ЗОЛОТО

Способы открытой разработки россыпей. Вскрыша мерзлых россыпей. Промывочные приборы

Экскаваторный.

При использовании экскаваторов для выемки песков различают три схемы работ: 1) экскаватор – стационарный промывочный прибор; 2) экскаватор – плавучая мойка; 3) экскаватор – передвижная сухопутная мойка.

При промывке песков на стационарных приборах горные работы могут вести экскаваторы с механической лопатой или драглайном. Вскрытые торфа складируют в выработанное пространство или на борт россыпи (на тщательно зачищенный плотик).

Транспортируются добытые пески, как правило, автосамосвалами или ленточными конвейерами. При погрузке породы в автосамосвалы, находящиеся на подошве уступа, экскаватор работает почти без поворота стрелы. Более широкое применение получила схема, при которой автосамосвалы ставят параллельно драглайну несколько впереди него, на площадке экскаватора.

Получают все большее распространение схемы работы драглайна совместно с ленточными конвейерами. Породу грузят на конвейер в этом случае через бункер с лотковым питателем, который устанавливают над лентой. Ленточные конвейеры применяются в комплексе с цельнометаллическими переносными промывочными приборами МПД‑2, МПД‑4 и др.

Для перемещения торфов во внутренние отвалы также используют драглайн, который «перекидывает» горную массу, вынутую экскаватором. Разработка россыпей экскаваторами с промывкой песков на плавучей золотомойке широко распространена в США и Канаде.

Породу разрабатывают драглайном с ковшом емкостью 0,75–1,0 м³. Для того чтобы скорость падения ковша не гасилась при погружении в воду (это ухудшало бы его наполнение), вес ковша должен быть не менее 1,5 т. Обогащают породу на плавучей мойке, которая передвигается на канатах вслед за драглайном. Породу из ковша драглайна разгружают в бункер, устроенный в носовой части понтона мойки.

До начала работ необходимо выкопать котлован, размеры которого зависят от длины, ширины и глубины осадки понтона мойки. Эту работу также выполняет драглайн. Для большей эффективности драглайны нередко применяют вместе с бульдозерами, которыми вскрывают пустые породы (торфа) с транспортировкой их за границы промышленного контура месторождения.

Способ разработки россыпи по схеме драглайн – плавучая мойка целесообразен при ровном мягком или разрушенном плотике россыпи, достаточном количестве воды для промывки, отсутствии большого количества крупных валунов. Глубина россыпи, как правило, не должна превышать 10–12 м. Однако при высоком содержании золота и благоприятных горногеологических условиях возможна разработка и более глубоких россыпей.

Схема с промывкой песков на сухопутной золото‑мойке широкого распространения не получила.

Экскаваторная разработка россыпей позволяет достичь высоких технико‑экономических показателей. Так, на прииске Бодрый с помощью экскаватора СЭ‑3 и тракторных прицепов Д‑258 грузоподъемностью 23 т при мощности торфов до 8 м и расстоянии транспорта до 500 м производительность труда рабочих, занятых на вскрыше и транспортировке торфов, составила 52,3 м3/чел. – смену. С каждым годом экскаваторы получают все более широкое применение при отработке широких россыпей для вскрыши оттаявших торфов.

Бульдозерный.

Впервые на россыпных разработках бульдозер был применен на одном из гидравлических разрезов Урала в 1939 г.

Благодаря высокой производительности, простоте управления и обслуживания и небольшой стоимости бульдозеры широко применяют для вскрыши торфов, добычи песков и на вспомогательных работах (подготовке поверхности, дорожных работах и др.). Часто бульдозеры используются совместно с другими землеройными механизмами, в частности с тракторными скреперами и экскаваторами.

Бульдозеры оборудуют прямыми и вогнутыми лемехами без боковых стенок. Размеры лемеха зависят от мощности трактора, но ширина его всегда больше ширины гусеничного хода. В настоящее время выпускаются бульдозеры, которые могут работать со сменным оборудованием – как рыхлители, механические грабли, дереворезы и кусторезы, толкачи тракторных скреперов и снегоочистители.

Управление бульдозерами – канатное или гидравлическое. Конструкция канатного управления проста и дает возможность поднимать лемех на высоту до 1,83 м (вместо 0,66 м при гидравлическом управлении). Бульдозеры с канатным управлением могут работать при сильных морозах, тогда как гидравлическое управление при температуре ниже –35 °C ненадежно. Недостатки канатного управления – большой расход каната и недостаточно плавные подъем и опускание лемеха.

По наиболее распространенной схеме разработки бульдозерами россыпь разбивают на отдельные участки размером не более 200х200 м. В середине каждого участка устраивают бункеры, из которых пески доставляют к обогатительным установкам (обычно ленточными конвейерами). Иногда вместо конвейеров применяют скипы или вагонетки. В этом случае в траншее прокладывают двухколейный рельсовый путь, а у промывочного прибора устанавливают лебедку. При этом траншеи проходятся с большим уклоном, что уменьшает их длину, тогда как при конвейерной доставке угол подъема может быть не более 18°.

После отработки одного участка промывочный прибор переносят на другой или соответственно удлиняют конвейеры. Наиболее эффективна отработка бульдозерами увальных и террасовых россыпей, когда приемные бункеры устраивают у нижней границы россыпи, а доставляют пески конвейерами или самотечным (безнапорным) гидротранспортом.

Бульдозеры бывают колесные и на гусеничном ходу. В СССР изготовляют преимущественно бульдозеры на базе гусеничных тракторов различной мощности как с канатным, так и с гидравлическим управлением.

На золотых приисках Северо‑Востока СССР бульдозеры впервые появились в 1944 г. на разработке песков и транспортировке их к промывочным приборам, а с 1948 г. – используются в широких масштабах на вскрыше торфов.

Объем грунта, перемещаемого бульдозером за цикл, зависит от схемы транспортирования. Наибольшая производительность достигается при разработке и перемещении грунтов, влажность которых близка к оптимальной (8–15 %). Большое влияние на производительность бульдозера оказывает уклон. При подаче грунта на подъем сокращается объем перемещаемого грунта и снижается скорость бульдозера. Наоборот, при спусках под уклон бульдозер перемещает намного больший объем грунта, двигаясь с повышенной скоростью.

Дальность перемещения породы при горизонтальной поверхности составляет 50–70 м, при работе на подъем в 10° – около 40 м и при работе под уклон в 10° – до 100–120 м.

Неоспоримое преимущество вскрыши мерзлых россыпей бульдозерами заключается в возможности успешной работы при весьма тонком слое оттаявшего грунта (около 10 см), тогда как для работы экскаватоpa‑драглайна толщина оттаявшего слоя должна быть не менее 50 см, а для работы тракторных скреперов – не менее 15 см.

Обнажение мерзлоты путем систематического снятия бульдозером оттаявшего слоя грунта ускоряет оттаивание и позволяет в течение короткого летнего сезона вскрывать россыпь на значительную глубину.

При коротких расстояниях транспортирования торфов (50–70 м) бульдозеры обладают также лучшей маневренностью. На приисках треста «Джугджурзолото» средняя выработка на один бульдозер при коротких расстояниях транспортировки составляет 40–50 тыс. м³ в год. Отдельные бульдозеристы достигают еще большей выработки – до 80 тыс. м³ в год.

Скреперный.

В СССР впервые колесный скрепер был использован на россыпях в 1936 г. на Южном Урале. Разрабатывать россыпи скреперами целесообразно при рыхлых грунтах с содержанием влаги не более 15–20 % и при отсутствии сплошных валунов. Среднее расстояние транспортирования для скреперов емкостью 6–10 м³ не должно превышать 600 м, а для скреперов емкостью 15 м³ – 1000 м; подъем пути должен быть не более 10–25°.

Скреперы удобны, в частности, при разработке небольших, территориально разбросанных россыпей, расположенных в отдаленных и малоосвоенных районах.

В зависимости от расстояния транспортирования пески к промывочному прибору доставляют тракторными скреперами, ленточными конвейерами и автосамосвалами. Тракторные скреперы доставляют непосредственно в бункер промывочного прибора при благоприятном рельефе поверхности, наличии хороших дорог и небольших расстояниях транспортировки. Ленточные конвейеры загружают песками через бункер, который имеет каретчатый питатель. Для загрузки автосамосвалов устраивают помост, откуда скрепер разгружают непосредственно в кузов автомашины. Если породы крепкие и плотные, их предварительно разрыхляют взрыванием или специальными рыхлителями.

Работа тракторного скрепера состоит в опускании ковша и врезании его в грунт, наполнении ковша, транспортировке грунта и разгрузке ковша. Управление рабочими механизмами скрепера бывает гидравлическим и канатным.

Скрепер.

Скреперы с гидравлическим управлением имеют ковши емкостью до 8–10 м³ и предназначаются для выполнения работ в легких грунтах. У тракторных скреперов с канатным управлением ковши различной емкости. Такие скреперы надежны в работе и незаменимы при тяжелых (плотных и каменистых) породах.

По устройству ходовой части различают одноосные и двухосные тракторные скреперы. Тракторные скреперы применяются только при вскрыше торфов в летнее время при глубине вскрыши не более 5–7 м. Производительность труда рабочих на тракторных скреперах с ковшами емкостью 6 м³ во многих случаях выше производительности труда экскаваторщиков и бульдозеристов и достигает 100–110 м³/смену.

На вскрышных и добычных работах, на проходке траншей и канав, на работах по устройству дорог, возведению плотин, дамб и на планировочных работах применяют также колесный скрепер – прицепной механизм, работающий с гусеничным или колесным трактором.

Эксплуатационный период для скреперов установлен в центральных районах Магаданской области с 15 мая по 1 октября, в районах Заполярья – с 20 мая по 20 сентября. Выемку мерзлых грунтов скреперами начинают, когда глубина оттаявшего слоя достигает 15–20 см.

При транспортировании на расстояние 300–350 м сменная производительность скрепера с ковшом емкостью 6 м³ достигает 200 м³.

В едином комплексе.

На практике нередки такие производственные условия, в которых использование только того или иного типа землеройных машин не позволяет достичь высокой производительности. Такие условия, в частности, имеют место при вскрыше мерзлых торфов значительной мощности на разрезах большой ширины. В этих случаях целесообразно совместное применение землеройных машин, позволяющее наиболее полно использовать особенности каждой из них.

В годы Великой Отечественной войны и особенно в послевоенное время работают бульдозеры на базе трактора С‑80. Ими вскрывают торфа и транспортируют их во внешние отвалы. Пески на промывочные приборы доставляют заглубленными в плотик россыпи ленточными конвейерами, загружаемыми через бункера с механическими питателями. Бульдозеры часто работают в комплексе с экскаваторами на подкучивании песков или на вскрыше торфов. Таким комбинированным способом разрабатывалась, к примеру, мерзлая россыпь по р. Ыныкчан (трест «Джугджурзолото»). В открытом разрезе одновременно работало до шести‑восьми ленточных конвейеров, три‑четыре экскаватора и пять‑шесть бульдозеров. Производительность труда на разработке этой мерзлой россыпи при комплексной механизации составляла на вскрыше торфов 40–50 м³/чел. – смену, а на добыче и промывке песков 19–20 м³/чел. – смену.

В 1952 г. начали разрабатывать открытым разрезом талую россыпь Васильевской террасы глубиной 14–15 м. При коэффициенте вскрыши 5–6 м³/м³ торфа вскрывали по бестранспортной схеме двумя экскаваторами с ковшом емкостью 2 м³, с перевалкой во внешние отвалы. Пески добывали прямой лопатой с ковшом емкостью 0,75 м³ и отвозили на промывочный прибор в автосамосвалах. Кроме добычного экскаватора, в разрезе работал бульдозер, которым пески подавали на ленточный конвейер. Пески транспортировали непосредственно на промывочный прибор по наклонной эстакаде. Производительность труда рабочего составила в этом случае около 16 м³ горной массы, а на вскрыше торфов на рабочего, занятого на экскаваторе, – 80–90 м³/смену.

Достигнутая производительность на добыче песков в 5–6 раз превышает производительность труда на разработке россыпей подземным способом в Ленском районе.

На предприятиях Магаданского совнархоза для разработки мерзлых россыпей при комплексной механизации открытых работ в настоящее время применяют экскаваторы – прямые лопаты и драглайны с ковшом емкостью от 0,5 до 3,0 м³, бульдозеры с тракторами мощностью от 60 до 140 л. с., ленточные конвейеры, тракторные прицепы грузоподъемностью до 23 т, тракторные скреперы с ковшом емкостью преимущественно 6 м³.

В 1950 г. удельный вес дорогостоящей вскрыши торфов в зимнее время составлял 60 % всего объема вскрываемых пород, ныне же, благодаря широкому применению бульдозеров, колесных скреперов, экскаваторов, удельный вес зимней вскрыши торфов значительно уменьшился, а его стоимость снизилась в 2–4 раза.

К 1956 г. все основные операции по вскрыше торфов и добыче песков на открытых работах были полностью механизированы. Себестоимость добычи и промывки песков при открытых работах в 1,5–2 раза ниже, чем при подземных.