Чтение онлайн

Советские ученые внесли большой вклад в изучение гидромеханизации добычи полезных ископаемых и, в частности, в разработку вопросов создания гидромониторных струй и управления ими.

Еще в 1836 г. в Петербурге вышла в свет книга П. П. Мельникова, в которой впервые в мировой литературе были детально рассмотрены вопросы, касающиеся работы струи, вылетающей из гидромонитора.

Для наиболее эффективного использования энергии напорной струи воды гидромонитор нужно располагать как можно ближе к забою. При этом, в целях безопасности, расстояние от забоя до гидромонитора не должно превышать высоты размываемого уступа, вследствие чего гидромонитор приходится часто передвигать к забою, на что тратится много времени. Чтобы избежать перерывов в размыве грунта, применяют два спаренных гидромонитора: один размывает породу, другой в это время передвигается к забою.

Гидравлический способ разработки включает три основные операции: размыв горной породы, транспортировку размытой породы при помощи воды и укладку ее в отвал.

Вода к гидромонитору подается по трубам под напором 5—40 ат. Струя воды, направленная на рыхлые отложения, превращает их в разжиженную массу, называемую пульпой. Пульпа транспортируется самотеком по желобам гидроэлеваторными или землесосными установками. В отвале из пульпы осаждается порода, а осветленная вода поступает в водохранилище для повторного использования.

Возможность использования гидравлического способа зависит главным образом от трех факторов: наличия источников водоснабжения, размываемости пород и интенсивности их водоотдачи при укладке отвалов. Если имеются обильные источники водоснабжения, породы хорошо размываются и легко «отдают» воду, — в этом случае гидромеханизация обеспечивает высокую производительность труда.

К достоинствам гидромеханизации относятся небольшие габариты применяемого оборудования и простота его эксплуатации. Недостатки гидравлического способа — большая энергоемкость при создании искусственного напора воды, а также сезонность работ.

Гидравлические работы в зависимости от горных и гидрогеологических условий ведут с применением безнапорной и напорной воды при естественном и искусственном напорах.

Дистанционное управление работой гидромониторов.

Безнапорной водой (буторный способ) размывают породу с целью ее обогащения. Таким образом разрабатывают многие золотоносные россыпи при содержании металла во всей толще рыхлых отложений. При достаточном количестве воды, свободной площади для бесперебойного размещения хвостов, при необходимом уклоне поверхности и плотика (не менее 0,025—0,03), а также правильной организации работ буторно-смывной способ характеризуется высокими экономическими показателями.

Мощность россыпей, на которых целесообразен смыв торфов и размыв песков, обычно не превышает 5–6 м. Сущность работ заключается в том, что вся масса торфов смывается, а золотосодержащие породы непрерывно размываются («перебуториваются») безнапорной водой. При этом происходит обогащение породы — пустой материал выносится, а тяжелые частицы, содержащие золото, осаждаются. После окончания «буторки» полученный концентрат обрабатывают на обогатительных (промывочных) установках. Для смывных и буторных работ проводят капитальную, водопитательную и буторные канавы. Канавам часто придают зигзагообразную форму, с тем чтобы усилить разрушительное действие воды.

Вторая разновидность способа гидравлической разработки россыпей связана с использованием естественного или искусственного напора. При естественном напоре вода из водохранилища поступает в водонапорный бак по канавам, сплоткам или желобам, реже по трубам. Сплотки строят при пересечении оврагов, балок и на участках со слабыми грунтами; если овраг узкий, то устраивают дюкеры (трубопроводы). Из бака напорная вода подается по трубам, сделанным из листовой стали, иногда из дерева. Напор создается за счет разности геодезических отметок водохранилища и полотна забоев. Потери воды на испарение принимают в зависимости от площади зеркала воды и климатических условий, но не более 5 %.

Искусственный напор на гидравлических установках создается насосами, которые, смотря по местным условиям, могут быть установлены вблизи разрабатываемой россыпи или на некотором расстоянии от нее. В первом случае длина водопровода минимальна и надобность в канавах или сплотках для подвода воды отпадает; во втором напорную воду от насосной установки подводят по трубам, канавам или сплоткам.

Наибольшее распространение получили гидроустановки с естественным напором воды при применении шлюзового и элеваторного способов разработки.

При использовании естественного напора, кроме необходимости обеспечения водой основных операций в забое (разрушение, размыв и перемещение породы, подъем ее на шлюзы), следует учитывать потребность в воде и для вспомогательных операций, например таких, как оттаивание пойнтами, подача безнапорной воды на шлюз и др.

Некоторые гидравлические установки работают на комбинированном напоре, который создается повышением естественного напора с помощью насосов.

Самоходный гидромонитор.

При благоприятном рельефе поверхности искусственный напор часто является первой ступенью, а естественный — второй.

Для разработки вечномерзлых россыпей гидравлические установки с искусственным напором, а также и комбинированные применяются редко из-за большой энергоемкости.

Преимущество гидравлических установок, работающих на естественном напоре, заключается в том, что им не нужна электроэнергия. К недостаткам таких установок относится необходимость строительства и поддержания длинных водоподводящих канав, сплоток и других гидротехнических сооружений, невозможность регулирования напора, а также использования оборотной воды и, следовательно, — зависимость установки от источника водоснабжения.

При работе гидравлических установок с искусственным напором не требуется водоподводящих канав, возможно регулировать напор и использовать оборотную воду. Производительность этих установок, как правило, выше производительности установок с естественным напором. Недостаток гидроустановок, работающих на искусственном напоре, — большой расход электроэнергии. Поэтому общие эксплуатационные расходы, в значительной мере зависящие от стоимости электроэнергии, на установках с искусственным напором выше, чем на установках с естественным напором.

До начала разработки золотоносной россыпи проводятся дренажные работы для отвода поверхностных вод и стока излишней воды из рабочего забоя в капитальную канаву, размер которой определяется расчетом в каждом отдельном случае по максимальному расходу. Отработка россыпи начинается с зарезки первоначального забоя.

В зависимости от направления фронта очистных работ и транспортировки пульпы на промывочные приборы различают системы разработки попутными, встречными и боковыми забоями. При системах разработки попутными и боковыми забоями гидромониторы устанавливают на плотике или на поверхности россыпи, а при системе разработки встречными забоями — на плотике.