Условия применения гидравлического способа разработки
Гидравлический способ разработки является первым механизированным способом, при котором удалось добиться высокой производительности труда и низкой себестоимости добычи песков.
Гидравлический способ выгоднее применять для разработки россыпей с ограниченным притоком подземных и поверхностных вод. С увеличением притока разработка усложняется, а себестоимость добычи повышается. Наиболее водоносные россыпи разрабатывать гидравлическим способом нецелесообразно. Лучше применять его для разработки террасовых, увальных, верховых и ключевых россыпей. Затраты на осушение этих россыпей малы, кроме того, возможно применить вскрытие выносной канавой, при котором расходы на перемещение размытых пород к промывной установке незначительны. Для разработки пойменных россыпей небольшой или средней водоносности гидравлический способ целесообразно использовать на отдельных небольших площадях с малыми запасами или когда на приисках имеется дешевая электроэнергия и нет оборудования для применения более выгодного способа. Себестоимость добычи при разработке пойменных россыпей увеличивается вследствие увеличения стоимости осушения и транспортирования, но сохраняются основные преимущества этого способа: небольшие капиталовложения и простота оборудования.
Для успешного применения гидравлического способа разработки необходимо, чтобы вблизи россыпи имелся водный источник, обеспечивающий непрерывную подачу значительного количества воды.
Запасы россыпей, которые можно разрабатывать гидравлическим способом, изменяются в широких пределах. Срок существования разреза от 2 до 20 лет. Эти сроки зависят от капиталовложений, необходимых для разработки россыпи и наличия разведанных запасов вблизи прииска. Так, при наличии источника дешевой электроэнергии на россыпи, жилого поселка и ремонтных мастерских, а также близко расположенных дополнительных разведанных площадей допускается срок существования гидравлического разреза до 2 лет. Если необходимо строить линию электропередачи значительной протяженности и поселок, то следует выдерживать сроки существования разреза при искусственном напоре не менее 10—12 лет. На гидравлических разработках с естественным напором значительные средства вкладываются на сооружение водозаводной канавы, поэтому при небольших водозаводных канавах сроки существования следует принимать не менее 7 лет, а при водозаводных канавах большой длины и необходимости строить жилой поселок эти сроки надо увеличивать до 10—15 лет.
Глубина россыпей, разрабатываемых гидравлическим способом, различная. Верховые, террасовые и ключевые россыпи разрабатывают небольшими разрезами с искусственным напором при высоте забоя 1—1,5 м. Чаще глубина россыпей на гидравлических разрезах составляет 4—12 м, а на некоторых разрезах увеличивается до 25 м.
Уклоны плотика значительно влияют на производительность оборудования и удельный расход воды. Наиболее низкие удельные расходы воды достигаются при уклонах плотика более 0,02—0,03. На россыпях с меньшими уклонами удельный расход воды увеличивается, поэтому при уклонах меньше 0,001 нужно иметь более высокое бортовое содержание металла.
Крепость пород оказывает большое влияние на удельный расход воды, однако, применяя рыхление, можно успешно вести размыв пород IV—V категории. Значительно больше влияет на себестоимость каменистость и валунистость россыпи. Так, при разработке очень валунистых россыпей себестоимость добычи в 2—3 раза выше средней. Поэтому с повышением валунистости необходимо повышать бортовое содержание металла. Наличие вечной мерзлоты усложняет технологию гидравлической добычи, но при слоевом размыве по мере оттайки пород себестоимость добычи увеличивается немного, что является важной особенностью гидравлического способа разработки.
Объем работ по зачистке плотика и потери песков, а следовательно и металла, зависят от ровности поверхности и трещиноватости плотика. При ровном и нетрещиноватом плотике применение гидравлического способа разработки облегчается, а расходы снижаются. В этом случае можно отработать россыпь без потерь песков в горных выработках. Россыпи с трещиноватым плотиком можно отрабатывать с небольшими потерями металла, применяя способ размыва с недомывом, при котором, однако, затраты на разработку несколько увеличиваются. Если россыпи имеют глубокие западения, то потери песков в них неизбежны. Однако при правильном ведении работ потери будут меньше, чем они могли бы быть при отработке той же россыпи драгой, поскольку поверхность плотика обнажена и зачищать западения можно более тщательно.
Во время отбойки и выгонки песков напорной струей, а также при перемещении их землесосами и водоструйными насосами удается достигнуть наилучшего размыва вязких частиц глинистых песков. Поэтому на гидравлических разработках упрощается и удешевляется обогащение глинистых песков, что является одним из основных преимуществ данного способа.
Для гидравлических разработок не требуется сложного оборудования, крупных ремонтных мастерских и рабочих, оплачиваемых по высшим тарифным ставкам. При наличии на местах дешевой электроэнергии на строительство гидравлических разрезов необходимы значительно меньшие капиталовложения, чем при дражном и других способах разработки. Однако область применения этого способа строго ограничена.
На гидравлических разрезах приходится проводить много различных работ и на достижение высоких общих показателей большое Влияние оказывает умелое техническое руководство по взаимной увязке этих работ и по успешному внедрению комплексной механизации.
Источник
Внимание гидромеханизации золотодобычных работ
От редакции журнала «Золотодобыча»: На россыпях гидромеханизацию начали применять в 19 веке в Калифорнии, России, Новой Зеландии. При отсутствии горной техники и электроэнерии разработка золотоносных россыпей осуществлялась по следующей схеме. Необходимый напор воды создавался вследствие разности отметок места забора воды и места ее выхода из насадки. Размытые пески самотеком поступали по сплоткам (деревянным желобам) на шлюзы, где производились промывка и улавливание золота. Отработка россыпей таким способом обходилась без бульдозеров, экскаваторов, электроэнергии и насосов, однако была возможна только там, где имелись естественные уклоны, достаточные для создания необходимого напора воды и транспортировки пульпы самотеком. С развитием техники область применения гидромеханизации на россыпях сократилась, гидромониторы и гидроэлеваторы используются в основном в составе гидровашгердных промывочных приборов типа ПГШ. Однако при дальнейшем росте цен на технику и солярку интерес к гидромеханизации может возрасти.
Новое — это хорошо забытое старое
Советская золотопромышленность, № 5, 1935 г.
В золотопромышленности гидравлический способ разработки россыпей особенно широко был развит в 1928–1932 гг. За последние годы (1932–1935) темпы внедрения этого способа в практику золотодобычи значительно снизились.
Необходимо отметить, что гидромеханизация земляных работ начинает широко прививаться в других областях промышленности: ряд крупнейших строек Союза (Днепрострой, Невдубстрой, Строительство канала Волга — Москва и т.п.), а также торфяная промышленность с успехом применили и применяют ее. Опыт показал, что, несмотря на дороговизну и громоздкость насосных установок, гидравлический способ оказался эффективнее других видов механизации земляных работ. Это обстоятельство неоднократно подчеркивалось специальными постановлениями правительства, рекомендовавшими широкое применение гидромеханизации в строительной и горной практике. Такая задача поставлена и перед Экскаваторным трестом.
Гидравлический способ является универсальным в том отношении, что он может применяться для разработки почти всех типов россыпей: террасовых и нагорных, долинных и увальных, широких и узких, глубоких и мелких, в таликах и в мерзлоте.
Гидравлический способ является дешевым и простым как в части оборудования, так и эксплуатации. Но далеко не всегда гидравлика может быть одновременно простой и эффективной. Эксплуатация большой террасовой или нагорной россыпи с ровным рельефом плотика и малой каменистостью действительно является делом сравнительно простым и эффективным при условии наличия достаточного количества воды с необходимым напором. Всякое же уклонение от этих оптимальных условий делает гидравлический способ более сложным и более дорогим. Многие производственники, недостаточно знакомые с гидравликами, склонные замечать только простоту и универсальность гидравлического способа, брались строить гидравлики, игнорируя весь сложный комплекс факторов, определяющих действительную эффективность и простоту гидравлического способа.
В результате оказывалось, что не была учтена чрезмерная валунистость россыпи, напор был недостаточен, разведка была недоброкачественной и построенные гидравлики не оправдывали ожиданий.
Наряду с отрицательными моментами необходимо отметить, что в ряде районов гидравлический способ получил широкое распространение и дает устойчивый, удовлетворительный эффект. К этим районам принадлежат в первую очередь старые гидравлические районы: Мартайга, Абакан и Зея. В Первомайском управлении (Мартайга) гидравлическая золотодобыча составляла в 1927–1932 гг. 90–95 % и в 1933–1934 гг. — 70–80 % от общей золотодобычи.
Развитие гидравлического способа шло здесь по линии эксплуатации террасовых и нагорных россыпей, наиболее благоприятных для гидравлик; это обстоятельство, несмотря на недостаток воды и сезонный характер работы гидравлик, обусловило высокую (количественную и качественную) их эффективность: 25–30 гидравлик смывают ежегодно сотни тысяч кубометров породы и при низком содержании металла дешево добывают золото.
Мартайгинские террасовые и нагорные россыпи малы и быстро вырабатываются, поэтому первомайские гидравлики являются небольшими, дешевыми установками, и многие из них ежегодно переносятся на новые объекты. Помимо правильно выбранного направления развития гидравлического способа, успех его в Мартайге был обеспечен наличием опытных кадров.
Абакан также является почти исключительно гидравлическим районом. В отличие от Мартайги, здесь в основном эксплуатируются долинные россыпи, обеспеченные запасами, но представляющие большие трудности для эксплуатации. Сложность и относительная дороговизна эксплуатации долинных россыпей в значительной степени лимитировали развитие гидравлического способа, но все-таки в Абакане работают 13–15 гидравлик.
Тенденция к разработке только долинных россыпей на Абакане настолько устойчива, что открытие большой террасовой россыпи и установка мощной Н.-Петропавловской гидравлики не изменили отношения к террасовым россыпям, которые по-прежнему игнорируются, а в то же время строятся дорогие и недостаточно эффективные элеваторные гидравлики.
Зейский район вследствие мерзлоты, дефицита воды и низкого среднего содержания золота, казалось бы, малопригоден для широкого развития гидравлического способа, но благодаря наличию хороших кадров он держится и дает неплохие результаты. Здесь работают семь гидравлик. Большинство гидравлик элеваторные и эксплуатируют долинные россыпи; за последнее время наметился перелом к переходу на эксплуатацию шлюзовым способом старых отвалов.
Алтайский район является одним из старейших гидравлических районов; здесь работают 10–15 маленьких гидравлик, почти исключительно элеваторных, не обеспеченных водой, вследствие чего они имеют ничтожную производительность.
Лена после некоторых неудач продолжает работу по развитию гидравлического способа. Подготовив кадры, на Лене перешли к строительству небольших и недорогих шлюзовых гидравлик, эксплуатирующих старые отвалы. Сейчас здесь работают три гидравлики. Результаты работы удовлетворительные.
В Минусинском районе впервые гидравлики появились в 1930 г. Сначала строительство гидравлик шло, как и в других новых районах, бурно и недостаточно продуманно: за четыре года здесь было построено 18 гидравлик (в большинстве элеваторных). В 1934 г., с переходом в район инж. П.И. Павликова, положение резко улучшилось и, несмотря на сокращение числа гидравлик до восьми (за счет консервации нерентабельных установок), производительность их возросла, в остальных районах Сибири и Дальнего Востока работают 20–25 гидравлик (по 1—5 в каждом районе).
Таким образом, сейчас на территории Сибири и Дальнего Востока имеется около 100 гидравлик. Капитальные затраты на добычу 1 м 3 породы гидравлическим способом меньше, чем для других видов механизации. Кроме того, необходимо указать, что примерно 90 % капитальных затрат по установке гидравлик падает на деривационные сооружения, развитая сеть которых в том или другом приисковом районе послужит в будущем базой для широкой электрификации района. В настоящее время при выработке месторождения этой сетью зачастую пользуются для водоснабжения старательских работ.
Рентабельность гидравлик, даже при современном состоянии, сомнений не вызывает, и необходимо принять меры к широкому их строительству во всех золотоносных районах Союза. Это развитие должно идти, в основном, по двум направлениям: строительство крупных гидравлик и мелкая гидромеханизация старательских и вспомогательных работ.
Наибольший количественный эффект дают, конечно, крупные установки, обеспеченные значительными запасами золотосодержащего материала. К сожалению, в наших золотоносных районах наиболее пригодные для этой цели большие террасовые и нагорные россыпи (типа Н.-Петропавловской террасы на Абакане и Накатаминских террас на Лене) встречаются редко, и потому крупные гидравлики будут строиться, очевидно, главным образом на долинных россыпях, т.е. они будут элеваторными. Указанное обстоятельство в значительной степени ухудшает перспективы широкого развития в этом направлении гидромеханизации золотодобычных работ.
Элеваторные гидравлики расходуют большое количество напорной воды (50–100 м 3 на каждый куб смываемой породы, против 20–30 м 3 на шлюзовых гидравликах), вследствие чего для их нормального водоснабжения необходимо возводить большие гидротехнические сооружения. Кроме того, эксплуатация долинных россыпей затрудняется наличием в них большого количества валунов. Поэтому непременным условием хорошей работы элеваторной гидравлики является обеспеченность ее надлежащим количеством постоянной напорной воды и механизацией камнеуборочных работ. Эти условия на наших гидравликах пока совершенно не выполняются, и в этом причина их малой эффективности.
Успex калифорнийских гидравлик был обусловлен не только благо-приятными климатическими условиями, но, в основном, правильной организацией водного хозяйства. Плотины для регулирования стока и деривационные сооружения больших калифорнийских гидравлик потребовали многомиллионных затрат. Обеспеченные бесперебойным снабжением водой, эти гидравлики давали колоссальную производительность, причем себестоимость добычи 1 м 3 породы обходилась в 8–20 коп. На Аляске крупные гидравлики работают в условиях вечной мерзлоты при себестоимости в 15– 30 коп. за 1 м 3 добываемой породы.
На Лене уже выявлена возможность сооружения целого ряда крупнейших гидравлических установок (p.p.Бодайбо, Догалдын, Ныгри). Крупные гидравлические объекты имеются и на Алдане, но оборудование их сопряжено с большими затратами и обязательной механизацией камнеуборочных работ. Несомненно, что объекты для больших гидравлических установок найдутся и в таких золотых трестах, как Енисейский, Забайкальский, Амурский и Приморский, в которых гидравлический способ еще не применялся или только начинает применяться.
Эти перспективы обязывают немедленно организовать рекогносцировочные изыскания и наблюдения за режимом возможных источников водоснабжения. Одно время на эти работы отпускались небольшие ассигнования и производились наблюдения. Даже в старых гидравлических районах никакой изыскательской работы не ведется, что является большой ошибкой и недооценкой изыскательских работ. Отсутствие таких материалов в нужный момент может опять привести к необоснованным решениям.
Значительный эффект могут дать только мощные, хорошо оборудованные и механизированные гидравлики. Остальные могут быть рентабельны только при организации работ на них старательским способом. Почти все мелкие гидравлические установки не бывают обеспечены постоянной водой, и их работа носит спорадический характер, усиливаясь в период многоводья и замирая во время засухи. В таких условиях старательские артели с присущей им гибкостью в использовании рабочей силы могут извлечь выгоду из эксплуатации небольшой сезонной гидравлики.
При старательской организации работ гидравлика выполняет лишь некоторые вспомогательные функции: в период многоводья все усилия артели направлены к тому, чтобы смыть как можно больше породы, оставляя обогащенные пески на полотне разреза с тем, чтобы во время засухи переключиться на мускульную промывку оставшейся задирки. Такой способ организации работ широко привился в Мартайге и дает хорошие результаты, значительно увеличивая эффективность старательских работ.
Наиболее удобными в этом случае являются маленькие, дешевые гидравлические установки, работающие при небольшом напоре в 10–25 м и требующие проведения коротких канав. Такие установки легко переносятся и могут быть применены для разработки небольших объектов. Особенно пригодны для таких установок террасовые, нагорные, увальные и ручьевые россыпи, бортовые целики в открытых разрезах и старые отвалы.
Значительное распространение может получить гидравлический способ для вспомогательных операций при золотодобыче: вскрыша торфов на дражных полигонах и при мускульных открытых разработках; удаление хвостовых отвалов (хвостовые мониторы) у кулибин; промывка песков на гидравлических вашгердах (открытых гидравлических элеваторах); устройство плотин и перемычек и т.п. С большим успехом могут быть применены насосные гидравлические установки с искусственным напором, особенно в электрифицированных районах с дешевой энергией.
Самый дешевый и простой гидравлический способ разработки россыпей при надлежащей организации может быть в достаточной степени эффективным. Советская золотопромышленность, обладая большим количеством гидравлических объектов и располагая растущими с каждым годом кадрами и заводами для изготовления гидравлического оборудования, имеет все необходимые предпосылки для широкой гидромеханизации золотодобычных работ. Необходимо эти возможности широко реализовать.
Источник
