АНАЛИЗ ПРЕИМУЩЕСТВ И НЕДОСТАТКОВ ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

АННОТАЦИЯ

В статье анализируется гидромеханизация как высокопроизводительный метод разработки рыхлых россыпных месторождений. Установлено, что ключевыми преимуществами метода являются высокая удельная производительность (до 300 м³/час) и минимальные эксплуатационные затраты за счет сокращения парка карьерной техники. Однако эти экономические выгоды критически ограничиваются чрезвычайно высокой водоёмкостью процесса (5 – 15 м³ воды на 1 м³ руды) и низкой селективностью выемки. Особое внимание уделено высоким экологическим рискам, связанным с образованием больших объемов тонкодисперсных хвостов и угрозой заиления водотоков. Обосновано, что рациональная область применения гидромеханизации ограничивается несцементированными, однородными россыпями при обязательном внедрении замкнутых циклов водоснабжения и систем очистки, необходимых для соответствия ужесточающимся экологическим стандартам.

Ключевые слова: Гидромеханизация, россыпные месторождения, гидротранспорт, водоёмкость, экологические риски.

Разработка россыпных месторождений, содержащих стратегически важные полезные ископаемые, занимает важное место в мировой горнодобывающей промышленности. Гидромеханизация, основанная на использовании энергии водного потока для разрушения и транспортирования горной массы, является одним из старейших и наиболее производительных способов ведения работ. Актуальность анализа метода обусловлена необходимостью его объективной оценки в условиях ужесточения экологических стандартов и противоречием между его высокой экономической эффективностью и значительным воздействием на окружающую среду. Целью данной работы является систематизация и аргументированный анализ технико-экономических и экологических аспектов гидромеханизации для определения рациональной области её применения в XXI веке.

Принципы и область применения гидромеханизации

Гидромеханизация базируется на использовании гидравлических мониторов для разрушения массива и последующей транспортировки пульпы. Технологический процесс включает разрушение, выемку, гидротранспорт и обезвоживание. Область применения строго ограничена физико-механическими свойствами массива. Метод наиболее эффективен на несцементированных, рыхлых, высоководнонасыщенных отложениях с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова f ≤ 1,5 [3, с. 147]. Как правило, это аллювиальные россыпи в поймах рек.

Преимущества гидромеханизации

Ключевые преимущества гидромеханизации сосредоточены в сфере производительности и капитальных затрат. Метод обеспечивает высокую удельную производительность по выемке, поскольку является непрерывным процессом, в отличие от циклической механической выемки. Мощные гидромониторы способны обрабатывать объемы до 200 – 300 м³/час на агрегат [4, с. 255]. Это сопровождается низкими удельными эксплуатационными затратами [5, с. 47], достигаемыми за счет минимизации парка тяжёлой карьерной техники и обслуживающего персонала. Основные расходы направлены на электроэнергию и амортизацию оборудования. Кроме того, разрушение массива ведется дистанционно, что существенно повышает безопасность горных работ на неустойчивых или обводненных участках, исключая присутствие людей и техники в опасной зоне [6, с. 112].

Недостатки и экологические риски

Недостатки гидромеханизации, преимущественно экологического и геологического характера, существенно ограничивают её современное применение. Основным из них является чрезвычайно высокая водоёмкость: специфический расход воды может достигать 5 – 15 м³ воды на 1 м³ руды [1, с. 90]. Это создает критическую нагрузку на водные ресурсы региона.

С экологической точки зрения, проблемы усугубляются загрязнением водной среды и необходимостью утилизации больших объемов тонкодисперсных хвостов. Сброс неочищенных сточных вод в водотоки приводит к их заилению и нарушению биоценоза [2, с. 5]. Требования к внедрению обязательных замкнутых циклов водоснабжения значительно увеличивают капитальные затраты, нивелируя экономические преимущества.

Кроме того, с геологической точки зрения, метод обладает низкой селективностью, не позволяя эффективно разделять рудные тела и приводя к неизбежному разжижению руды. Гидромониторы также неэффективны на сцементированных, глинистых или мёрзлых грунтах, где их производительность резко падает, а удельное потребление энергии возрастает [4, с. 256].

Вывод

Гидромеханизация остается высокопроизводительным способом разработки, но её применение требует строгого обоснования. Технико-экономическая целесообразность сохраняется исключительно для крупных, однородных, несцементированных россыпей при наличии достаточных водных ресурсов. Экологическая ответственность обязывает применять метод только в сочетании с замкнутыми циклами водоснабжения и эффективной утилизацией хвостов. Внедрение этих строгих норм значительно увеличивает капитальные расходы, сокращая экономический разрыв с механическими методами. Таким образом, гидромеханизация является узкоспециализированным методом, а не универсальным решением.

Список литературы:

1. Бахтин, П. Н. Экологические аспекты гидромеханизации при добыче аллювиального золота // Проблемы рационального использования природных ресурсов. – 2020. – Т. 12, № 3. – С. 88–95.
2. Охрана природы. Гидросфера. Классификация водоемов по загрязнению : ГОСТ 17.1.1.04-80. Введ. 1982-01-01. Москва : Изд-во стандартов, 1982. 10 с.
3. Каплунов, Б. Я. Повышение эффективности разработки россыпных месторождений / Б. Я. Каплунов, Н. И. Кудряшов, А. А. Протодьяконов. – Москва : Недра, 2018. – С. 145–150.
4. Ржевский, В. В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ : учебник для вузов. – 4-е изд. – Москва : Недра, 2017. – 560 с.
5. Ситников, А. П. Сравнительный анализ удельных затрат на выемку горной массы при механическом и гидравлическом способах // Горный журнал. – 2021. – № 5. – С. 45–49.
6. Шурыгин, В. А. Охрана труда и промышленная безопасность при разработке месторождений полезных ископаемых : монография. – Новосибирск : Наука, 2019. – 312 с.