Открытая разработка россыпных месторождений

Способы открытой разработки россыпей. В связи с особенностями залегания россыпных месторождений значение подземного способа их разработки весьма невелико, в то же время открытая разработка этих месторождений имеет весьма широкое распространение.
Неглубокое и относительно выдержанное залегания россыпных месторождений и свойства слагающих их горных пород способствуют широкой механизации горных работ.
Известно, что полезное ископаемое в песках россыпи находится в виде отдельных крупинок, образующих с частицами пустых пород механическую смесь, поэтому извлечение полезного ископаемого из песков не требует значительных затрат и осуществляется довольно просто при помощи промывки (пески промывают в водном потоке с выделением зерен металла на основе разной плотности пород и полезного ископаемого).
В связи с тем, что в песках полезное ископаемое содержится в незначительных количествах, транспортировка добытых песков на значительное расстояние нерациональна. Поэтому полезные компоненты извлекаются в непосредственной близости от производства горных работ с применением стационарного или перемещаемого оборудования или даже специальных устройств, являющихся составной частью горных машин (драг).
Изложенные ранее понятия об элементах карьера сохраняют свое значение и для разработки россыпных месторождений.
Следует отметить, что, исходя из условий залегания россыпных месторождений, они разрабатываются небольшим числом уступов, в частности выемка торфов (представляющая собой вскрышные работы) производится одним уступом, а выемка песков (добычные работы) — другим. Нередко торфы и пески вынимаются сразу одним уступом. Такой порядок работ целесообразен при незначительной мощности торфов или при применении высокопроизводительного добычного оборудования.
Выемка мерзлых пород современными горными машинами непроизводительна. Пески, подаваемые на промывку, должны быть талыми, поэтому в цикл подготовительных работ на большинстве россыпных месторождений включаются предохранение поверхности от зимнего промерзания и оттайка. Предохранение поверхности от промерзания заключается в снегозадержании, заливка водой, рыхлении пород, перекрытии теплоизоляционными материалами, в том числе пластиками. Для оттайки пород используются солнечная радиация (естественная оттайка, заключающаяся в удалении растительного слоя и периодическом снятии слоя оттаявших пород), речная вода, имеющая температуру не ниже 5—7 °C (водооттайка), а также в ограниченных масштабах применяются парооттайка и электрооттайка.
Основные производственные процессы добычи при открытой разработке месторождений сводятся к выемке горных пород (торфов и песков), обычно совмещаемой с погрузкой их на транспортные средства, транспортировке песков до места промывки, а пустой породы — в отвалы и по извлечению из песков полезного компонента, транспортировке и размещению хвостов в отвалах. Все эти процессы органически связаны с тем или иным способом разработки россыпи.
Открытая разработка россыпных месторождений производится следующими способами: скреперно-бульдозерным и экскаваторным; дражным, гидравлическим. Способ разработки выбирается на основании сопоставления нескольких способов в применении к данным условиям залегания россыпи.
Скреперно-бульдозерный и экскаваторный способы разработки россыпей. При этих способах разработки вскрышные работы и добыча песков производятся скреперами, бульдозерами и экскаваторами.

На рис. 211 представлена схема разработки россыпи с помощью колесного скрепера. Скрепер вынимает торфы, транспортирует их в отвал, затем, произведя выемку песков, доставляет их до бункера промывного прибора. Транспортировка хвостов в отвал, благодаря благоприятному рельефу земной поверхности, производится самотеком. Вместо скреперов могут использоваться бульдозеры, доставляющие пески в бункер, из которого они ленточным конвейером или гидроэлеватором подаются на промывочный прибор. Схема экскаваторной разработки россыпи, представленная на рис. 212, дает представление об этом способе разработки и не требует дополнительных пояснений.
При экскаваторной разработке россыпей для вскрышных работ часто применяются скреперы.
Дражный способ разработки россыпей. Выемка пород, промывка песков и удаление хвостов в отвал при дражном способе разработки россыпи осуществляются с помощью драги.

Все механизмы и сооружения драги установлены на плоскодонном понтоне (рис. 213). Рабочим органом для выемки горных пород из забоя и доставки их до промывочного устройства (бочки) является черпаковая цепь. Хвосты в отвалы удаляются с помощью ленточного конвейера, установленного на раме, на корме драги. В процессе работы драга перемещается с помощью двух свай, смонтированных на кормовой части понтона, и канатов или только с помощью канатов.
Крупные драги оборудуются электрическими двигателями, получающими энергию с береговых электростанций; средние и небольшие драги устраиваются с электродвигателями или паровыми машинами и дизелями.
Дражный способ разработки россыпей в настоящее время является наиболее распространенным. Большие долинные россыпи, расположенные в долинах речек, имеющие значительные запасы полезного ископаемого и достаточную для установки драг глубину, являются наиболее подходящим объектом для дражного способа разработки.

Гидравлический способ разработки россыпей. Все основные производственные процессы при гидравлическом способе разработки россыпей осуществляются с использованием силы водяного потока. Струя воды, направленная в забой разреза, отбивает горные породы, водный поток увлекает из забоя обрушившиеся размытые пески и транспортирует их по канавам непосредственно к промывному устройству (при соответствующем рельефе местности) или к сборному колодцу, откуда они по трубам доставляются насосами или элеваторами на промывочные устройства.
К гидромонитору вода подается под давлением в 2—15 кгс/см2. Плотной струей со значительной скоростью она выбрасывается из него через насадку и, ударяясь в забой, разрушает массив горной породы. Необходимый напор воды может создаваться двумя способами:
1) с помощью напорного ларя, устанавливаемого значительно выше разрабатываемого участка россыпи. В напорный ларь вода подводится по водоразборной канаве, получающей воду из ручья, расположенного в верховьях долины. При этом способе разработка называется «канавными гидравликами»;
2) с помощью центробежных насосов, при которых разработку называют «насосными гидравликами» (рис. 214).
В настоящее время почти повсеместно на гидравлических разработках пользуются насосами.