4

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНАЯ АКАДЕМИЯ

центр дистанционного образования

Кафедра комплексного освоения и экологии

россыпных и морских месторождений

В.П. Дробаденко О.А. Луконина С.В. Тимошенко

ОСНОВЫ

ГИДРОТЕХНОЛОГИИ

учебное пособие

Утверждено

Редакционным советом центра дистанционного образования

МОСКВА

2001

УДК.

Дробаденко В.П., Луконина О.А., Тимошенко С.В. Основы гидротехнологии. Учебное пособие.

М.: Изд-во МГГА. 2001. – 75 с.

В учебном пособии охарактеризованы основные технологические процессы гидромеханизации: разрушение горных пород гидравлическими струями, пульпоприготовление и всасывание гидросмеси, гидравлическое транспортирование горных пород открытыми или напорными потоками жидкости и отвалообразование. Рассмотрены принцип действия и технические характеристики основных устройств и аппаратов применяемых в гидромеханизации: центробежных водяных и грунтовых насосов, гидромониторов, гидроэлеваторов, эрлифтов, загрузочных аппаратов. Приведены типовые методики инженерного расчета основных технологических параметров процессов гидротехнологии. Для студентов и аспирантов специализации разработки россыпных месторождений горных специальностей вузов.

Ил. 39. Библиогр. 15 назв.

^Московская государственная

геологоразведочная Академия, 2001г.

Введение

При выполнении геологоразведочных и горных работ с применением гидромеханизации технологические процессы ведут полностью или частично с использованием энергии движущегося потока жидкости (воды, раствора реагента или механической смеси воды с твердыми частицами).

Законы движения жидкостей изучаются механикой жидкостей или, иначе гидромеханикой.

Гидродинамические явления составляют физическую сущность пяти основных технологических процессов гидромеханизации:

• разрушение гидравлическими струями рыхлых горных пород, т.е. размыв связных (глинистых) или песчаных пород как в целике (массиве), так и после предварительного разрушения;

• пульпоприготовление и всасывание гидросмеси, полученной после гидравлического разрушения горных пород;

• гидравлическое транспортирование частиц или кусков горных пород открытыми или напорными потоками жидкости;

• отвалообразование в горных выработках, специальных сооружениях, в отвалах, т.е. намыв и осаждение частиц или кусков горных пород.

Гидромеханизация, как технологический комплекс имеет как свои преимущества, так и недостатки:

Достоинства: – поточность технологического процесса, сокращение объемов капитальных работ и соответственно сроков строительства карьеров; высокая производительность труда, простота, малая стоимость, незначительный вес и небольшие размеры основного оборудования, возможность попутного обогащения полезного ископаемого.

Недостатки: снижение производительности при трудно размываемых породах, относительно высокая энергоемкость работ; снижение производительности в зимнее время; возможность переизмельчения полезного ископаемого выше допустимых пределов.

Краткая историческая справка

Впервые энергия напорной водяной струи была использована для добычи золота на Урале в 1830 г. В 1867 г. гидравлический способ добычи золота был успешно применен на золотых приисках оз. Байкал. Характерной особенностью начальной стадии гидромеханизации была схема работ, при которой вода собиралась в естественные емкости, затем самотеком подавалась по напорным трубам к гидромониторам.

Подводное всасывание грунтов было впервые осуществлено во Франции в 1859г для дноуглубительных работ в порту Сен-Назер, где был применен землесосный снаряд с поршневым насосом. Примерно через 5 лет во Франции и почти одновременно в Англии появились земснаряды с центробежными насосами, которые очень быстро полностью вытеснили поршневые насосы.

В 1874-1876 гг. было образовано акционерное товарищество «Гидротехник», которое выполняло подрядные работы по дноуглублению и добыче песка на Днепре и Волге. В конце 70-х годов общество «Гидротехник» имело 18 землесосов. Годовой объем гидравлической разработки россыпей не превышал 450-500 тыс.м³.

В 1911 г. русским акционерным обществом «Сормово» были проведены дноуглубительные и намывные работы объемом 15млн.м³ грунта при замыве Биби-Эйбатской бухты в близи г. Баку.

Гидравлический способ добычи торфа (гидроторф), разработанный в общих чертах в 1916 г. русским инженером Р.Э. Классоном, является первым в истории техники торфодобывания способом массового производства торфяного топлива.

В развитии гидромеханизации земляных работ в бывшем СССР выдающую роль сыграл Н.Д. Холин.

При земляных работах на строительстве Азовстали в 1934-1935 гг. гидромеханизацией было разработано около 4 млн. м³ породы.

В 1936-1941 гг. на строительстве Волгостроя 21 % всех земляных работ был выполнен способом гидромеханизации.

Первый электрический землесосный снаряд с производительностью по грунту 100 м³/ч для строительных и горных работ в СССР был запроектирован и построен в 1937-1938гг. под руководством Б.М. Шкундина.

Большие объемы земляных работ были выполнены способом гидромеханизации в транспортном строительстве под руководством П.П. Дьякова.

Впервые на открытых разработках в угольной промышленности гидромеханизация горных работ начала применяться в 1939 г. на строительстве Байдаковского и Люторического угольных карьеров. В 1943 г. гидровскрышные работы были успешно внедрены на Батуринском угольном карьере. Здесь впервые в угольной промышленности был применен гидротранспорт пород от экскаваторов.

С 60^ых годов с помощью гидромеханизации производят большие объемы работ при разработке торфа, россыпных месторождений золота и олова, песчано-гравийных месторождений, а так же осуществляют вскрышные работы на угольных карьерах Башкирии, Урала, Средней Азии, Кузбасса, Восточной Сибири, Украины.

Большой вклад в развитие гидромеханизации кроме перечисленных выше ученых внесли: Ю.В. Бубис, Б.А. Волгин, В.Д. Журин, Н.Г. Малухин, Л.Д. Меламут, Г.А. Нурок, Г.П. Никонов, С.М. Шорохов, А.И. Харин, В.Ф. Хныкин, А.П. Юфин, А.М. Царевский, и другие.