Гидравлическая добыча полезных ископаемых - это форма горных работ, при которой струи воды под высоким давлением используются для удаления горных пород или перемещения отложений. [1] В горнодобывающей промышленности россыпей из золота или олова , полученный осадок водой суспензию направляют через шлюзовые коробки , чтобы удалить золото. Он также используется при добыче каолина и угля .
Гидравлическая добыча полезных ископаемых была разработана на основе древнеримских методов, которые использовали воду для разработки мягких подземных отложений. Его современная форма, в которой используются струи воды под давлением, производимые соплом, называемым «монитором», возникла в 1850-х годах во время Калифорнийской золотой лихорадки в Соединенных Штатах. Несмотря на успех в добыче богатых золотом полезных ископаемых, широкое использование этого процесса привело к значительному ущербу окружающей среде , такому как усиление наводнений и эрозии , а также отложения, блокирующие водные пути и покрывающие сельскохозяйственные поля. Эти проблемы привели к его правовому регулированию. Гидравлическая добыча полезных ископаемых используется в различных формах по всему миру.
История [ править ]
Предшественник: промывка грунта [ править ]
Гидравлическая добыча была предшественницей в практике промывки грунта, развитие которой также известно как « замалчивание », при котором поверхностные потоки воды отводились для размывания золотосодержащего гравия. Первоначально он использовался в Римской империи в первые века до нашей эры и н.э. и распространился по всей империи, где бы ни появлялись наносные отложения. [2] Римляне использовали промывку грунта для удаления покрывающих пород и золотоносных обломков в Лас-Медулас в Испании и Долаукоти в Великобритании . Этот метод также использовался в елизаветинской Англии и Уэльсе (и редко в Шотландии ) для разработки свинца ,оловянные и медные рудники.
Вода широко использовалась римскими инженерами в первые века до н.э. и н.э., когда Римская империя быстро расширялась в Европе. Используя процесс, позже известный как замалчивание, римляне хранили большой объем воды в резервуаре непосредственно над районом добычи; затем вода была быстро выпущена. Образовавшаяся волна воды удалила покрывающие породы и обнаженную коренную породу. Затем были обработаны золотые жилы в коренных породах с использованием ряда методов, и снова использовалась энергия воды для удаления обломков. Останки в Лас-Медулас и прилегающих районах демонстрируют бесплодные земли гигантского масштаба из-за гидравлического движения богатых россыпных месторождений золота. Лас-Медулас теперь внесен в список Всемирного наследия ЮНЕСКО . На сайте показаны останки как минимум семи крупныхакведуки длиной до 30 миль (48 км), подающие большие запасы воды на участок. В золотодобывающей операции были описаны в ярких условиях по Плиния Старшего в его естественной истории , опубликованных в первом веке нашей эры. Плиний был прокурором в Hispania Terraconensis в 70-х годах нашей эры и сам был свидетелем операций. Использование замалчивание было подтверждено полевых исследований и археологии в Dolaucothi в Южном Уэльсе , единственный известный римский золотой рудник в Великобритании .
Калифорнийская золотая лихорадка [ править ]
Современная форма гидравлической добычи полезных ископаемых с использованием струй воды, направляемой под очень высоким давлением через шланги и сопла в золотоносные горные палеогравеи , была впервые использована Эдвардом Маттесоном недалеко от Невада-Сити , Калифорния, в 1853 году во время Калифорнийской золотой лихорадки . [3] Маттесон использовал брезентовый шланг, который позже был заменен шлангом из кринолина к 1860-м годам. [4] В Калифорнии гидравлическая добыча часто доставляла воду с возвышенностей на большие расстояния в водоемы на несколько сотен футов выше области добычи. Гидравлическая добыча в Калифорнии разрабатывала месторождения гравия, что превращало ее в форму россыпной добычи .
Первые старатели в Калифорнии обнаружили, что чем больше гравия они смогут обработать, тем больше золота они могут найти. Вместо того, чтобы работать с поддонами, шлюзовыми ящиками, длинными томами и качелями, горняки совместно работали над поиском способов более быстрой обработки большего количества гравия. Гидравлическая добыча стала самой крупномасштабной и самой разрушительной формой добычи россыпей. Вода перенаправлялась в постоянно сужающийся канал через большой брезентовый шланг и выходила через гигантское железное сопло , называемое «монитором». Поток чрезвычайно высокого давления использовался, чтобы промыть целые склоны через огромные шлюзы.
К началу 1860-х годов, когда гидравлическая добыча находилась на пике, мелкомасштабная добыча россыпей в значительной степени истощила богатые поверхностные россыпи, и горнодобывающая промышленность обратилась к твердым породам (так называемая добыча кварца в Калифорнии) или гидравлической добыче, что потребовало более крупных организаций и намного больше капитала. К середине 1880-х годов, по оценкам, 11 миллионов унций золота (на сумму около 7,5 миллиардов долларов США в ценах середины 2006 года) было извлечено гидравлической добычей во время Калифорнийской золотой лихорадки.
Проблемы окружающей среды [ править ]
Гидравлическая добыча полезных ископаемых, принося миллионы долларов налоговых поступлений государству и поддерживая большое количество горняков в горах, оказала разрушительное воздействие на прибрежную природную среду и сельскохозяйственные системы в Калифорнии. Миллионы тонн земли и воды были доставлены в горные ручьи, которые питали реки, впадающие в долину Сакраменто . Как только реки достигли относительно плоской долины, вода замедлилась, реки расширились, и наносы отложились в поймах и руслах рек, заставляя их подниматься, переходить в новые русла и выходить из берегов, вызывая сильные наводнения , особенно во время весенний таяние.
Города и поселки в долине Сакраменто испытали на себе все большее количество разрушительных наводнений , в то время как подъем русла рек все более затруднял судоходство по рекам. Возможно, ни один другой город не испытал такого блага и проклятия добычи золота , как Мэрисвилл . Расположенный в месте слияния рек Юба и Фезер , Мэрисвилль был последней точкой "прыжка" для шахтеров, направлявшихся к северным предгорьям в поисках счастья. Пароходы из Сан-Франциско с шахтерами и припасами прошли вверх по реке Сакраменто , затем по реке Перо кМэрисвилль, где они выгружали пассажиров и груз. Мэрисвилль в конечном итоге построил сложную систему дамб для защиты города от наводнений и наносов. Гидравлическая добыча полезных ископаемых значительно обострила проблему наводнения в Мэрисвилле и настолько обмелела воды реки Фезер, что немногие пароходы могли пройти из Сакраменто в доки Мэрисвилля. Осадки, оставленные такими усилиями, были переработаны земснарядами на месторождении Юба Голдфилдс , расположенном недалеко от Мэрисвилля.
Впечатляющий размытый ландшафт, оставшийся на месте гидравлической добычи, можно увидеть в Государственном историческом парке Малакофф Диггинс в округе Невада, Калифорния . [5] Похожий пейзаж можно увидеть в Лас-Медулас на севере Испании , где римские инженеры проложили грунтом богатые золотые россыпи реки Сил . Плиний Старший упоминает в своей « Naturalis Historia», что Испания вторглась в море и местные озера в результате операций по промывке грунта.
Историческое дело о судебном иске [ править ]
Огромные площади сельскохозяйственных угодий в долине Сакраменто были глубоко засыпаны горными отложениями. Часто опустошаемые паводковыми водами, фермеры требовали прекратить гидравлическую добычу полезных ископаемых. В самой известной судебной тяжбе фермеров против горняков фермеры подали в суд на гидравлические горнодобывающие предприятия, и знаменательное дело Вудрафф против North Bloomfield Mining and Gravel Company дошло до Окружного суда Соединенных Штатов в Сан-Франциско, где судья Лоренцо Сойер принял решение по делу. в пользу фермеров и запретил гидравлическую добычу полезных ископаемых 7 января 1884 года, объявив, что гидравлическая добыча является «общественной и частной неприятностью», и запретил ее работу в районах, примыкающих к судоходным ручьям и рекам. [6]Гидравлическая добыча в гораздо меньших масштабах была возобновлена после 1893 года, когда Конгресс Соединенных Штатов принял Закон Камминетти, который разрешал такую добычу, если были построены сооружения для удержания наносов . Это привело к ряду операций над плотинами для улавливания наносов и плотинами из бревенчатых ям. Большая часть гидравлической горнодобывающей инфраструктуры с доставкой воды была разрушена наводнением 1891 года, поэтому этот более поздний этап добычи проводился в гораздо меньших масштабах в Калифорнии.
За пределами Калифорнии [ править ]
Хотя эта технология часто ассоциируется с Калифорнией из-за ее принятия и широкого распространения там, эта технология широко экспортировалась в Орегон ( Джексонвилл в 1856 году), Колорадо (Клир-Крик, Централ-Сити и Брекенридж в 1860 году), Монтану ( Баннак в 1865 году), Аризону ( Рысь-Крик в 1868 году), Айдахо ( Айдахо-Сити в 1863 году), Южная Дакота ( Дедвуд в 1876 году), Аляска ( Фэрбенкс в 1920 году), Британская Колумбия ( Канада), так и за рубежом. Он широко использовался в Далонеге, штат Джорджия, и продолжает использоваться в развивающихся странах, часто с разрушительными экологическими последствиями. Разрушения, вызванные этим методом добычи, заставили Эдвина Картера , «натуралиста из бревенчатой хижины», переключиться с добычи полезных ископаемых на сбор образцов дикой природы 1875–1900 годов в Брекенридже, штат Колорадо , США.
Гидравлическая добыча также использовалась во время австралийской золотой лихорадки, где это называлось гидравлическим промыванием . Одно примечательное место было в Восточных претензиях недалеко от Омео в Виктории, где оно использовалось в период с 1850-х до начала 1900-х годов, и многочисленные свидетельства повреждений все еще видны сегодня. [7]
Гидравлическая добыча широко используется в Центральном Отаго золотой лихорадки , которые имели место в 1860 - х годах в Южном острове в Новой Зеландии , где он был также известен как шлюзования .
Начиная с 1870-х годов, гидравлическая добыча стала основой добычи аллювиального олова на Малайском полуострове . [8] Гидравлическая система ранее использовалась в округе Полк, штат Флорида, для добычи фосфоритов . [9]
Современное использование [ править ]
В дополнение к использованию в настоящей горной добыче, гидравлическая добыча может использоваться как техника земляных работ , в основном для сноса холмов. Например, месторождение Denny Regrade в Сиэтле в основном было выполнено за счет гидравлических горных работ.
Гидравлическая добыча - это основной способ добычи каолинитовой глины в Корнуолле и Девоне на юго-западе Англии.
Египет использовал гидравлические методы добычи к нарушению в Бар Лева песчаную стену на Суэцком канале, в операции Бадре (1973) , который открыл войну Судного дня .
Золотые прииски Рэнд [ править ]
На золотых месторождениях Южноафриканского Рэнда с 1977 года работает установка по переработке поверхностных хвостов золота под названием East Rand Gold and Uranium Company (ERGO). [10] На предприятии используются гидравлические мониторы для создания навозной жижи из более старых (и, следовательно, более богатых). ) хвостохранилищ и перекачивает их на большие расстояния к обогатительной фабрике.
Ежемесячно на предприятии перерабатывается почти два миллиона тонн хвостов при себестоимости переработки менее 3 долларов США за тонну (2013 г.). Скорость извлечения золота составляет всего 0,20 г / т, но низкий выход компенсируется чрезвычайно низкой стоимостью обработки, при которой для извлечения не требуется рискованная или дорогая добыча или измельчение. [11]
Образующиеся шламы перекачиваются дальше от застроенных территорий, что позволяет экономически освоить земли, расположенные рядом с коммерчески ценными территориями и ранее покрытые хвостохранилищами. Исторические свалки рудников желтого цвета вокруг Йоханнесбурга сейчас почти редкость, их можно увидеть только на старых фотографиях.
Уран и пирит (для производства серной кислоты ) также доступны для извлечения из технологического потока в качестве побочных продуктов при подходящих экономических условиях.
Подземная гидравлическая добыча [ править ]
Струи воды под высоким давлением также использовались при подземной добыче угля , чтобы разбить угольный пласт и смыть образовавшуюся угольную суспензию к месту сбора. [1] Форсунка для подачи воды под высоким давлением называется «гидромонитором». [12]
См. Также [ править ]
- Гидрология
- Гидроэнергетика
- Гидравлический разрыв пласта , использование воды под высоким давлением при бурении нефтяных и газовых скважин
- Мойка высокого давления , аналогичное использованию струй воды под высоким давлением
- Водоструйный резак , аналогичный использованию струй воды под высоким давлением
- В шахте «Сигар-Лейк» для добычи урана используется аналогичный метод с водой под высоким давлением.
Ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме гидравлической добычи полезных ископаемых . |
- ^ a b Пол У. Траш, Словарь горнодобывающих, минеральных и связанных с ними терминов , Горное управление США, 1968, стр. 560.
- ^ Пол У. Траш, Словарь горнодобывающих, минеральных и связанных с ними терминов , Горное управление США, 1968, стр. 515.
- ^ Рэндалл Роэ (1985) Гидравлическая добыча полезных ископаемых на американском Западе , Монтана: Журнал западной истории, v.35, n.2, p.18-29.
- ^ Изенберг, Эндрю (2005). Горная Калифорния Экологическая история . Хилл и Ван. С. 34 . ISBN 978-0-8090-9535-3.
- ^ "Малакофф Диггинс SHP" . Штат Калифорния.
- ↑ Гидравлическая добыча запрещена [1], по состоянию на 19 января 2014 г.
- ^ «Восточные претензии исторической области - заметки о парке» (PDF) . Официальный сайт парков Виктории . Парки Виктория . Архивировано 3 марта 2011 года из оригинального (PDF) . Проверено 16 октября 2010 года .
- ^ Марк Клири и Ким Чуан Гох, Окружающая среда и развитие в Малаккском проливе , Лондон: Routledge, 2000, стр. 47, доступ 5 ноября 2009 г.
- ↑ Джордж Дж. Янг, Elements of Mining , 4-е изд., Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1946, стр. 436-438.
- ^ «Информационный бюллетень DRDGold Ergo, октябрь 2012 г.» (PDF) . Проверено 19 января 2013 года .
- ^ «Ergo: добыча богатства Южной Африки снова» (PDF) . Проверено 19 января 2013 года .
- ^ «Скважинная добыча» . Великий майнинг . Проверено 23 ноября 2011 года .
- Гидравлическая добыча в Калифорнии: потускневшее наследие , Пауэлл Гренланд, 2001 г.
- Сражение во Внутреннем море: американская политическая культура, государственная политика и долина Сакраменто: 1850-1986. , U.Calif Press; 395 стр.
- Золото против зерна: споры о гидравлической добыче полезных ископаемых в калифорнийской долине Сакраменто , Роберт Л. Келли, 1959 г.
- Льюис, PR и GDB Jones, Римская золотодобыча на северо-западе Испании , Journal of Roman Studies 60 (1970): 169-85
