Екологічні аспекти видобування піску на прикладі об`єктів Чернігівської області

Зміст

Вступ

1. Загальна характеристика будівельної промисловості

2. Скляна промисловість

2.1 Історія виробництва

2.2 Сировина

2.3 Класифікація та властивості піску

2.4 Пісок за видами видобування

2.5 Зерновий склад піску

2.6 Вміст домішок в піску

3. Основні аспекти добування піску

3.1 Видобуток природного піску

3.2 Збагачення і фракціонування піску

4. Проведення рекультивації порушених земель після видобування піску

5. Стан та перспективи видобування піску в Чернігівській області

Висновки

Список використаних джерел

Вступ

Актуальність: Капітальне будівництво є однією з найважливіших галузей господарства, що характеризує економічний потенціал держави. Підвищення ефективності будівництва передбачає, насамперед, широке використання прогресивних науково-технічних досягнень, скорочення витрат матеріальних, паливно-енергетичних та трудових ресурсів на виробництво будівельної продукції.

Вартість будівельних матеріалів у повному обсязі будівельно-монтажних робіт становить приблизно 50—65 %. Тому виробництво та використання ефективних і дешевих будівельних матеріалів є важливим державним завданням.

У наш час у будівництві використовують як традиційні матеріали (цеглу, цемент, деревину), так і сучасні (полімерні, скловолокнисті, азбестоцементні та ін.), які значно розширюють можливості будівельників. Україна багата на сировину, має широку виробничу базу для випуску найважливіших будівельних матеріалів. Сировиною для будівельних матеріалів можуть бути також промислові відходи, що накопичилися на промислових підприємствах України.

Будівельними матеріалами називають різні за складом, структурою, формою та властивостями речовини, застосовувані безпосередньо для будівництва споруд або для виготовлення з них збірних елементів на спеціалізованих підприємствах. Найпростіші будівельні матеріали — пісок, глина, деревина, природний камінь, гравій.

Будівельні вироби — це закінчені елементи, виготовлені з будівельних матеріалів (наприклад, цегляні й залізобетонні панелі, виготовлені з цементу, піску, щебеню, гравію, арматури).

Будівельна галузь має багато переваг, але також є і достатня кількість недоліків. Основний недолік – це забруднення 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`єктів Чернігівської області.

Основні завдання згідно поставленої мети наступні:

1) дати загальну характеристику будівельної промисловості;

2) проаналізувати основні аспекти скляної промисловості;

3) дати класифікацію піску;

4) розглянути основні аспекти добування піску;

5) охарактеризувати проведення рекультивації порушених земель після видобування піску;

6) проаналізувати стан та перспективи видобування піску в Чернігівській області.

Практичне значення роботи: Чернігівська область досить багата на корисні копалини, тут здійснюється видобуток будівельних та стекольних пісків. Отримані дані свідчать про небезпечність ситуації щодо стану піщаних кар`єрів. Потрібна більш досконала розробка програми щодо проведення рекультивації використаних піщаних кар'єрів.

1. Загальна характеристика будівельної промисловості

Промисловість будівельних матеріалів - важлива складова частина матеріально-технічної бази будівництва. Розвиток виробництва будівельних матеріалів значною мірою обумовлює і обсяги капітального будівництва та його прогрес. Галузь базується на значних місцевих сировинних ресурсах (кам'яні будівельні матеріали, вапняки, глини та ін.).

Виробництво будівельних матеріалів є однією з галузей важкої промисловості та найважливішою складовою частиною будівельного комплексу. Промисловість будівельних матеріалів має багатогалузевий характер. Вона об'єднує галузі добувної промисловості (природний камінь та нерудні матеріали); переробної промисловості (цементні вироби, збірний залізобетон та ін.); змішані підгалузі, які об'єднують добування та переробку сировини та матеріалів. Специфіку промисловості будівельних матеріалів визначає ще й така її особливість, як взаємозамінюваність продукції (11).

Основною продукцією промисловості будівельних матеріалів в Україні є швидкозастигаючий, декоративний та інші види цементу, великорозмірні хвилеподібні та плоскі азбестоцементні листи, азбестоцементні труби підвищеної напірності, кольорові керамічні плитки, керамічна сантехніка, теплозахисне, профільне та оздоблювальне скло, склоблоки, деталі з щільного та пористого силікатного бетону, тепло- і звукоізоляційні матеріали, полімерні будматеріали та ін.

Головні галузі виробництва будівельних матеріалів - цементна промисловість і виробництво будівельних конструкцій та деталей. Цементна промисловість - одна з найважливіших галузей промисловості будівельних матеріалів, підприємства якої виготовляють різні види цементу - "хліба" будівельної індустрії. Цемент - це тонкоподрібнений порошок штучної 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 виробів і конструкцій, для виготовлення будівельних розчинів. Промисловість будівельних конструкцій та деталей об'єднує підприємства по виробництву збірного залізобетону, будівельних металевих конструкцій та столярних виробів, котрі, як правило, тяжіють до великих промислових центрів та вузлів, населених пунктів із значним обсягом житлового та громадського будівництва. У будівництві також використовується продукція деяких інших галузей промисловості: скляної та фарфорово-фаянсової (віконне скло), хімічної промисловості (поліетиленова плівка). Будівельна база є однією з найбільш капіталоємких, диференційованих за рівнем елементів виробничою інфраструктурою, її вплив та визначення темпів, масштабів розміщення виробництва у багатьох випадках виявляється вирішальним. Вона об'єднує підрядні будівельні організації, монтажні, спеціалізовані організації, а також організації, котрі виконують роботи господарським способом. Розвиток будівельної індустрії залежить від обсягів та темпів розвитку ряду галузей промисловості, чорної металургії, машинобудування, енергетики, промисловості будівельних матеріалів, деревообробної промисловості та інших, що обумовлює складні міжгалузеві зв'язки капітального будівництва (4). Розміщення підприємств будівельних матеріалів та будівельної індустрії має свої особливості:

1) тяжіння до джерел сировини у зв'язку з низькою транспортабельністю сировини та її значними витратами при виробництві продукції (цементні, гіпсові, нерудні та інші підприємства);

2) тяжіння до районів споживання (заводи збірного залізобетону, розчинів та ін.).

Виробництво будівельних матеріалів об'єднує декілька тисяч підприємств, розташованих в усіх областях України. Так, центри виробництва продукції цементної і скляної промисловості, а також промисловості будівельної кераміки орієнтовані на сировинні райони.

Цементна промисловість особливо розвинена в Донецько-При-дніпровському економічному районі (Донецька область, Кривий Ріг та Дніпродзержинськ-Дніпропетровської області). В Південно-Західному. економічному регіоні виробництво цементу в основному зосереджено у Львівській та Рівненській областях. В цій промисловості створені такі нові центри - Балаклія (Харківська область), Кам'янець-Подільський (Хмельницька область), Ольшанське (Миколаївська область).

Якщо брати виробництво будівельної кераміки, то в Україні діють великі механізовані підприємства в Донецькій, Харківській, Львівській та Хмельницькій областях.

В Україні працюють 37 заводів скляної промисловості. Найпотужніші з них розташовані в містах Костянтинівці, Лисичанську, Львові, Херсоні, Керчі, Одесі, смт. Бучі (Київська область).

Заводи промисловості стінових матеріалів розташовані в таких містах:

• виробництво глиняної цегли - Ірпінь (Київська область), Запоріжжя, Полтава;

• виробництво силікатної цегли 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 (Хмельницька область).

Виробництва промисловості нерудних будівельних матеріалів

розташовані в багатьох районах країни. Основні з них знаходяться в Запоріжжі, Житомирі, Кривому Розі, Києві, Дніпропетровську, Донецьку, Гнивані, Коростені, Кременчуці, Хусті та ін.

Тепер перейдемо до питання основних показників. Тут мається на увазі сучасний стан галузі та прогнозні оцінки її розвитку.

Різкий спад інвестиційної діяльності негативно вплинув на роботу промисловості будівельних матеріалів і попит на її продукцію. За 1991-1997 рр. обсяг товарної продукції галузі скоротився 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 умовах економічної кризи поставило їх на межу розвалу. Підвищення цін на енергоносії і тарифів на вантажоперевезення, а також високий податковий тиск викликали зростання вартості продукції галузі та, як наслідок, спад конкурентоспроможності. Вирішення проблем галузі ускладнене надзвичайно низьким технічним рівнем багатьох її підприємств. Надмірний знос основних фондів призводить до аварійного стану багатьох цегельних і цементних заводах та інших підприємствах промисловості будівельних матеріалів, різкого зниження рівня використання потужностей, падіння престижності професії будівельника. На ринку стала неконкурентною продукція, що виробляється за старими технологіями і оснащенням. В першу чергу це стосується енергоємних будматеріалів: залізобетонна, керамічної цегли, цементу та інших матеріалів і конструкцій, якими зараз перенасичений ринок. Однією з найбільш енергоємних галузей промисловості будівельних матеріалів є цементне виробництво, де витрати на паливо і електроенергію складають майже половину собівартості його виробництва. У зв'язку з дефіцитом палива та ростом цін на енергоносії реконструкція цементної промисловості є однією з перпочергових (29). Попит існує на відносно дешеві нетрадиційні будівельні матеріали, які мають високі споживчі властивості (наприклад, вироби з пористих та ніздрюватих бетонів, матеріали із золошлакових відходів), підвищується він також на престижні і дорогі матеріали для індивідуального та офісного будівництва (черепиця, високоякісні керамічні, фаянсові, столярні вироби, опоряджувальні матеріали, предмети домовлаштування, а також системи автономного життєзабезпечення садиб та офісів, включаючи автономні системи опалення, кондиціювання, водопостачання і водовідведення). Потенційний попит на нетрадиційні та високоякісні матеріали зараз має тенденцію до зростання. Починаючи з 1996 року, прогнозується поступове нарощування обсягів виробництва будівельних матеріалів, конструкцій, деталей та предметів домовлаштування. Це пов'язано з пожвавленням інвестиційної та підрядної діяльності в країні, необхідністю структурної та технологічної перебудови практично всіх галузей національної економіки. До 2015 року товарну продукцію промисловості будівельних матеріалів прогнозується збільшити в порівнянні з 1997 роком у 3,3-3,4 рази, що на декілька пунктів вище за темпи зростання будівельно-монтажних робіт. Це пов'язано з необхідністю випереджального розвитку цієї галузі, підвищення технічного рівня її підприємств, якості продукції цієї інвестиційно забезпечуючої галузі. Нижчими темпами по відношенню до росту обсягів товарної продукції передбачається випуск конструкцій і виробів із залізобетону в зв'язку із заміною його на ефективні металоконструкції, що мають значно меншу ресурсомісткість та масу. Відбудуться також значні зміни в структурі стінових матеріалів. В загальному їх обсязі зросте питома вага виробів із легких, пористих та ніздрюватих, багатошарових ефективних панелей типу "сендвіч" та ін. Сировиною для багатьох будівельних матеріалів є корисні копалини. Нижче наведені деякі з них із зазначенням місцезнаходження (по СНД) (31):

• магнезит МgСО₃, родовища якого є в Челябінській (Чаткінське) та Оренбурзькій (Хаміровське) областях;

• доломіт СаСО₃, МgСО₃, - Донбас, Поволжя, Ленінградська область, Сибір, Кавказ;

• родовища бокситів знаходяться на Кольському півострові, на Уралі, в Сибіру, на Кавказі, в Донбасі;

• кварцовий пісок - родовища є у Московській, Ленінградській, Воронезькій, Донецькій, Волинській, Іркутській областях;

• кремній - Московська, Івановська, Донецька та Волинська області;

• польові шпати добувають в Карелії, Сибіру, Донецькій та Волинській областях;

• великі родовища вогнестійких глин - Латненське (Воронезька обл.), Часов'ярське (Донецька обл.), Боровицьке (Новгородська обл.), Белкінське, Богдановське та Бускульське (Скатеринбурзька обл.) та ін;

• кварцити добувають у Донбасі, на Уралі та в Житомирській області;

• силіманіт - на Уралі та в деяких регіонах України;

• з фосфатних руд на території України добуваються фосфорити - на Волино-Поділлі, Придністров'ї, Дніпровсько-Донецькій западині, Івано-Франківській обл. (Незвіське) та Сумській обл. (Кролевецьке);

• вогнестійкі глини концентруються на Донбасі (Часов'ярське, Новорайське) та Придніпров'ї (Поволзьке, П'ятихатське, Кіровоградське).

• бентонітові глини - Закарпатська, Львівська, Тернопільська, Донецька області та Крим;

• достатні запаси формувальних пісків алювіального та морського походження існують у Харківській, Донецькій, Запорізькій та інших областях.

Наша держава практично повністю забезпечена сировиною для виробництва будівельних матеріалів. Як цементна сировина використовуються карбонатні породи (вапняки, крейда, мергелі), гіпси та глини, котрі зустрічаються практично на всій території України, але найбільше - 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). Розвідані запаси кварцових пісків становлять 220 млрд. тонн і сконцентровані у 24 районах. Окрім сировини, яку потрібно обробляти, в Україні знаходяться дуже багаті поклади будівельного каміння (близько 8 млрд. м³ розвіданих запасів) та якісного облицювального (понад 280 мли. м³).

2. Скляна промисловість

Скляна́ промисло́вість (стара назва — гутництво), галузь промисловості, що виробляє будівельно-технічне (віконне скло, скляні блоки й труби), тарне (пляшки, консервну й парфюмерну скляну тару тощо), хімічно-лабораторне та приладо-будівельне, господарсько-побутове (посуд, дзеркала тощо), електротехнічне і вакуумне, медичне, оптичне й ін. види скла, скловолокно, мист. вироби зі скла і кришталю, до сер. 19 ст. скло вироблялося на невеличких гутах; тепер скло відіграє щораз більше значення в будівництві й в ін. ділянках промисловості, і тому збільшується його продукція й асортимент виробів (17).

2.1 Історія виробництва

Антична доба

Вже за античної доби на укр. землі імпортовано скляні прикраси, 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 скляної промисловості з 3 — 4 ст. виявлено при розкопах у Комарові. Перший розквіт скляної промисловості в Україні припадає на 11 — 13 ст., коли виробництво скла, зокрема скляних прикрас набрало масового характеру: скловиробні в Києві (б. Десятинної церкви 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 і кварцовий пісок; замість колишніх ремісничих майстерень, з'являються невеликі підприємства мануфактурного типу — гути (скляні зав.). Найдавніші відомості про гути 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 на Слобожанщині (з кін. 17 ст.). Під кінець 17 ст. на Лівобережжі працювало близько 25 гут. Їх будували здебільша промисловці-гутники і майстрі-орендарі (що творили 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 до Московщини, Білорусі, Польщі та Прибалтики. Скляна промисловість, у формі гут, найбільше поширюється у 18 ст., зокрема на Чернігівщині; загалом на Лівобережній Україні у 18 ст., в різні часи, працювало близько 100 гут (майже всі на території Стародубського й Ніженського полків). У другій половині 18 ст. виникають тут і більші скляні зав. — мануфактури, які належали великим землевласникам (графи К. Розумовський, П. Рум'янцев-Задунайський, П. Завадовський та ін.). Найрізноманітніші вироби цих зав. (зокрема кришталеве скло 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 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 промисловості на капіталістичних основах. Загальна частка заводів зменшується, але пересічні 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 Правобережної 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; найбільші 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 скляної 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 іншими 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, складені 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, слюдисті і інші. 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, є 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 і 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