Дипломная работа: Екологічні аспекти видобування піску на прикладі об`єктів Чернігівської області
Новітня доба
На початку 19 ст. в Україні було близько 40 гут, в яких працювало близько 1 000 робітників; їх було найбільше на Правобережжі, особливо на Волині, де було ще чимало деревного палива. Пересічно працювало на гуті 15 робітників. З середини 19 ст. стара гутницька промисловість занепадає. Але вже у другій половоні 19 ст. відбувається процес концентрації скляної промисловост на капіталістичних основах. Загальна частка заводів зменшується, але пересічн розміри їх і продукція зростають: 1883 30 скляних зав. Правобережжя, на яких працювало 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 було 17 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 виникати великі скляні зав. на Донбасі, які працювали на мінеральному паливі (у Лисичанському й Константинівці). 1913 Донбас давав уже 2/3 продукції укр. скла. Кількість зав. в Україні 1913 була близько 40 (зокрема на Донбасі — 10, на Волині — 15). Загальна продукція українського скла становила 6,7 млн т.
Після занепаду під час революції С. п. почала відроджуватися у 1920-их pоках. За офіційними даними 1928 — 29, на території Правобережно України діяли 14 скляних зав. з 5 398 робітниками, вартість продукції — 9,1 млн карб. Згодом С. п. двічі реконструйовано (у 1930-их і по другій світовій війні), модернізовано і створено нові зав. та нові види продукції; виробництво сконцентровано 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 насамперед різнозернисті кварцові піски, які повинні містити в собі не менше 85 — 90% кремнозему. Загальні запаси скляних пісків в УРСР (всіх категорій) близько 110 млн. т. Вони розміщені головним чином на Донбасі й у лісовій смузі; найбільш родовища: Авдіївське (Донецька область), Новоселівське (Харківська), Рокитянське (Рівненська), Глібівське (Чернігівська), Львівське. Щорічний видобуток скляних пісків в Україні понад 2 млн. т; частину його експортують за межі України. Україна має також ін. високовартісну сировину для скляно промисловості: соду, крейду, гіпс, поташ та ін.
Пісок (рос. пески, англ. sands, нім. Sande m pl) — осадова гірська порода і штучний матеріал, що складається із зерен гірських порід. Дуже часто складається з майже чистого мінералу кварцу (речовина — діоксид кремнію) [31].
Дрібноуламкові пухкі осадові гірські породи, що складаються з уламків різних мінералів або гірських порід величиною від 0,05 до 2(3) мм (за ншими 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—0,1 мм), 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, що складаються із зерен головним чином одного мінералу, олігоміктні, складен зернами 2—3 мінералів з переважанням одного, і поліміктні, що складаються із зерен мінералів і гірських порід різного складу. Частіше за все зустрічаються піски кварцові, аркозові (кварц-полевошпатові), глауконіт-кварцові, слюдист нші. Домішки — слюда, карбонати, ґіпс, магнетит, ільменіт, циркон і інші.
Зерна піску за формою округлі, округло-кутасті і кутасті, за ступенем 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, продуктом 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 добре відсортований, однорідний. Пісок кварцовий характерний для платформних районів. Утворюється як в умовах жаркого вологого клімату за рахунок перевідкладення продуктів глибокого хімічного вивітрювання материнських порід, так безвідносно до клімату при тривалому перевідкладенні піщаного матеріалу або при формуванні 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 для виготовлення 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. standard sand, нім. Standardsand m) — фракція або суміш фракцій піску кварцового, що вміщує округлі зерна з нормованим зерновим та хімічним складом. Призначається для випробування цементу.
2.3 Класифікація та властивості піску
Піски класифікують за такими ознаками:
- густиною;
- походженням та видом;
- зерновим складом;
- вмістом пилоподібних і глинистих часток, в тому числі глини у грудках;
- вмістом органічних домішок;
- характером форми зерен;
- вмістом шкідливих домішок і сполук;
- міцністю;
- порожнистістю;
- питомою поверхнею;
- стабільністю фізико-механічних властивостей.
В таблиці 2.1 наведена класифікація пісків у залежності від густини.
Таблиця 2.1 Класифікація пісків у залежності від густини
| Клас 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 числ з порід, що попутно видобувають, та відходів збагачення), із відходів промисловості та штучні (що спеціально виготовляють) [21].
В залежності від походження щільні піски підрозділяють на види, що наведені в таблиці 2.2, пористі — в таблиці 2.3.
Таблиця 2.2 Класифікація піску в залежності від походження щільних пісків
| Походження 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 нших 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 пісків
| Походження 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 пісок SiO2 валентність (IV). Пісок — тугоплавка речовина t = 1728°C, у воді не розчиняється.
2.4 Пісок за видами видобування
За видами видобутку пісок розділяється на кар'єрний річковий
Кар'єрний пісок добувається в кар'єрах. У кар'єрному піску можуть зустрічатися камені і глина. Тому що в кар'єрному піску звичайно багато каменів він уже не йде ні на що крім посипання під фундамент або під дороги, у цьому випадку він сіяється.
По виду обробки після видобутку пісок поділяється на сіяний намивний.
Намивний або митий пісок - це пісок промитий великою кількістю води, з намивного або митого піску вимивається глина і пилоподібн частки. У намивному піску залишаються тільки дуже дрібні фракції (у середньому 0,6 мм.) Застосовують намивний пісок для штукатурки й інших робіт, де небажана присутність глини [10].
Сіяний пісок - це просіяний пісок, очищений від каменів і великих фракцій.
Кварцовий формувальний пісок - пісок молочного кольору з високим змістом кварцу, добувається в кар'єрах. Використовується для виготовлення ливарних форм для виробництва металовиробів.
Будівельний пісок - це пісок застосовуваний у будівництві - у штукатурці або кладці.
Основний обсяг інертних будівельних матеріалів, застосовуваних у будівництві, складає пісок кар'єрний для виробництва будівельних робіт. Кар'єрні будівельні піски по способі видобутку і по своїх якісно-технічних характеристиках поділяються на наступні основні категорії:
Пісок кар'єрний ( будівельний ) - добувається відкритим способом у кар'єрах Калузької області. ДСТ № 8736-93. Будівельні кар'єрні піски використовується в дорожнім і житловому будівництві для зворотного засипання. Як правило, кар'єрний будівельний пісок не відрізняється високою якістю, по модул крупності звичайно дрібнозернистий (1,6-2), з коефіцієнтом фільтрації до 3-х метрів і високим змістом пилуватих (алевритових) і глинистих часток. Низька вартість піску кар'єрного визначає його широке застосування в роботах нульового циклу, при зведенні доріг і ін. Хоча пісок кар'єрний будівельний, що добувається на деяких родовищах ( Колонтаевсое й ін.) відрізняється високими технічними характеристиками, що наближає його по споживчих властивостях до піску кар'єрному намивному. По класифікації кар'єрний будівельний пісок відповідає Класові ІІ (дрібний і середній)
Широка географія видобутку будівельного кар'єрного піску ( кар'єри ) дозволяє запропонувати нашим замовникам матеріал, що відповідає усім вимогам, пропонованим до кар'єрного піску, і за оптимальною ціною, з найменшими витратами по доставці матеріалу.
Пісок кар'єрний намивний - добувається гідромеханізованим способом у кар'єрах Калузької області. Широко використовується для бетонного виробництва, у житловому і дорожнім будівництві. По своїх основних характеристиках намивний кар'єрний пісок відповідає Класові І (середнім великий) з модулем крупності від 1.8 до 2.5, високим коефіцієнтом фільтрац (від 3-х метрів) і низьким вмістом пилуватих (алевритових) і глинистих часток. Кар'єрний пісок будівельний відповідає основним вимогам, пропонованим будівельними організаціями для виробництва усіх видів будівельних робіт [31].
За розмірами переважних часток (більш50 %) виділяються піски дрібнозернисті (0,1-0,25 мм), середньозернисті (0, 25-0,50 мм), грубозернист (0,5-1,0 мм) і іноді грубозернисті (1-2 мм). При збільшеному змісті пилуватих (алевритових) часток, цей пісок носить аналогічна назва. При змісті глинистих часток - глинисті піски.
Пісок кар'єрний може складатися з округлих (окатаних) кутастих зерен. Зцементовані піски називаються піщинами, разом з якими вони відносяться до псаммитам. Фарбування піску залежить як від кольору мінералів, так і від характеру плівки ("сорочки"), звичайно залозистої, що облягає окремі піщини (жовті, бурі, червоні). Пісок має значну пористість (20-40%) і гарною проникністю. Унаслідок того, що вони можуть насичуватися водою (водонасичені піски часто мають велику рухливість - пливуни).
Питома вага пісків залежить від їхнього мінералогічного складу 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. Крім цього, у ньому можуть бути присутнім рідкі (акцесорні) мінерали. Такі як золото, платина, алмаз, сапфір, рубін, і багато хто інші. Частина цих речовин нерідко витягається як корисні копалини.
Призначення кар`єрного піску:
- будівництво доріг;
- будівництво будинків споруджень;
- виробництво залізобетонних конструкцій;
- виробництво сухих будівельних сумішей;
- використовується комунальному господарстві;
- використовується в сільському господарстві;
У природних заляганні пісок звичайно є гарною підставою фундаментів споруджень. Розрахункові опори піщаних ґрунтів приймаються в 1-5 кг/см2 і для кожного конкретного випадку визначаються нормами будівельного проектування в залежності від щільності піску, його вологост гранулометричного складу, а також від роду і призначення спорудження. Пісок кар'єрний легко розмивається струменем води і може транспортуватися в потоці. Цією властивістю користуються для видобутку піску, а також для зведення земляних споруджень гідравлічним способом [20].
Цю популярна порода, що широко використовують у будівництві й у 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 до нього пред'являються визначені вимоги у відношенні зернового складу, змісту глинистих і пилуватих часток.
