» » Гидравлические способы разработки россыпей
15.05.2015

Гидравлический способ размыва песков был впервые применен в России при разработке золотых россыпей на Урале в 1830 г., позднее этот способ получил распространение на ряде приисков в различных районах России. Успешному применению гидравлического способа разработки способствовали работы русских инженеров М.А. Шостака, Е.А. Черкасова и др. Особенно широкое развитие гидравлический способ получил после Великой Октябрьской социалистической революции и стал наряду с дражным одним из основных способов разработки россыпей.
При гидравлическом способе горная порода отделяется от общего массива сильной струей воды и перемещается потоком воды до места переработки или складирования. Промывка песков на промывных приборах и удаление хвостов осуществляются также водой.
Воду при гидравлическом способе разработки подводят к особому аппарату — водобою (монитору). который направляет струю воды под большим давлением на забой. Скорость истечения волы из насадки водобоя достигает 30—50 м/сек. При отсутствии необходимого для отвода песков уклона долины применяются гидравлические элеваторы или землесосы, которыми пески предварительно поднимаются на необходимую высоту. Типовые схемы гидравлической разработки представлены на рис. 20.
Гидравлические способы разработки россыпей

При гидравлическом способе разработки россыпей требуется большое количество воды, а также возможность создания естественного или искусственного напора воды и условия беспрепятственного отвода продуктов промывки — хвостов.
Для снабжения водой гидравлических разработок используют реки, иногда воду подводят на большие расстояния (десятки километров). Если речка отсутствует или в ней недостаточно воды, для сбора воды сооружают плотины. Из водохранилищ или от водозабора к месту потребления воду подают обычно по канавам, а при сложном рельефе местности, исключающем возможность использования канав, по сплоткам, желобам и трубам.
Необходимый_искусственный напор воды создается насосными станциями, которые оборудованы центробежными насосами.
Наиболее распространены при разработке россыпей водобои с диаметром входного отверстия 250 мм и с диаметром насадок 50—100 мм.
Сечение потребной насадки определяется расчетом в зависимости от задания по разливу породы в час и расхода воды с учетом высоты забоя и необходимого напора.
Гидравлической разработке месторождения предшествует осушение. Для этого с промышленной площадки отводят реку и проводят канаву к плотику россыпи для стока грунтовых вод из разреза. Для транспорта песков проводят так называемую выносную канаву, по которой из разреза выдаются разжиженные пески или хвосты. Выносную канаву подводят к плотику россыпи с уклоном, обеспечивающим бесперебойный транспорт смываемых песков (0,02—0,04).
Иногда, чтобы подойти к россыпи, проходят котлован, в котором устанавливают землесос для подъема песков на поверхность. Котлован и канавы проходят, либо используя средства гидромеханизации, либо взрывом на выброс; пользуются также и комбинированным способом.
Алмазные россыпи разрабатывают гидравлическим способом с предварительной вскрышей торфов. Вскрыша торфов удешевляет горные работы и обогащение. Она производится бульдозерами и экскаваторами.
При разработке маломощных россыпей (до 3 м) водобой располагают на поверхности россыпи, откуда он и размывает забой (сверху вниз). При разработке более мощных россыпей водобой устанавливают I на плотик россыпи. Размыв начинают с подрезки уступа (образования вруба), затем смывают основную массу песков, расположенную врубом.
Водобои при работе должны быть установлены возможно ближе к забою, но с гарантией безопасности для людей и аппаратов от обвалов породы.
Обрушенные пески струей воды из водобоя, а в некоторых случаях безнапорной водой из ручья или речки направляют по канавам, углубленным в плотикe, до головной части шлюзов, на которых улавливаются золото и другие металлы. После обрушения и перемещения песков тщательно очищают плотик от смываемого материала, часто обогащенного металлом.
Для бесперебойной работы необходимо иметь два забоя: один разрабатывать, а в другом зачищать почву и перестанавливать водобои.
Для повышения эффективности размыва песков повышенной крепости их перед размывом разрыхляют бульдозерами, экскаваторами или с помощью взрывчатых веществ. Для облегчения размыва супесчаных суглинистых пород их увлажняют, для чего забивают иглы, по которым подают воду под напором 1—2 ати.
Лучший способ транспортирования песков — самотечный, но нм можно пользоваться при соответствующих уклонах местности. Для сноса мелкого материала достаточен уклон 0,02, для материалов средней крупности 0,04—0,05. Если необходимые уклоны отсутствуют, то для транспорта промытых песков используют гидравлические элеваторы и землесосы.
Гидроэлеваторы находят практическое применение при обилии воды с естественным напором для подъема пульпы на высоту до 6—8 м. Большой недостаток гидроэлеваторов — низкий коэффициент полезного действия. Вес твердого материала, поднимаемого элеватором, составляет 2—5% от веса всей поднимаемой массы. При дешевой электроэнергии для подъема пульпы на гидравлических разрезах используют землесосы производительностью от 220 до 500 л/сек и напором от 25 до 58 м. пропускающие камни размером от 140 до 190 мм (землесосы марок 8НЗ, ЗГМ-1, ЗГМ-2, ЗГМ-2м).
Изнашиваемые части отечественных землесосов изготовляются из высокопрочных сталей или покрываются легким твердым сплавом — сталинитом.
Технико-экономические показатели работы гидравлических установок

Производительность отдельных предприятий, применяющих гидравлический способ разработки, колеблется от 50 тыс. до 2500 тыс. м3 в год. Большую производительность имеют гидравлические установки с канавным подводом воды, меньшую — с насосной подачей воды.
Минимальный срок работы гидравлической установки 3—5 лет (в зависимости от условий). Средний расход воды 8—30 м3 на 1 породы в зависимости от характеристики размываемых пород и высоты забоя. Уклон плотика в сторону смыва пород 0,02—0,05 (при меньших уклонах увеличивается расход виды и соответственно затраты на смыв пород).
Средняя производительность труда рабочего на гидравлике 15—25 в смену. На гидравлических установках большой производительности при благоприятных условиях разработки производительность труда рабочего достигает до 40—50 в смену.
Гидравлический способ — один из весьма эффективных способов разработки не только золотых россыпей. Гидромеханизация с предварительным рыхлением может быть использована со значительным экономическим эффектом в соответствующих условиях и при разработке других видов полезных ископаемых как при открытых, так и при подземных работах.
Опыты по гидравлической разработке в подземных условиях были успешно проведены в ряде отраслей горнодобывающей промышленности (золотые россыпи, марганцевая руда, уголь и др.). В угольной промышленности России успешно работает ряд гидромониторов.