Геологическая энциклопедия - гидромониторная разработка

(a. hydraulic mining; н. Wasserstrahlgewinnung; ф. abattage a l'aide du monitor hydraulique; и. arranque con monitor hidraulico) ведение горных работ посредством разрушения породного массива струёй воды гидромонитора; осн. способ гидромеханизации. Г. р. проводится с гидравлич. врубообразованием (подрезкой) или без него.

Г. р. горн. пород на открытых горн. работах осуществляется встречным, попутным и попутно-встречным забоем. При размыве уступа встречным забоем (наиболее распространённый способ) направления движения струи гидромонитора и потока образующейся гидросмеси противоположны. Расстояние от гидромонитора без дистанционного управления (устанавливается на ниж. площадке уступа) до забоя, по условиям безопасного ведения работ, 0,8-1,2 высоты уступа. При Г. р. попутным забоем направления полёта струи гидромонитора (устанавливается на верх. площадке уступа) и потока гидросмеси совпадают. Размыв попутно-встречным или боковым забоем ведётся при плотных, трудноразмываемых породах и высоких уступах. Г. р. гидромониторноземлесосными установками осуществляется заходками. Высота уступа при Г. р. выбирается с учётом достижения макс. производительности гидромонитора по породе и изменяется для ср. условий от 15 до 20 м (в зависимости от производительности гидромонитора по воде и давления струи), в отд. случаях от 20 до 35 м (карьеры КМА). Макс. допустимое расстояние от гидромонитора до забоя и ширина гидромониторного забоя принимаются с учётом использования для размыва эффективной части струи. Напр., при разработке глинистых пород струёй с напором у насадки 78-118 кПа ширина гидромониторного забоя 20-25 м. Вода к гидромониторам подаётся из водоёма насосами. Размытая порода с водой от забоя по площадке уступа или канаве поступает в зумпф, откуда грунтовым насосом перекачивается по трубопроводу к месту укладки. При благоприятном рельефе может быть применено самотёчное гидротранспортирование размытой породы. Для подтекания гидросмеси от забоя к зумпфу в процессе Г. р. на рабочей площадке уступа оставляется наклонный слой несмытой породы (недомыв). При ведении работ по кровле п. и. недомыв убирается бульдозером или экскаватором в навал. Уборка недомыва струёй воды требует большого удельного расхода воды, что резко снижает эффективность Г. р.

Интенсивность размыва (характеризуется объёмом породы, разрабатываемой с помощью 1 м³ воды) возрастает при уменьшении связности породы, увеличении высоты уступа (до определённого предела), расхода воды через гидромонитор, при повышении компактности струи, уменьшении расстояния от гидромонитора до забоя (до допустимого значения). Необходимая величина контактного давления и высота уступа определяют параметры (напор и удельный расход воды) Г. р. (табл. 1).

Для интенсификации размыва плотных пород выполняют спец. мероприятия: предварит, рыхление породы экскаваторами, бульдозерами, с помощью буровзрывных работ, водо-насыщением и др. Порода экскаватором или бульдозером подаётся в навалы, к-рые смываются струёй гидромонитора в зумпф. После буровзрывных работ порода, разрыхлённая в массиве и частично обрушенная, размывается струёй воды.

В условиях, пригодных для применения гидромеханизации, производительность труда при Г. р. в 2-2,5 раза выше, а себестоимость в 1,5-2 раза ниже, чем при экскаваторной разработке с вывозкой пород колёсным транспортом. Наибольший объём применения Г. р. при разработке угольных м-ний (табл. 2).

Для Г. р. угля (обычно с крепостью f до 1,3) в условиях гидрошахт используются струи воды, формируемые в гидромониторных насадках диаметром 16-32 мм под давлением до 12 МПа. Уголь в приповерхностном слое массива разрушается в результате приложения гидродинамич. нагрузки к площадке контакта струи с забоем. Производительность гидромонитора (масса угля, отбиваемого в единицу времени) при Г. р. на очистных работах обычно не менее 20 т/ч, на подготовительных не менее 10-12 т/ч. Удельный расход воды, согласно условиям гидротранспорта и гидроподъёма пульпы, не превышает 3-5 м³/т. Расширение области применения Г. р. (на угли с f до 2, вязкие, слаботрещиноватые), повышение эффективности этого способа разрушения достигаются совершенствованием существующего гидравлич. оборудования (напр., повышением давления гидромониторных струй до 30 МПа и расхода воды до 500 м³/ч), созданием новых методов и средств Г. р. (гидроимпульсаторы и импульсные водомёты).

Достоинства Г. р.: поточность технол. процессов; относительно небольшой вес и простота оборудования; высокая производительность труда.

Недостатки: зависимость эффективности Г. р. от характера разрабатываемых г. п.; значит. энергоёмкость; сезонность работ. Дальнейшее совершенствование Г. р. связано с применением мощного высокопроизводит. оборудования с автоматич. управлением и развитием способов, в к-рых сочетаются гидравлические и др. виды разработок.

За рубежом Г. р. применяется при добыче фосфоритов (США), олова (Малайзия), урановой руды (ЮАР), угля (КНР и др.) и др.

Г. П. Никонов, И. А. Кузьмич.