Не секрет, что месторождения с большими содержаниями россыпных полезных ископаемых, таких как золота, алмазов, платины, сапфиров, янтаря, рубинов давно выработаны. Остаются множество забалансовых участков малых или труднодоступных по существу, которые до сегодняшнего дня не предоставляли промышленный интерес горно-добывающим предприятиям.
Инновации и прорывные технологии, постепенно внедряющиеся в отрасли с 70 — ых годов прошлого века, сегодня бурно начинают приобретать малые и средние предприятия отрасли, особенно в добыче алмазов, янтаря, сапфиров, рубинов и золота. И вот настало время, когда не рентабельные лицензионные участки недр для больших предприятий эффективно могут быть использованы малыми формами предпринимательства. Это становится возможным в условиях повсеместно внедряемых проектов скважинной гидродобычи (СГД) забалансов и превращает эту добычу в высокоэффективную и прибыльную. При этом очень важно, что добыча россыпных полезных ископаемых на таких месторождениях безопасна и технологична. Ни подземная (шахтами), ни открытая (карьерами) добыча не может быть в данном случае пригодна для освоения природных россыпей.
ЗОЛОТО ИЗ РУДЫ С ПОМОЩЬЮ «БЕЛИЗНЫ» и «ЭЛЕКТРОЛИТА»! ПРОСТОЙ СПОСОБ ДОБЫЧИ ЗОЛОТА БЫТОВЫМИ СРЕДСТВАМИ
Способ скважинной гидродобычи (СГД) заключается в бурении технологических скважин, вскрывающих россыпное месторождение того или другого полезного компонента, установку в скважины высоконапорного размывающего полезный пласт и превращающего породы и воду в гидросмесь и поднимающего его на поверхность к перерабатывающему или обогатительному комплексу оборудования с подключением их к энергетическим передвижным агрегатам.
Оборудование для СГД забалансов и малых месторождений может быть выполнено в стационарном, модульно-передвижном и мобильном виде. По производительности такие комплексы могут соперничать с открытыми горными разработками, но, как правило, ограничиваются 150-800 м3/ч по пульпе или 15-160 м3/ч по твердому остатку.
Себестоимость добычи полезного ископаемого данным методом в несколько раз ниже традиционных: подземной и открытой разработки. Капитальные вложения — в десятки раз ниже общепринятых и включают в себя стоимость прокладки грунтовых подьездных дорог, стоимость собственно оборудования и его эксплуатации.
СГД набирает популярность, усовершенствуется и может быть успешно применяться малым и средним горнодобывающим бизнесом.
Источник: dzen.ru
Гидравлический способ добычи золота. Гидроустановки и гидромониторы
Еще задолго до того, как гигантские плотины перегородили русла великих рек, заставив укрощенную водную стихию щедро одаривать человека теплом и светом, людей разных отраслей знаний и производств занимала мысль – как подчинить себе силу движущейся воды, как «подобрать ключи» к этому неиссякаемому источнику энергии? Думали об этом и пионеры золотого промысла.
Истоки гидравлического способа добычи золота уходят в глубь веков. Так, уже в I в. до н. э. римляне добывали золото, используя энергию водного потока.
ДОБЫЧА ЗОЛОТА
В России гидравлический способ разработки золотоносных россыпей впервые применили на Урале в 30‑х годах прошлого столетия – значительно раньше, чем в других странах. Интересно отметить, что в Америке способ добычи золота, основанный на применении водного потока и напорной струи, получил название «русского способа». И не случайно. Именно русский инженер В. Пакуль внедрил на Калифорнийских приисках уральскую технику гидродобычи.
В 1884 г. гидравлическим способом была произведена выемка мерзлых торфов в Ленском районе, по р. Ныгри. Работы велись при малом напоре воды; трубопровод был изготовлен из парусиновых труб; гидромонитором служил обычный ручной брандспойт. Двумя годами позднее, в 1886 г. гидравлический способ был применен при разработке золотосодержащих пород на Куджертайском прииске в Забайкалье.
Для создания водохранилищ, питавших установку водой, были сооружены три плотины. Воду подводили к установке по пятикилометровому каналу. На этой установке впервые в России был использован гидроэлеватор для транспортирования пульпы. В 1890 г. на уже упомянутой р. Ныгри была пущена крупная гидроустановка. Работы велись следующим образом.
Вода из р. Ныгри по каналу длиной около 12 км, имевшему пропускную способность 600 л!сек, подводилась к месту работ. Превышение уровня воды в канале над горизонтом разработки составляло около 100 м. Магистральный трубопровод разветвлялся на две распределительные линии диаметром 375 мм каждая. Для подъема пульпы и откачивания воды из разреза служили гидроэлеваторы, работавшие в две ступени.
Гидроустановкой вначале разрабатывали мерзлые илистые торфа. Струя, с огромной силой вылетавшая из насадки гидромонитора, подрезала около основания высокий уступ породы, который обрушался. Объем такого «обвала» достигал 700 м 3 . Обрушенную породу оставляли оттаивать естественным путем, смывая, по мере оттаивания, верхние слои.
В 1899 г. в Западной Сибири на р. Чебалсук (в бассейне р. Абакан) Е. А. Черкасовым был успешно применен гидравлический способ для разработки россыпного месторождения золота. Канал для подвода воды к установке, сооруженной Е. А. Черкасовым, включал всего 500 м деревянных лотков (сплоток). Водоподводящий стальной трубопровод имел длину около 400 м и диаметр 45 см; напор воды у гидромонитора составлял 21,0 м, а ее расход – 150 л/сек.
Несмотря на то, что мощность установки Е. А. Черкасова была значительно ниже, чем мощность гидроустановки, примененной в 1890 г. на р. Ныгри, достигнутые показатели были достаточно высокими для того времени. Установкой добывалось 300–500 м 3 породы в сутки, производительность труда одного забойного рабочего составляла 20–30 м 3 в 10‑часовую смену.
Следует отметить, что Е. А. Черкасов ввел такие усовершенствования в процесс гидравлической добычи золота, которые применяются и в настоящее время (использование вспомогательной воды на самотечных гидроустановках, устройство предохранительных клапанов и др.).
Хорошие результаты, полученные Е. А. Черкасовым, способствовали внедрению гидравлического способа добычи золота на россыпных месторождениях Красноярского края, Забайкалья, Баргузинской тайги и других районов Сибири. Однако в целом гидравлический способ не получил в царской России должного распространения. Годовая добыча золотосодержащих пород всеми действовавшими гидроустановками составляла менее 0,5 млн. м 3 .
Во время первой мировой войны в Сибири и на Дальнем Востоке гидроустановки почти не эксплуатировались, приходя постепенно в негодность.
После Великой Октябрьской социалистической революции, в период 1923–1927 гг., наиболее рентабельные гидроустановки были восстановлены, а с 1928 г. началось широкое строительство новых гидроустановок. В 1930 г. в г. Иркутске были созданы специальные курсы по подготовке инженеров и техников для внедрения гидромеханизации при разработке золотосодержащих россыпей. Строительство и ввод в эксплуатацию новых гидроустановок определили значительный рост добычи золота гидравлическим способом, дореволюционный уровень которой уже к 1932 г. был значительно превзойден.
Большое внимание в эти и последующие годы было уделено созданию землесосных снарядов, успешно применявшихся в России еще в XIX в. при углублении фарватеров рек и строительстве портов. Для изучения возможности разработки золотосодержащих россыпей плавучими земснарядами под руководством Б. Э. Фридмана в 1940–1942 гг. был спроектирован, построен и испытан опытный плавучий земснаряд.
Водяной нож
Основной механизм при гидравлическом способе разработки – гидромонитор, выбрасывающий с большой скоростью плотную, компактную струю воды, которая обладает значительной энергией и используется для разрушения, размыва и перемещения горных пород, слагающих россыпи.
Специальное приспособление в виде большого деревянного брандспойта, примененное в 30‑х годах прошлого века на Урале для размыва золотосодержащих песков, и было прототипом современного гидромонитора.
В нашей стране создано много различных конструкций гидромониторов, однако все они в основном схожи между собой. Гидромонитор состоит из четырех основных частей: неподвижного нижнего колена, вращающегося верхнего колена, ствола и насадки. Ствол‑труба имеет форму усеченного конуса, оканчивающегося насадкой из стального литья. В стволе сделаны прорези, в которые вставлены струенаправляющие ребра. Гидромонитор устроен таким образом, что его можно легко поворачивать в горизонтальной плоскости кругом – на 360°.
В зависимости от расстояния гидромонитора от забоя во время работы различают гидромониторы ближнего и дальнего боя.
По конструкции гидромониторы делятся на два основных типа: с центральным, или «королевским», болтом и на шарикоподшипниках. Гидромониторы с королевским болтом имеют большой вес (от 680 до 1100 кг), недостаточную плотность соединения подвижных частей, сложны в управлении; применение их связано с большими потерями напора (при расходе воды 180200 л/сек). Гидромониторами на шарикоподшипниках управлять проще, в остальном же им свойственны те же недостатки, что и гидромониторам с королевским болтом.
В последнее десятилетие создан более совершенный гидромонитор ГМН, который широко применяется при разработке золотосодержащих россыпей. Разработана и испытана конструкция уравновешенного гидромонитора ГМЦ‑150‑ДУ с дистанционным управлением. Пульт дистанционного управления рассчитан на одновременную работу двух гидромониторов. При разработке мерзлых россыпей, когда оттаивание пород происходит за счет солнечной радиации, применяют гидромониторы на гусеничном ходу, так как гидромониторную установку приходится часто перемещать.
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.
Источник: bibliotekar.ru
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: zolotodb.ru