Добыча ПГС: Технология обводнённой разработки карьеров

Гидромеханизированный способ добычи ПГС позволяет добиться снижения стоимости строительства объектов, сокращения издержек на логистику и трудовые затраты, а также способствует исполнению природоохранных и ресурсосберегающих технологий.

Современные методы добычи песчано-гравийной смеси (ПГС) требуют использования крайне широкого спектра специальной техники вследствие необходимости применения рентабельных и механизированных производственных процессов при различных, а зачастую сложных, горногеологических условиях и ввиду отсутствия универсального метода вскрышных работ.

Песчано-гравийная смесь — один из наиболее востребованных на сегодняшний день нерудных материалов в области дорожного хозяйства, строительства объектов инфраструктуры и МКД, ландшафтного проектирования и благоустройства территорий, а так-же в ряде других значимых отраслей. Темпы роста рынка нерудных материалов, по данным Росстата, составляют около 10% в год.

Смесь песка и гравия получают путём разработки сухих карьеров, дна водоёмов и русел рек. В силу требований к составу и качеству ПГС, предъявляемых со стороны нормативных документов РФ и ГОСТов, процедуру добычи зачастую сопровождает последующая об-работка (обогащение) материалов.

По критерию процента содержания крупных компонентов фракции в ПГС, согласно ГОСТу, различают несколько групп ПГС и ОПГС: 15…25%; 25…35%; 35…50%; 50…65%; 65…75%.

На сегодняшний день существует два основных метода добычи ПГС по виду работ: открытый; закрытый. К открытому методу относят вскрышные работы в карьерах с использованием экскаваторов, выемочно-погрузного, дробильно-сортировочного оборудования, самосвалов и т. д.

Достаточно простой и надёжный способ требует строго установленного порядка выполнения горно-подготовительных, вскрышных и добыточных работ в пределах карьера и должен обеспечить плановую и безопасную разработку месторождения, выполнение требований по охране окружающей среды и восстановлению земель, нарушенных в ходе выработки.

Всё вышеуказанное дополняется издержками на обработку ПГС. Не менее важным является логистический компонент в рамках проекта — расширение фронта разработки карьера ведёт к увеличению транспортного плеча.

В немалой степени по этой причине отмечается рост количества разведанных и освоенных месторождений и вместе с тем снижение объёмов добычи: в конце концов каждый сухой карьер становится убыточным для исполнителя по техническому заданию его разработки.

Закрытый метод добычи ПГС — гидромеханизированный — основан на физических свойствах водного потока и сводится к извлечению требуемого материала со дна водоёмов, обводнённых карьеров и русел рек. Подобный подход менее распространён на территории РФ, так как требует применения специализированной техники и высокой квалификации рабочего персонала. Однако при этом является более рентабельным и эффективным — песок, добываемый со дна водоёмов, далеко не всегда требует дополнительной обработки и соответствует большинству ГОСТов, включая ГОСТ 8736-93.

Гидромеханизация — технологически простая и дешёвая процедура намыва песка, позволяющая осуществлять комплексные и непрерывные работы с возможностью транспортировки смеси на внушительные расстояния. Для вскрышных работ обводнённых карьеров и водоёмов применяют землесосные снаряды — несамоходные судна технического флота, главным агрегатом которых является грунтовый насос.

Область применения земснарядов распространяется на широкий спектр отраслей, где востребован технологический подход к укладке грунта обводненным способом.

Среди главных задач, выполняемых земснарядами, можно выделить следующие:

• добыча нерудных материалов (песок, глина, сапропель, ил и т. д.);
• очистка водоёмов;
• дноуглубительные работы;
• намыв территорий.

Мощные по производительности землесосы позволяют поднимать со дна и пропускать через проточную часть большие объёмы пульпы (смесь песка и воды). Также широкое применение гидромеханизированный способ получил в сфере разработки россыпных месторождений (золотой промышленности).

В годы СССР гидромеханизации уделялось большое внимание. Типовые проекты советских земснарядов лежат в основе подавляющего большинства производимых в наши дни моделей заводов, расположенных на территории Российской Федерации. К наиболее крупным из них относятся (в порядке убывания объёмов производства по открытым данным Росстата в период 2007-2018 гг.):

• ООО НПО «Земснаряд» (г. Санкт-Петербург);
• АО «Цимлянский судомеханический завод» (Ростовская обл.);
• ООО НПК «СпецГидроМаш» (г. Ярославль);
• ООО «Октябрьский ССРЗ» (г. Нижний Новгород);
• ООО «Гидротехника» (г. Санкт-Петербург);
• АО «Уральский гидромеханический завод» (Челябинская обл.);
• ООО «Ладожский транспортный завод» (Ленинградская обл.);
• ООО «Спецфлот» (г. Москва);— ООО НПО «Гольфстрим» (г. Мо-сква);
• ООО «Челябинский Завод Специальных машин» (г. Челябинск).

Кроме того, в последние годы на российском рынке активно заявляют о себе иностранные производители земснарядов (драгов) в основном итальянского производства, такие  как DRAGFLOW S.R.L. (Италия) и «Italdraghe» (Италия).

Производительность всех без исключения базовых современных моделей земснарядов отечественного производства лежит в пределах от 150 до 3000 м3 по пульпе (в перерасчёте на производительность по грунту — 10-40% от пульпы).

Это обусловлено конструктивными особенностями, а именно существующей на сегодняшний день линейкой грунтовых насосов.

Основными производителями насосов типов ГРА (ГрАТ), ГР (ГРТ), ГРУ (ГрАУ) и других модификаций уже долгое время являются ОАО «Бобруйский машиностроительный завод» и ООО БЛМЗ, г. Баймак.

Поставку насосов производства АО ГСМ «Ливгидромаш» на территории РФ осуществляет ряд торговых домов, расположенных в Москве и Сибири.

Конструктивно земснаряд представляет из себя главный агрегат — грунтовый насос, редуктор, дизельный (электрический) двигатель — установленный на плавбазу трюмного или палубного исполнения, перемещение которой осуществляется якорно-тросовым, свайным и реже самоходным способами. Отдельные проекты земснарядов выходят за рамки типовых и исполняются под конкретные задачи, как это было, к примеру, в СССР при создании на Волгоградском судостроительном заводе в 1950 г. земснарядов типа 1000-80 для строительства крупнейших гидроузлов на Волге.

Земснаряды классифицируют по следующим признакам:

• по типу привода — дизельные, электрические и дизель-электрические;
• по типу грунтового насоса;
• по типу грунтозаборного устройства — со свободным всасыванием, с гидрорыхлителем, с фрезой, со шнеком;
• по производительности — малой, средней, большой производительности.В вопросе выбора земснаряда следует опираться на строгое соответствие основных параметров технического задания или проекта характеристикам требуемой спецтехники.

Важно учитывать вид грунта, требуемую глубину разработки, необходимую дальность транспортировки пульпы, а также тип привода  — электрический или дизельный. К примеру, для очистки водоёмов потребуется земснаряд малой производительности, добыча ПГС потребует более высокого объёма остаточного показателя по грунту.

В настоящее время нишу рынка по производству и поставке землесосных снарядов нельзя назвать однородной.

Ценовой разброс по соответствующим категориям спецтехники достаточно высок, а зачастую и вовсе завышен.

В связи с этим приобретать довольно дорогую, а также требующую квалифицированного подхода к обслуживанию спецтехнику рекомендуется напрямую у заводов-изготовителей. Производители не только помогут определиться с необходимыми параметрами и комплектацией земснарядов, большинство из них проведут комплексную работу по пуско-наладке и обучению персонала непосредственно в месте проведения работ.

Текст: Сергей Калинин, заместитель директора по маркетингу и рекламе ООО НПК «СпецГидроМаш»

Фото: ООО НПК «СпецГидроМаш»