Гидравлическая добыча — это форма добычи , которая использует струи воды под высоким давлением для вытеснения горной породы или перемещения осадка. [1] При россыпной добыче золота или олова полученная водно-осадочная суспензия направляется через шлюзы для удаления золота. Она также используется при добыче каолина и угля .
Гидравлическая добыча произошла от древнеримских методов, которые использовали воду для выемки мягких подземных отложений. Ее современная форма, использующая струи воды под давлением, производимые соплом, называемым «монитором», появилась в 1850-х годах во время Калифорнийской золотой лихорадки в Соединенных Штатах. Несмотря на успешное извлечение богатых золотом минералов, широкое использование процесса привело к значительному ущербу окружающей среде , такому как усиление наводнений и эрозии , а также осадок, блокирующий водные пути и покрывающий сельскохозяйственные поля. Эти проблемы привели к ее правовому регулированию. Гидравлическая добыча использовалась в различных формах по всему миру.
Гидравлическая добыча имела своего предшественника в практике промывки грунта, развитие которой также известно как « замалчивание », при котором поверхностные потоки воды отводились так, чтобы размывать золотоносные гравийные отложения. Эта техника была разработана в первых веках до н. э. и н. э. римскими шахтерами для размывания аллювия . [2] Римляне использовали промывку грунта для удаления вскрышных пород и золотоносных обломков в Лас-Медуласе в Испании и Долаукоти в Великобритании . Этот метод также использовался в елизаветинской Англии и Уэльсе (и редко в Шотландии ) для разработки свинцовых , оловянных и медных рудников. [ требуется ссылка ]
Вода широко использовалась римскими инженерами в первых веках до нашей эры и нашей эры, когда Римская империя быстро расширялась в Европе. Используя процесс, позже известный как замалчивание, римляне хранили большой объем воды в резервуаре непосредственно над областью добычи; затем вода быстро выпускалась. Образовавшаяся волна воды удаляла вскрышные породы и обнажала коренную породу. Затем золотые жилы в коренной породе разрабатывались с использованием ряда методов, и энергия воды снова использовалась для удаления мусора. Остатки в Лас-Медуласе и в близлежащих районах демонстрируют пейзажи бесплодных земель в гигантских масштабах благодаря гидролизу богатых россыпных месторождений золота.
Las Médulas в настоящее время является объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО . На объекте видны остатки по крайней мере семи крупных акведуков длиной до 30 миль (48 км), подающих большие запасы воды на объект. Работы по добыче золота были ярко описаны Плинием Старшим в его «Естественной истории», опубликованной в первом веке нашей эры. Плиний был прокуратором в Hispania Terraconensis в 70-х годах нашей эры и сам был свидетелем работ. Использование замалчивания было подтверждено полевыми исследованиями и археологией в Dolaucothi в Южном Уэльсе , единственном известном римском золотом руднике в Великобритании . [ требуется ссылка ]
Современная форма гидравлической добычи, использующая струи воды, направляемые под очень высоким давлением через шланги и сопла на золотоносные горные палеогравийные отложения, была впервые использована Эдвардом Маттесоном около Невада-Сити , Калифорния , в 1853 году во время Калифорнийской золотой лихорадки . [3] Маттесон использовал брезентовый шланг, который позже был заменен на кринолиновый шланг к 1860-м годам. [4] В Калифорнии гидравлическая добыча часто доставляла воду с более высоких мест на большие расстояния в накопительные пруды, расположенные в нескольких сотнях футов над районом добычи. Калифорнийская гидравлическая добыча разрабатывала месторождения гравия, что делало ее формой россыпной добычи .
Первые добытчики россыпного золота в Калифорнии обнаружили, что чем больше гравия они могли переработать, тем больше золота они могли найти. Вместо того, чтобы работать с лотками, шлюзами, длинными томами и качалками, шахтеры объединились, чтобы найти способы более быстрой переработки большего количества гравия. Гидравлическая добыча стала самой масштабной и самой разрушительной формой россыпной добычи. Вода перенаправлялась в постоянно сужающийся канал через большой брезентовый шланг и выходила через гигантское железное сопло , называемое «монитор». Струя чрезвычайно высокого давления использовалась для промывки целых склонов холмов через огромные шлюзы.
К началу 1860-х годов, когда гидравлическая добыча была на пике, мелкомасштабная россыпная добыча в значительной степени истощила богатые поверхностные россыпи, и горнодобывающая промышленность обратилась к добыче твердых пород (так называемой кварцевой добыче в Калифорнии) или гидравлической добыче, которая требовала более крупных организаций и гораздо большего капитала. К середине 1880-х годов, по оценкам, было извлечено 11 миллионов унций золота (стоимостью около 7,5 миллиардов долларов США по ценам середины 2006 года) с помощью гидравлической добычи.
Принося миллионы долларов налоговых поступлений в штат и поддерживая большую популяцию шахтеров в горах, гидравлическая добыча оказала разрушительное воздействие на прибрежную природную среду и сельскохозяйственные системы Калифорнии. Миллионы тонн земли и воды были доставлены в горные ручьи, которые питали реки, текущие в долину Сакраменто . Как только реки достигли относительно плоской долины, вода замедлилась, реки расширились, а осадок отложился в поймах и руслах рек, заставив их подняться, сместиться в новые русла и выйти из берегов, вызвав сильное наводнение , особенно во время весеннего таяния снега.
Города и поселки в долине Сакраменто все чаще подвергались разрушительным наводнениям , в то время как подъем русел рек делал навигацию по рекам все более трудной. Возможно, ни один другой город не испытывал на себе благо и проклятие золотодобычи так , как Мэрисвилл . Расположенный в месте слияния рек Юба и Фезер , Мэрисвилл был последней «отправной точкой» для шахтеров, направлявшихся к северным предгорьям в поисках счастья. Пароходы из Сан-Франциско , перевозившие шахтеров и припасы, поднимались по реке Сакраменто , затем по реке Фезер в Мэрисвилл , где они высаживали пассажиров и грузы.
В конечном итоге в Мэрисвилле построили сложную систему дамб для защиты города от наводнений и осадков. Гидравлическая добыча значительно усугубила проблему наводнений в Мэрисвилле и настолько обмелела воды реки Фезер, что лишь немногие пароходы могли добираться из Сакраменто до доков Мэрисвилла. Осадок, оставшийся после таких усилий, перерабатывался драгами на золотоносных приисках Юба , расположенных недалеко от Мэрисвилла.
.JPG/1280px-Malakoff_Diggins,_State_Historic_Park_(Retouched).JPG)
Впечатляющий разрушенный ландшафт, оставшийся на месте гидравлической добычи, можно увидеть в Государственном историческом парке Малакофф-Диггинс в округе Невада, Калифорния . [5]
Залив Сан-Франциско стал местом выхода загрязняющих побочных продуктов во время Золотой лихорадки. Гидравлическая добыча оставила след из токсичных отходов, называемых « сликенами », которые текли с рудников в горах Сьерра через реку Сакраменто в залив Сан-Франциско. [6] Сликенами содержались вредные металлы, такие как ртуть . В этот период промышленная горнодобывающая промышленность сбросила 1,5 миллиарда ярдов токсичных сликенами в реку Сакраменто. По мере того, как сликен перемещался по водным артериям Калифорнии , он откладывал свои токсины в местных экосистемах и водных путях. [7]
Рядом с фермерскими угодьями произошло загрязнение, что привело к политическому противодействию использованию гидравлической добычи. Скользящие отложения протекали через реку Сакраменто, прежде чем попасть в залив Сан-Франциско. В настоящее время залив Сан-Франциско остается опасно загрязненным ртутью. По оценкам, пройдет еще столетие, прежде чем залив естественным образом удалит ртуть из своей системы. [8]
Обширные площади сельскохозяйственных угодий в долине Сакраменто были глубоко погребены под горнодобывающими отложениями. Часто опустошенные паводковыми водами, фермеры потребовали положить конец гидравлической добыче. В самой известной юридической борьбе фермеров против шахтеров фермеры подали в суд на операции по гидравлической добыче, и знаковое дело Вудраффа против North Bloomfield Mining and Gravel Company дошло до Окружного суда Соединенных Штатов в Сан-Франциско, где судья Лоренцо Сойер вынес решение в пользу фермеров и ограничил гидравлическую добычу 7 января 1884 года, заявив, что гидравлическая добыча является «общественным и частным неудобством», и запретив ее проведение в районах, притоках судоходных ручьев и рек. [9]
Гидравлическая добыча в гораздо меньших масштабах возобновилась после 1893 года, когда Конгресс США принял Закон Камминетти, который разрешал лицензированные горные работы, если были построены сооружения для удержания осадка . Это привело к ряду работ над плотинами из кустарника, улавливающими осадок, и плотинами из бревенчатых решёток . Большая часть инфраструктуры гидравлической добычи воды была разрушена наводнением 1891 года, поэтому эта более поздняя стадия добычи велась в гораздо меньших масштабах в Калифорнии.
Хотя часто ассоциируется с Калифорнией из-за ее принятия и широкого использования там, технология широко экспортировалась в Орегон ( Джексонвилл в 1856 году), Колорадо (Клир-Крик, Сентрал-Сити и Брекенридж в 1860 году), Монтану ( Баннак в 1865 году), Аризону ( Линкс-Крик в 1868 году), Айдахо ( Айдахо-Сити в 1863 году), Южную Дакоту ( Дэдвуд в 1876 году), Аляску ( Фэрбанкс в 1920 году), Британскую Колумбию ( Канада ) и за границу. Она широко использовалась в Далонеге, Джорджия , и продолжает использоваться в развивающихся странах, часто с разрушительными экологическими последствиями. Разрушения, вызванные этим методом добычи, заставили Эдвина Картера , «натуралиста из бревенчатой хижины», перейти от добычи к сбору образцов дикой природы с 1875 по 1900 год в Брекенридже, Колорадо , США.
Гидравлическая добыча использовалась во время австралийской золотой лихорадки , где она называлась гидравлическим промыванием . Одним из примечательных мест было Oriental Claims около Омео в Виктории , где она использовалась между 1850-ми и началом 1900-х годов, и многочисленные свидетельства ущерба видны и сегодня. [10]
Гидравлическая добыча широко применялась во время золотой лихорадки Центрального Отаго , которая имела место в 1860-х годах на Южном острове Новой Зеландии , где она также была известна как промывка .
Начиная с 1870-х годов, гидравлическая добыча стала основой добычи россыпного олова на Малайском полуострове . [11] Гидравлическая добыча ранее использовалась в округе Полк, штат Флорида , для добычи фосфатной руды . [12]
В дополнение к его использованию в настоящей добыче, гидравлическая добыча может использоваться как метод выемки грунта , в основном для сноса холмов. Например, Denny Regrade в Сиэтле был в значительной степени выполнен с помощью гидравлической добычи. [13]
Гидродобыча является основным способом добычи каолинитовой глины в Корнуолле и Девоне на юго-западе Англии.
Египет использовал методы гидравлической добычи полезных ископаемых для прорыва песчаной стены « Линии Бар-Лева» в Суэцком канале в ходе операции «Бадр» (1973 г.), которая положила начало Войне Судного дня .
На золотоносных месторождениях южноафриканского Рэнда с 1977 года действует предприятие по переработке хвостов с поверхности золота под названием East Rand Gold and Uranium Company (ERGO). [14] На предприятии используются гидравлические мониторы для создания пульпы из старых (и, следовательно, более богатых) хвостохранилищ и ее перекачивания на большие расстояния на обогатительную фабрику.
На предприятии ежемесячно перерабатывается около двух миллионов тонн хвостов при стоимости переработки ниже 3,00 долл. США/т (2013 г.). Золото извлекается со скоростью всего 0,20 г/т, но низкий выход компенсируется чрезвычайно низкой стоимостью переработки, без рискованной или дорогостоящей добычи или измельчения, необходимых для извлечения. [15]
Полученные шламы откачиваются дальше от застроенных территорий, что позволяет экономически развивать земли, близкие к коммерчески ценным районам и ранее покрытые хвостами. Исторические желтые отвалы шахт вокруг Йоханнесбурга теперь 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.
Струи воды высокого давления также использовались при подземной добыче угля для разрушения угольного пласта и промывки образовавшегося угольного шлама в направлении пункта сбора. [1] Форсунка воды высокого давления называется «гидромонитор». [16]
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )