Дражная разработка

Дражная разработка проводится с использованием специализированных плавучих горных машин непрерывного действия – драг, в конструкции которых в единый комплекс объединены агрегаты и механизмы для добычи горной массы из-под воды, её обогащения (промывки) и отвалообразования. Драги состоят из судна (понтона), на котором размещены добычное, маневровое, промывочно-обогатительное и транспортно-отвальное оборудование, надпалубная надстройка, грузоподъёмные механизмы и др. Драги подразделяют на континентальные (для разработки материковых россыпей), которые, как правило, монтируются на плоскодонном понтоне, и морские (для разработки месторождений, залегающих в акватории глубоководных озёр, морей, океанов), монтируемые в основном на килевых судах. По принципу действия добычного аппарата драги бывают: черпающие – одночерпаковые (с ковшом типа механической лопаты, с грейферным ковшом, с ковшом драглайна) и многочерпаковые (с прерывистой черпаковой цепью, со сплошной черпаковой цепью); гидро- и пневмовсасывающие – землесосные с механическими или гидравлическими разрыхлителями и без них, эжекторные, эрлифтные и землесосные с погружными насосами.

Дражная разработка месторождений включает предварительные работы (обводнение), работы по вскрытию месторождения (вскрытие), подготовительные работы (подготовка) и добычные работы (добыча).

Обводнение проводят для поддержания на разрабатываемом участке (дражном разрезе) необходимого уровня воды в случае недостаточного водообеспечения разреза. Обводнение осуществляют за счёт использования поверхностных стоков, а при их нехватке – путём искусственного водосбора и принудительной подпитки разреза из создаваемых для этих целей водоёмов.

Вскрытие обычно включает проведение специальных открытых горных выработок (котлованов, канав и др.) или строительство особых сооружений (плотин, насыпей и т. п.), обеспечивающих возможность разработки залежи драгой. Наибольшее применение получили способы вскрытия котлованом (при разработке русловых либо пойменных россыпей, когда возможно их заполнение без специальных мероприятий) и плотинами или перемычками (в случаях необходимости подъёма уровня воды).

Подготовка охватывает комплекс работ между стадиями вскрытия и добычи; включает в себя очистку поверхности россыпи от деревьев, кустарников и крупных валунов, предохранение от сезонного промерзания, оттаивание многолетне- и сезонно-мёрзлых пород (торфов) и др.

Добыча предполагает очистные и вспомогательные (береговые) работы, промывку (обогащение) продуктивных пород, транспортировку и укладку хвостов в отвалы. Выемку пород при дражной разработке проводят слоевым способом или с подработкой уступа (выемка поддором). При слоевой выемке забой отрабатывается последовательно на полную мощность россыпи сверху вниз отдельными слоями, близкими к горизонтальным. При выемке поддором отработка забоя начинается снизу или с промежуточного горизонта подработкой уступа (созданием вруба), а затем извлекается обрушенная порода. Последний способ применяется на неглубоких россыпях, сложенных рыхлыми породами. Системы дражной разработки классифицируют по двум основным признакам – направлению движения драги относительно россыпи (поперечное, продольное) и количеству одновременно разрабатываемых забоев. В зависимости от этого различают: системы с одинарным забоем (с узким разрезом) – одинарно-продольную и одинарно-поперечную; системы со сменными забоями (с широким разрезом) – смежно-продольную и смежно-поперечную; системы с оставлением целиков – с целиками продольную и с целиками поперечную; комбинированные системы. Особенностью дражных разработок являются большие объёмы отвалообразования. Высота отвалов обычно в 1,5–1,8 раза превышает мощность разрабатываемой россыпи.

Экологические и природоохранные мероприятия при производстве работ в основном включают изоляцию водоёма (русла реки, разреза и др.) от дражной разработки, создание частичного или полного замкнутого водооборота с устройством отстойников, а также проведение работ по восстановлению земельных угодий, нарушенных горными работами, методами горнотехнической и биологической рекультивации.

Достоинствами дражной разработки являются: высокий уровень механизации и автоматизации трудоёмких производственных процессов; небольшая численность обслуживающего персонала; низкая себестоимость добычи полезного ископаемого по сравнению с другими возможными способами разработки. Недостатки: ограниченность применения, отсутствие возможности точного учёта и контроля эксплуатационных потерь продуктивных пород (песков).

Впервые драга простейшей конструкции с рычажно-ковшовым черпающим устройством была применена в Новой Зеландии в 1863 г. на разработке золотоносной россыпи в долине реки Клута. Первая драга на стальном понтоне с паровым приводом была сконструирована там же Ч. Маккуином (1882). Первая многочерпаковая драга с электроприводом была выпущена американской фирмой Bucyrus-Erie (1895). Наибольшее распространение дражная разработка получила в 1930–1940-х гг.: в зарубежных странах в это время действовало около 400 драг (для сравнения: к 2005 в эксплуатации осталось около 95 драг).

В России первая многочерпаковая драга, переоборудованная из купленной в Нидерландах землечерпалки, была сооружена на сибирском прииске «Рождественский» в долине реки Кудача (1893). С 1900 г. Невьянский, а с 1903 г. Путиловский заводы приступили к производству отечественных драг. С 1931 г. драги выпускает Иркутский завод тяжёлого машиностроения (ИЗТМ), являющийся основным поставщиком драг в РФ. В 1951–1965 гг. было изготовлено пять драг глубокого черпания с объёмом ковша 380 литров. К началу 1990-х гг. дражный флот СССР включал около 250 драг различного типа.

В 1990-е гг., в связи с приватизацией предприятий золотоплатиновой и алмазной промышленности, драгостроение в России было приостановлено, а большинство действовавших драг законсервировано либо списано. К 2005 г. в РФ эксплуатировалось около 65 драг. С начала 2000-х гг. ИЗТМ возобновил производство конструктивно усовершенствованных крупнолитражных драг для разработки золотоносных, платиновых, редкометалльных и алмазных россыпей.