Frac sand: Come viene estratto?

Fasi di una tipica operazione di estrazione di sabbia frac

Questa fotografia aerea è numerata nell’ordine in cui si verificano le fasi, dall’inizio alla fine. Ogni passo è descritto di seguito. Mentre le singole operazioni di miniera possono gestire vari passaggi in modo leggermente diverso, l’ordine di base rimane lo stesso.

Rimuovi vegetazione

Prima che si verifichi l’estrazione, tutta la vegetazione deve essere rimossa da un’area.

Rimuovere terriccio e strati di roccia indesiderati

Per raggiungere l’arenaria bersaglio, terreno sovrastante e strati di roccia indesiderati devono essere rimossi. Questi materiali sono spesso stoccati separatamente sul sito per l’uso durante la bonifica delle miniere (passaggio 10).

Esporre la parte superiore dell’arenaria, posizionare cariche esplosive

A differenza della sabbia da spiaggia sciolta, l’arenaria estratta per la sabbia frac è cementata insieme come roccia. A seconda di quanto sia dura la roccia, potrebbe essere necessario posizionare cariche esplosive in fori praticati vicino al bordo della parete della miniera per rompere l’arenaria in pezzi più piccoli.

Scavare arenaria

Le attrezzature di scavo come terne e caricatori frontali vengono utilizzate per raccogliere l’arenaria vicino alla parete della fossa della miniera.

Frantumare pezzi di arenaria

I camion trasportano carichi di arenaria dalla fossa della miniera a un frantoio che rompe i pezzi di arenaria in singoli granelli di sabbia. I grani che sono troppo grandi per essere utilizzati come sabbia frac vengono separati e venduti come prodotto di sabbia industriale alternativo o aggiunti al mucchio di bonifica (fase 10). La sabbia rimanente viene quindi mescolata con acqua e convogliata alla rondella (passaggio 6).

Lavare sabbia

I granelli di sabbia vengono lavati per rimuovere eventuali particelle di limo e argilla indesiderate. L’acqua di lavaggio viene quindi pompata in una vicina vasca di decantazione dove vengono aggiunti flocculanti (poliacrilammidi) per rimuovere le particelle sospese. Queste particelle, insieme alla sabbia troppo fine per la fratturazione idraulica, costituiscono circa il 20-30% del peso totale dell’arenaria grezza. Mentre le particelle fini di limo e argilla sono comunemente utilizzate per la bonifica delle miniere (fase 10), la sabbia troppo fine può essere venduta come sabbia industriale.

A causa della spesa e dello sforzo di utilizzare vasche di decantazione e stagni, alcuni siti (tra cui la miniera qui mostrata) ora utilizzano presse a nastro per spremere l’acqua dal sedimento flocculato. Oltre ad essere più veloce, questo sistema ricicla più acqua e richiede meno acqua per il lavaggio e la lavorazione della sabbia.

Scorta di sabbia per l’essiccazione, la cernita e la spedizione finale

La sabbia pulita viene accumulata fino a quando non può essere caricata nei camion per lo smistamento finale e l’essiccazione fuori sede. (Alcune miniere ordinano e asciugano la sabbia in loco piuttosto che inviarla.) Poiché la sabbia contiene ancora umidità quando è stoccata, piastrelle di scarico sotto l’acqua canale pali ad uno stagno processo-acqua foderato. Questa acqua viene riutilizzata per lavare e trasportare la sabbia (passaggi 5 e 6).

Un passo importante nella lavorazione della sabbia frac, che avviene fuori sede per questa operazione, comporta l’essiccazione e lo smistamento della sabbia in intervalli di granulometria per soddisfare le esigenze del settore. La sabbia viene quindi spedita fuori dallo stato per ferrovia o chiatta.

Lasciare che il materiale di scarto si depositi fuori dall’acqua

Il materiale di scarto (limo e argilla) dal processo di lavaggio viene spostato negli stagni di contenimento per consentire al materiale di depositarsi fuori dall’acqua. L’acqua viene riutilizzata per lavare e trasportare la sabbia (passaggi 5 e 6).

Materiale di scarto secco

Qui viene spostato il fango proveniente dai bacini di sedimentazione per consentire al materiale di defluire per un ultimo periodo prima di aggiungerlo al mucchio di bonifica.

Riempimento roccia indesiderata e materiale fine (bonifica miniera)

Durante la bonifica, la fossa estratta viene riempita con un mix di roccia indesiderata (dal punto 2) e materiali di scarto (dai punti 5, 6 e 9). Mentre il muro della miniera viene scavato, l’area dietro di esso viene continuamente riempita. La nuova superficie sarà infine classificata, coperta con terriccio stoccato (dal punto 2) e ripiantata in conformità con il piano di bonifica approvato.