Землесос — наиболее совершенная из машин, применяемых для транспортирования пульпы от забоя к обогатительным установкам. Основное преимущество землесоса по сравнению с гидроэлеватором — более высокий коэффициент полезного действия, достигающий 0,55—0,72.
Однако землесос в условиях разработки россыпей имеет и недостатки по сравнению с гидроэлеватором: при равной производительности вес землесоса в 2–3 раза превышает вес гидроэлеватора. Стоимость землесоса, а также стоимость его транспорта в отдаленные районы в несколько раз выше аналогичных расходов для гидроэлеватора. Землесос более сложен в обслуживании.
Землесос в конструктивном отношении представляет собой одноступенчатый центробежный насос, но рабочее колесо его, в отличие от колеса центробежного насоса, имеет увеличенные размеры межлопастного пространства для пропуска камней и крупных кусков породы. Корпус и рабочее колесо землесоса изготовляют, во избежание быстрого износа, из отбеленного чугуна или стали специальных сортов.
Пульпа засасывается землесосом из зумпфа, объем которого определяется наибольшей производительностью гидравлической установки. Если для подачи пульпы на промывочный прибор напора одного землесоса недостаточно, устанавливают два землесоса (последовательно). При разработке россыпей применяют преимущественно землесосы марок 6НЗ, 8НЗ и ЗГМ-2.
Землесосный снаряд в работе.
Обычно гидравлическая установка включает один землесос и несколько гидромониторов. Для удобства передвижения землесосы устанавливают на платформах, снабженных салазками, или на тракторных тележках, имеющих гусеничный ход; существуют также самоходные конструкции, на базе гусеничных тракторов. Наиболее часто применяют землесосные установки, смонтированные на платформах с салазками, которые передвигают с помощью трактора.
Большой интерес представляют плавучие землесосные снаряды с механическими разрыхлителями. В России первые опыты по применению земснарядов для добычи золота проводились в 1884 г. на р. Илиткан (приток р. Зеи).
Позднее, в 1909 г. землесосный снаряд был установлен на р. Сакраменто (Калифорния, США). Всасывающая труба помещалась в специальном зумпфе и ее направлял водолаз. Если встречались большие камни, водолаз откатывал их.
Плавучие землесосные снаряды, независимо от конструкции, состоят из стального, реже деревянного понтона, верхней надстройки — палубы, на которой размещены лебедки для передвижения снаряда, землесосы и их двигатели, насосы для заливки землесосов, обогатительное оборудование, пульпопроводы и др.
В качестве привода землесосных снарядов могут применяться дизельные и электрические двигатели. Всасывающую трубу землесоса, подвешенную одним концом к передней мачте, поднимают и опускают с помощью лебедки и полиспаста.
Землесосные снаряды, как и драги, работают в искусственных и естественных водоемах. Пески обогащают либо на приборах, установленных непосредственно на понтоне снаряда, либо на плавучих и береговых фабриках.
Для рыхления плотных пород землесосные снаряды имеют специальные приспособления — разрыхлители различной конструкции. Одна из таких конструкций применялась, в частности, на строительстве Куйбышевской ГЭС для рыхления плотных грунтов.
Трубы плавучего пульпопровода соединяют между собой гибкими резиновыми рукавами или с помощью фланцев с болтовым креплением. Для соединения труб диаметром до 300 мм применяют резиновые рукава, армированные проволочной спиралью, для труб больших диаметров — резиновые рукава с наружной предохранительной оплеткой. Пульпопроводы между земснарядом и береговыми пульпопроводами соединяют также резиновыми рукавами, поддерживаемыми на плаву металлическими поплавками из труб.
Землесосный снаряд работает следующим образом. Рама с разрыхлителем и всасывающей трубой опускается на забой, после чего насос нагнетает воду и включается эжектор. Одновременно начинает работать разрыхлитель. Разрыхленная порода с водой всасывается землесосом и нагнетается в пульповод, к которому присоединены обогатительные трубы.
Россыпь разрабатывают послойно. Когда вырабатывается слой породы, равный по высоте диаметру разрыхлителя, рама с разрыхлителем и всасывающей трубой опускается и отрабатывает новый слой. Таким образом россыпь обрабатывается на всю мощность.
В настоящее время для разработки глинистых пород применяются головки разрыхлителей с ножами в виде сверл, а для разработки каменистых пород — с ножами, на которые насажены зубья из хромоникелевой стали.
Землесосные снаряды разрабатывают долинные и русловые россыпи аллювиального происхождения.
Широкое применение гидромеханизации для разработки золотосодержащих россыпей Сибири и Дальнего Востока долгие годы ограничивалось двумя факторами — потребностью в электроэнергии и необходимостью иметь воду с естественным напором.
В настоящее время созданы возможности для самого широкого внедрения гидромеханизации, что обусловлено, в первую очередь, строительством на Востоке нашей страны мощных электростанций, которые «насытят» районы золотоносных россыпей дешевой электроэнергией. Для расширения области применения гидромеханизации при добыче золота важно помимо этого, оснащение приисков универсальными машинами для вскрыши торфов, а также использование для оттаивания мерзлых пород солнечной радиации.
Глава восьмая В ГЛУБИНЕ ЗЕМЛИ
Добывать открытым способом золотоносные пески, покоящиеся под многометровым слоем грунта, стало возможным только несколько десятилетий назад. Прежде такие пласты гнали старателя под землю.
Еще на заре золотого промысла человек пытался вести подземные работы — рыл ямы и «дудки». Однако в условиях примитивной техники освоение глубоких водоносных россыпей было очень трудной задачей. Подземный способ разработки долгое время не получал распространения. В 1841 г. в России подземным способом было добыто золота в 2,7 раза меньше, чем открытым.
Основными районами добычи золота подземным способом были Ленский и Витимский округа, где с 1846 по 1884 г. работали прииски Дальней тайги в системе рек Б. Патом и Валюхта, с 1861 г. прииски так называемой Средней тайги по рекам Ныгри и Хомолхо, с 1863 г. — Ближней тайги по р. Бодайбо и ее притокам.
Подземные работы на водообильных россыпях приисков Витимского горного округа вели с искусственным водоотливом, применяя паровые насосы.
На Урале, в Баргузинской тайге и в ряде других районов, золото добывали из-под земли «хозяйским» способом — без всякого надзора за безопасностью работ, особенно на глубоких, водоносных и мерзлых россыпях.
В старой шахте.
Старательские артели разрабатывали подземным способом неводоносные россыпи с высоким содержанием золота 2–4 г в 1 м3 песка. Однако производительность труда была низкой — старатель добывал и промывал в день не более 1,5 м3 песка.
В северных районах, например в Олекминском округе, вечномерзлые россыпи разрабатывались отдельными старателями подземным способом на глубине 8—10 м. Мерзлые пески оттаивали пожогами из дров и угля или камнями, нагретыми на кострах. Содержание золота 5–6 г в 1 м3 песка считалось минимальным, а дневная выработка на старателя не превышала 0,5–0,8 м3 золотоносного песка.
О техническом уровне дореволюционных «золотых» шахт можно судить хотя бы по такому факту. На приисках Олекминского округа, наиболее крупных золотодобывающих предприятиях того времени, пески поднимали на поверхность конной тягой, в деревянных и железных бадьях.
После Великой Октябрьской социалистической революции подземная разработка россыпей государством развивалась параллельно со старательскими работами.
В 1934–1936 гг. в Баргузинской тайге, впервые за все время существования в этом районе золотодобывающих приисков, стали разрабатывать подземным способом мерзлую долинную россыпь глубиной до 16 м по ключу Мухтунному.
Ранее, в 1927–1928 гг., в больших масштабах была организована разработка россыпей подземным способом на Алдане, а также по р. Малая Тырканда в Тыркандинском районе (водоносная россыпь глубиной около 20 м). В Ленском районе этот способ был распространен для отработки россыпных месторождений золота на прииске Светлом по рекам Большая и Малая Тунгуска.
Начиная с 40-х годов на Лене подземный способ стали применять в Ближней тайге, где глубокие и водоносные талые россыпи разрабатывают по р. Бодайбо и ее притокам (Большому Догалдыну, Малому Чанчику, Накатали и др.), по ключам Громовскому, Крутому и др. В послевоенный период началась подземная отработка россыпей по р. Аллах-Юнь (Джугджурский район). На Ленских приисках подземная разработка россыпей преобладает и в настоящее время.
Совершенствование подземной добычи золота на золотоносных россыпях Сибири и Дальнего Востока происходило в несколько этапов.
В 30-х годах по инициативе инженера Д. А. Рыбачека на мерзлых Шахтомынских приисках «Забайкалзолота» стали работать по высокопроизводительной системе разработки лавами, что сократило расход крепи в 4 раза и понизило себестоимость добычи песков на 30–40 %.
На предприятиях Дальстроя система разработки лавами впервые была применена в 1936–1937 гг. на прииске «Разведчик».
В эти же годы при подземной разработке вечномерзлых россыпей получает повсеместное распространение в Сибири, а затем и на Колыме оттаивание паровыми иглами (пойнтами). Этот способ оттаивания, наряду с неоспоримыми преимуществами, имел и существенные недостатки — засорение золотоносных песков оттаявшими породами из кровли выработок и большой расход дров.
Пытаясь совершенствовать отбойку мерзлых песков при подземной разработке россыпей, на приисках Шахтомы, а позднее и на приисках «Якутзолота» применили гидравлический способ. Однако наиболее эффективным оказался способ отбойки мерзлых золотоносных песков путем бурения в них шпуров, заряжаемых взрывчаткой и взрываемых. Этот способ впервые был применен в 1936 г. на уже упомянутом прииске «Разведчик».