9 Дәріс. Тау-кен қазбаларын кендіңгектерсіз қорғау түрлері
9.1 Тау-кен қазбаларын кендіңгектерсіз қорғау түрлері. Кендіңгектерсіз қазу жүйелері
Бұрында, жаппай және бағаналы қазу жүйелердің барлығы кендіңгектер қалдыру арқылы жұмыс істеген. Бірақта, кендіңгектерді қалдырудың себебінен көмір жоғалымы өсе бастады, әсіресе, үлкен тереңдіңгктерде.
Өткен ғасырдың 70-80 жылдарынан бері кендігекті қазу жүйелері артта қалып, олардың орнына кендіңгексіз қазу жүйелері орын ала бастады.
Қазу жұмыстары тереңдеген сайын сақтауыш пен қорғауыш кендіңгектердің де өлшемдері үлкейе береді. Мысалы, зерттеулер арқылы әр 100 метрге тереңдегенде, кендіңгектің мөлшері 10 метрге өсетіндігі анықталды.
Қазу жұмыстарын 600 метрден астам тереңдігте жүргізуде қазбаларды (үңгілерді) 45-60 метрлік діңгектермен қорғау тиімсіз болады: көмір жоғалымдары тым өседі, газды-динамикалық құбылыстарының, тау-кен соққыларының, кенжар мен үңгілердегі жыныстардың құлауының қауіптіліктері аса жоғарлайды, көмір тасымалдау жұмысы қиындайды, діңгектердегі метан шығуымен байланысты қазба учаскелерінің газдылығы өседі.
Осы айтылған себептерді жою және көмір тақталарын ұтымды қазып алу үшін - сақтауыш пен қорғауыш кендіңгектерді талап етпейтін, тау-кен жұмыстарының шоғырлануы мен барша технологиялық үзбелердің тұрақгы жұмыс істеуін қамтамасыз еткізетін-қауіпсіз технологиялық сұлбаларды қолдануды мақсат ету керек. Мүмкіншілік келгенше, үңгілерді тау-кен кысымы азайған аймақтарда орналастырған жөн болады. Жалпы айтқанда осы нұсқалар мен шаралардьщ барлығы кендіңгексіз қазу жүйелер бойынша ғана қабылдануы мүмкін.
Кендіңгексіз қазу жүйелер, алғашқы баяндауымызда айтылғандай, екі әдіспен орындалады:
бірінші әдіс - істе болған үңгіні қайта пайдалану арқылы. Мысалы, үңгі (штрек, бремсберг, еңіс) әуелі тасыма ретінде қолданса, келесіде - желдетпе үңгі ретінде қайтадан қызметке қосылады;
екінші әдіс - керекті үңгі, қысым қалыптасқан аймақта қазылған кеңістікке жанастырылып, жаңадан өткізіледі.
Жанастырылған үңгілер тазартпа кенжарлардың артынан мынандай арақашықта өткізіледі:
өздігінен жануға қауіпті тақталарда 60 - 120 метрден кем болмауға тиісті;
төбе жыныстарының опырылуы мен жатқыштығының қасиетімен байланысты-120 - 180 метрден кем болмау керек.
Жанастырылып өткізілген үңгінің қимасы қысымның әсеріне берікті, 500 - 700 мм дейін кішіреюге мүмкіншілік беретін конструктивтік қаблетіне ие болуға тиісті. Әдетінше, ондай қазбалар (үңгілер) аралықтары 0,75 - 1,0 м темір арқалы тіреулермен бекітіледі.
Жанастыруды - ескі үңгіні жартылай сақтап, жаңа үңгіні толық жасап немесе жаңа мен ескі үңгінің арасында ені 1,0 м дейін көмір діңгегін қалдыру әдістерімен орындауға болады (9.1-сурет).
Бірінші кендіңгексіз әдіс (9.1 а-сурет) көбінесе келесідегіндей жағымды таугеологиялық жағдайларда пайдаланылады:
жұмыстардың тереңдіктері 700 м аспағанда;
тақта калыңдықтары 3,5 м дейін егерде құлама бұрышы 350 дейін болса, ал 1,5 м дейін тақталарда - қай құлама бұрышты болса да;
төбе жыныстарының тұрақтылығы әр түрлі;
шамалы су ағыста және суға төзімді табан жыныстары болуда.
Сурет 9.1 Жаңа үңгіні жанастырып жеткізу әдістері
а - ескі үңгіні жартылай сақтап; б - жаңа үңгіні жабыстыра толык жасап; в - жаңа мен ескі үңгінің арасында көмір діңгегін қалдырып өткізу
Тазартпа кенжардың артындағы қайта пайдалануға арналған үңгіні арнайы тіреулермен немесе жасанды қоршаулармен сактап ұстап тұру қажет. Жасанды қоршаулардың бірнеше түрлері болады:
-темір-бетонды сүйеулер - орташа опырылымды төбе және қатты табан жыныстары бар,
қалыңдықтары 1,5 метрден төмен көмір тақталарында қолданылады;
-аргандық тіреулер - қалыңдықтары 1,5 метрден 3,0 метрге дейін көмір тақталарында қолданылады;
-айқастыра қаланған ағаштар - жалған төбе болғанда қолданылады;
-жылдам қатаятын материалдардан құрылған жолақтар - орташа және ауыр опырылымды төбе жыныстары бар тақталарда, әсіресе, қазылған кеңістікті оңашалауда жиі пайдаланылады.
Кейінгі кезде кентірексіз қазу технологиялары кеңінен таральш, 75 - 80 пайызға дейін жетеен. ТМД мемлекеттерінде осындай технологиялар негізінде 15 млн. тоннага жуық қосымша көмір қазылып алынған (бұл қайтымсыз катарына жататын жоғалым кендіңгектер көмірлері). Сонымен қатар, 1,5-2 есе (1000 тонна көмірге шаққандағы) жаңадан өткізілетін дайындық үңгілерінің ұзындық үлестері және тау-кен соққылары мен эндогендік өрт қауіптілігі де азайды.
Қазіргі таңда кентіректер қалдырып істейтін қазу жуйелері өте сирек (өртке қауіпсіз, динамикалық құбылыстарға бейімсіз тақталарды алғанда) пайдаланылады.
9.2 Қазу жүйелерін топтастыру
Көмір тақталары таугеологиялық жағдайлары мен қазу технологиясының әр түрлі болатындығынан қазу жүйелерінің түрлері мен варианттары да әрқилы. Осыған байланысты, олардың топтастырылуы мен жіктемелері де бірсыпыра. Көптеген қазу жүйелерінің негізгі топтастыру нышаны есебінде - даярлау және тазартпа жұмыстарының өзара қабысуы мен орындалу тәртіптері қабылданады. Осыған орай, олардың негізгілері қатарына жаппай, бағаналы, құранды (аралас) қазу жүйелері жатады.
Жаппай қазу жүйелерінде кен үңгілерімен шектелмеген қазу алабы ішінде дайындық үңгілерін өткізу және тазартпа кенжардағы көмір алу жұмыстары біруақытта орындалып тұрады (9.2 а-сурет). Дайындық үңгілері тазартпа кенжарымен біруақытта немесе алдын-
ала жүргізіліп тұрады.
Бағаналы қазу жүйелері ерекшелігіне дайындық үңгілерінің алдынан ала өткізілуін жатқызуға болады (9.2 б-сурет). Қазу алабы жан-жақты қазбалармен тұйықталып, тазартпа жұмыстарының оқшау орындалуына ықпал етеді. Сонымен, бағаналы жүйесінде дайындау және тазартпа жұмыстары кеңістік пен уақыт бойынша бір-біріне тәуелсіз орындалады. Бағаналы жүйесінің негізгі артықшылығы осында жатыр.
Сурет 9.2-сурет. Жаппай (а) және бағаналы (б) қазу жүйелерінің жалпы көрінісі
1 - қазу алабы; 2 - тазартпа кенжар; 3 - күрделі бремсберг (еңіс); 4, 5- дайындау қазбалары (тасыма және желдетпе штректері)
Кейбір жағдайларда этаж, панел немесе горизонт бойынша жаппай және бағаналы қазу жүйелері біруақытта (аралас) қолданылуы мүмкін. Осындай қазу жүйелерін құранды деп атайды.
Жоғарыда келтірілген негізгі варианттардан басқа қарастырылатын тағы үш үлкен нышан мәселе бар. Олар: көмір қазу технологиясы, тазартпа кенжарларының жылжу бағыты, этаждар мен ярустарда қазба алабтарын даярлау тәсілі.
Көмір қазу технологиясына байланысты қазу жүйелері келесідей екі үлкен топқа бөлінеді:
I - ұзын кенжарлы жүйелер;
II - қысқа кенжарлы жүйелер.
Бірінші топқа жататын тазартпа кенжарлар (лава) ұзындығы һ 120 - 250 м (шетелдерде 400 м дейін) шамасында болуы мүмкін. Қысқа кенжарлы жүйелерде ұзындығы 20 - 40 м шамасындағы камералар пайдаланылады. Олардың катарына камералы, камералы-бағаналы қазу жүйелерін жатқызуға болады.
I топ жүйелері тағыда келесідей екі топқа бөлінеді (9.3-сурет):
а) тақтаны тұтас қабатымен қазып алу жүйелері;
б) тақтаны қабаттарға бөліп қазып алу жүйелері.
Сурет 9.3 Тақтаны тұтас кабатымен (а) және қабаттарға бөліп (6) қазып алу жүйелері
тт - тақтаның толық қалыңдығы; ттқ -тақтаның төменгі қабатының қалыңдығы; тжқ - тақтаның жоғарғы қабатының қалыңдығы
Тазартпа кенжардың жылжу бағытына сәйкес: жазылым, құлама және өрлеме бағытты қазу жүйелері болады (9.4-сурет)
Сурет-9.4
Қабат пен ярусты қазба жұмыстарына дайындау тәсіліне байланысты қазу жүйелері бірнеше түрге бөлінеді. Мысалы, этажды (ярусты) аралық этаждарға (ярустарға) бөлмей немесе бөліп қазу жүйелері; қазу алабын тақталы және далалы, жекеше және топтастыра даярлап казу жүйелері; пайдалы кенді алдыңғы, артқы немесе екіжақты орналасқан квершлагқа, гезенкке, бремсбергке тасымалдап қазу жүйе түрлері және тағы басқалар. Осындай қазу жүйелері келесі тақырыбтарда толығырақ қарастырылады.
9.4-сурет. Тазартпа кенжардың жылжу бағытымен байланысты қазу жүйелері: жазылым бағытты (а); құлама бағытты (б); өрлеме бағытты (в)
Әдебиеттер: 1.нег. [185-192]
Бақылау сұрақтар
1) Кен қазбаларды қорғау түрлері;
2) Кендіңгектерді қолдану шарты ;
3) Кендіңгектерсіз қазу жүйелері;
4) Қазу жүйелерін топтастыру.