яка полягає у створенні сівозмін зоптимальними розмірами полів і чергуванням культур, лісосмуг,лісомеліоративного фонду на крутосхилах або невикористовуваних ділянках,під’їзних шляхів, засипанні ярів чи створенні гідротехнічних протиерозійнихспоруд, в організації рекреаційних зон навколо збережених водойм тощо [7].
До специфічних особливостей землеробства в техногеннихагроландшафтах слід віднести поетапне освоєння земель. Згідно з вимогами добіологічного етапу рекультивації останній поділяється на два періоди. Упершому, меліоративному, періоді вирішують докорінні питання окультуреннярекультивованих ґрунтів добором культур або сівозмін, внесенням добрив таіншими меліоративними заходами, пов’язаними із періодом подальшого інтенсивногосільськогосподарського використання. У другому після меліоративного періодірекультивовані землі повинні бути включені у структуру сільськогосподарськихугідь із відповідною плановою віддачею від них. Залежно від окультуреності й досягнутогов меліоративному періоді рівня родючості такі землі відводять у категорію орнихугідь або ж під кормові культури (поліпшені вигони, сіножаті, пасовища).
Сформовані у техногенних агроландшафтах ґрунти більшою міроюпіддаються ерозійним процесам та іншим деградаціям, тому необхідно матипротиерозійний фон протягом року.
До початку рекультивації кар’єр являв собою виїмкунеправильної форми частково заповнену дощовими стоками, відходамигумово-технічної продукції і відходами будівельного виробництва.
Технологічна схема рекультивації відпрацьованого кар’єрускладається з декількох етапів.
/>
1-й етап містить у собі пристрій котловану і водовідвіднихканав по периметру кар’єру.
/>
Пристрій котловану припускає додання кар’єрному виробленнюправильних геометричних форм. Борти кар’єру виполажуться. Крутість укосівскладає 30°.
Після виполажування, борта кар’єру ущільнюються і плануються.По спланованих укосах робиться піщане підсипання під протифільтраційний екран.Протифільтраційний екран виконується шляхом пристрою геомембрани з поліетиленувисокої щільності товщиною 1 мм. Протифільтраційний екран захищається від можливихушкоджень ґрунтом товщиною 0.5 м [14].
Днище котловану представляє із себе глиняну основу, ущільненуі сплановану з ухилом убік прийомного колодязя. По днищу котлованувлаштовується променевий пластовий дренаж, виконаний із щебеню і піску, убік прийомногоколодязя зі збірних ж/б труб діаметром 1м. Дренажна система влаштовується длязбору можливого утворення фільтрату в процесі рекультивації. Прийомний колодязьнарощується в міру засипання кар’єру. Захист підстави і бортів кар’єрупротифільтраційною мембраною і глиняним замком виключає контакт матеріалівзасипання з ґрунтовими водами.
/>
По периметру кар’єру виконується водовідвідна канава з метоюзапобігання влучення дощових і поталих вод із прилягаючої території. У місцяхперетинання водовідвідної канави з кільцевою автодорогою укладаютьсяводопропускні металеві труби.
2-й етап містить у собі технічну рекультивацію шляхомзаповнення котловану пресованими брикетами ТБО з пересипанням інертнимиматеріалами.

/>
Для організації складування технічних побутових відходів (ТПВ)в кар’єр запроектований пандус з покриттям зі збірних ж/б плит, що забезпечуєз’їзд на тимчасову технологічну дорогу і розвантаження сміттєвозів. Схема розміщенняТБО передбачена по картах. Складування брикетів здійснюють у 4 яруси на висоту3м.
Після завершення процесу укладання поверх ТБО влаштовуєтьсяглиняний екран. Ізолюючий шар відсипається з місцевих глин товщиною 0,3м, щозалишилися від вибірки котловану. Ці ґрунти є слабопроницаемыми. Екран зіслабопроникним покриттям створюється щоб уникнути нагромадження в товщі ТБОатмосферних опадів.
3-й завершальний біологічний етап рекультивації передбачаєкомплекс агротехнічних і фітомеліоративних заходів, спрямованих на відновленняпорушених земель.
При виконанні 3-го етапу демонтуються тимчасові дороги,повітряні лінії висвітлення, спорудження господарського призначення.Виробляється комплекс робіт (перекопування доріг) виключаючих проїзд до місцярекультивації автотранспорту. Виробляється планування порушеного рельєфу зметою виключення місць застою дощових стоків.
Після виконання планувальних робіт необхідно відсипатирослинний шар, товщиною 0,15 м. Термін процесу стабілізації для майбутньоговикористання території під посів багаторічних трав — 2 роки.
5. Стан та перспективи видобування піску в Чернігівськійобласті
ТОВ «Папернянський кар`єр скляних піків» – одне зпровідних підприємств України з видобутку кварцових пісків для виробництваскла. Добувати високоякісні піски з родовища біля села Паперні Чернігівськоїобласті розпочали ще у 1714 році. У той час родовище розроблялося для потребГомельського заводу скляних виробів. У 90-ті роки виробництво практичноприпинилося. Проте в 1998 році було створено ТОВ «Папернянський кар`єрскляних піків» і почався новий етап у роботі підприємства.
Кар`єр займається видобуванням кварцових пісків, які є основною сировиноюдля підприємств скляної промисловості. Вже в 2002 році завдяки впровадженнювідновлювальних робіт. Було на 300 % збільшено обсяги виробництва й реалізаціїкварцового піску. У 2003 році підприємство здійснило модернізацію виробництва.Нині частка продукції підприємства на ринку України становить 30 %.
Попернянський кар`єр постачає продукцію на склозаводиУкраїни, Білорусі, Молдови і продовжує розширувати коло поставок. З метоюефективного використання природних ресурсів Попернянський кар`єр веде розробкуродовища, сертифікувавши піски двох марок: ВС-050-1 і ВС-030-В.
Хімічний склад піску наведено в таблиці 5.1, агранулометричний склад представлено в таблиці 5.2.
В Чернігівській області знаходиться значна кількість родовищпіску, а саме нараховується 18 родовищ. Дані щодо кожного родовища представленів таблиці 5.3.
Таблиця 5.1. Хімічний склад піскуРечовина Склад піску марки ВС-030-В ВС-050-1
SO2%
Fe2O3 %
Аl7О3%
ТіО2%
СоО%
МgО%
99,18-99,6
0,014-0,024
0,044-0,052
0,025-0,044
Сліди
Сліди
99,18-99,6
0,03-0,044
0,044-0,12
0,045
0,07
0,05
Таблиця 5.2. Гранулометричний складСита, мм 1,00 0,63 0,40 0,315 0,20 0,16 0,10 0,063 0,05 />