Frac Sand: Wie wird er abgebaut?
Schritte eines typischen Frac-Sandabbaus
Diese Luftaufnahme ist in der Reihenfolge nummeriert, in der die Schritte von Anfang bis Ende auftreten. Jeder Schritt wird unten beschrieben. Während einzelne Minenbetriebe verschiedene Schritte leicht unterschiedlich handhaben können, bleibt die Grundreihenfolge gleich.
Bild mit freundlicher Genehmigung von Superior Silica Sands.
Vegetation entfernen
Bevor Bergbau betrieben werden kann, muss die gesamte Vegetation aus einem Gebiet entfernt werden.
Mutterboden und unerwünschte Gesteinsschichten entfernen
Um den Zielsandstein zu erreichen, müssen darüber liegender Boden und unerwünschte Gesteinsschichten entfernt werden. Diese Materialien werden häufig separat auf dem Gelände gelagert, um sie während der Minenrekultivierung zu verwenden (Schritt 10).
Auf Sandstein legen, Sprengladungen platzieren
Im Gegensatz zu losem Strandsand wird der für Frac-Sand abgebaute Sandstein als Gestein zementiert. Je nachdem, wie hart das Gestein ist, müssen möglicherweise Sprengladungen in Löcher gelegt werden, die nahe dem Rand der Minenwand gebohrt wurden, um den Sandstein in kleinere Stücke zu brechen.
Sandstein ausheben
Aushubgeräte wie Bagger und Frontlader werden verwendet, um Sandstein aus der Nähe der Grubenwand zu schöpfen.
Crush Sandstein Brocken
LKW schleppen Lasten von Sandstein aus der Grube zu einem Brecher, der die Sandstein Brocken in einzelne Sandkörner bricht. Körner, die für die Verwendung als Frac-Sand zu groß sind, werden abgetrennt und entweder als alternatives industrielles Sandprodukt verkauft oder dem Rückgewinnungsstapel hinzugefügt (Schritt 10). Der restliche Sand wird dann mit Wasser gemischt und zur Waschmaschine geleitet (Schritt 6).
Sand waschen
Sandkörner werden gewaschen, um unerwünschte Schlamm- und Tonpartikel zu entfernen. Waschwasser wird dann zu einem nahe gelegenen Absetzbecken gepumpt, wo Flockungsmittel (Polyacrylamide) hinzugefügt werden, um Schwebeteilchen zu entfernen. Diese Partikel machen zusammen mit Sand, der für hydraulisches Brechen zu fein ist, etwa 20-30% des Gesamtgewichts des rohen Sandsteins aus. Während die feinen Schlick- und Tonpartikel üblicherweise für die Minenrückgewinnung verwendet werden (Schritt 10), kann zu feiner Sand als Industriesand verkauft werden.
Aufgrund der Kosten und des Aufwands bei der Verwendung von Absetzbecken und Teichen verwenden einige Standorte (einschließlich der hier gezeigten Mine) jetzt Bandpressen, um Wasser aus dem ausgeflockten Sediment zu pressen. Dieses System ist nicht nur schneller, sondern recycelt auch mehr Wasser und benötigt weniger Wasser zum Waschen und Verarbeiten des Sandes.
Haldensand zum Trocknen, Sortieren und endgültigen Versand
Sauberer Sand wird gelagert, bis er zur endgültigen Sortierung und Trocknung außerhalb des Standorts in Lastwagen verladen werden kann. (Einige Minen sortieren und trocknen Sand vor Ort, anstatt ihn auszusenden.) Da der Sand noch Feuchtigkeit enthält, wenn er gelagert wird, lassen Sie die Fliesen unter den Pfählen ab und leiten Sie das Wasser in einen ausgekleideten Prozesswasserteich. Dieses Wasser wird wiederverwendet, um Sand zu waschen und zu transportieren (Schritte 5 und 6).
Ein wichtiger Schritt bei der Verarbeitung von Frac-Sand, der für diesen Vorgang außerhalb des Standorts erfolgt, ist das Trocknen und Sortieren des Sandes in Korngrößenbereiche, um die Anforderungen der Industrie zu erfüllen. Der Sand wird dann per Bahn oder Lastkahn aus dem Staat verschifft.
Ausschussmaterial aus dem Wasser absetzen lassen
Ausschussmaterial (Schlick und Ton) aus dem Waschprozess wird in Auffangbecken verbracht, damit sich das Material aus dem Wasser absetzen kann. Das Wasser wird wiederverwendet, um Sand zu waschen und zu transportieren (Schritte 5 und 6).
Trockenes Ausschussmaterial
Schlamm aus den Absetzbecken wird hierher bewegt, damit das Material ein letztes Mal abfließen kann, bevor es dem Rückgewinnungsstapel hinzugefügt wird.
Unerwünschtes Gestein und Feinmaterial verfüllen (Minenrekultivierung)
Während der Rekultivierung wird die abgebaute Grube mit einer Mischung aus unerwünschtem Gestein (aus Schritt 2) und Ausschussmaterial (aus den Schritten 5, 6 und 9) verfüllt. Während die Grubenwand ausgehoben wird, wird der Bereich dahinter kontinuierlich verfüllt. Die neue Oberfläche wird schließlich abgestuft, mit bevorratetem Mutterboden (ab Schritt 2) bedeckt und gemäß dem genehmigten Rückgewinnungsplan neu bepflanzt.