15 Дәріс. Жерасты толтырма жұмыстары

15.1 Жерастын толтырмалаудың маңызы

Алғашқыда айтылғандай, пайдалы кен алынғаннан кейін, босаған кеңістіктер толтырма материалдарымен - бос жыныстармен, шлакпен, байыту фабрикаларының қалдықтарымен және тағы басқа заттармен толтырылады.

Кенорындарын толтырмалап қазып алудың пайдасы өте зор. Босаған кеңістікерден

жоғары жатқан тау-кен жыныстарының (тік, тікелей жатқан көмір тақталарының, бүйір жыныстарының) жылжуы, кенжарларда адамдарға қауіпті, өндіріс өніміне зияны келетін жыныстардың құлауы азаяды. Қоршаған жыныстардың қысымы азайып, қысымды игеру үшін жұмсалатын тіреу материалдарының шығыны шектеледі.

Кейде жер астында қалған пайдалы қазбалардың (кендердің) шығыны өртке әкеліп соғуы мүмкін, мұндай жағдайда толтырма әдісі, өрт шығуды әжептэуір азайтады. Тағы айта кететін жағдай, толтырмалау әдісін қолданганда, шақтыны желдету жағыда жақсарады, себебі тау-кен жыныстарының арасынан кететін жел шығындары азаяды, жер бетіндегі ғимараттардың сақталуы күшейтіледі. Бірақта толтырма жұмыстары, өте күрделі толтырма шаруашылыгын ұйымдастыруды қажет етеді. Көбінесе, толтырма материалдары жер бетінде дайындалады. Сондықтан, толтырма жұмысын ұйымдастыру үшін:

-біріншіден, толтырма материалдарын шығаратын кариерлер болуы керек, ал керек жағдайда, ол материалдардьщ ұсатылуы, сортталуы қарастырылуы керек;

-екіншіден, толтырма материалдары алынған жерінен, жер астындағы қазбаларға (үңгілерге), түсірілетін жеріне жеткізілуі керек;

-үшіншіден, дайындалған материалдар жерастына, шақтыға түсірлуі керек;

-төртіншіден, әрі қарай, жерастындағы үңгілермен тазалау кенжарларына жеткізілуі керек;

-бесіншіден, керекті жеріне жеткізілген материалдар сол жерге толтырмалауы керек.

Бұл жұмыстар әдейі арналған жабдықтармен, оны орындайтын адамдарды тілейді. Осы орындалатын жұмыстардың қиыншылығын азайту үшін, бұл жұмыстарды толық механикаландырған жөн.

Түптеп келгенде, кенорнын толтырмалап, немесе толтырмаламай қазу осы жұмыстарға жұмсалатын қаржыға байланысты болады. Сондықтан, қазу әдісі жанжақты (механикаландыру, экономика жағынан) бірнеше түрі қарастырылып, салыстырылуы керек, сөйтіп солардың ішіндегі ең тиімдісі таңдалуы керек.

15.2 Толтырмалау түрлері

Егерде толтырма материалдары бос кеңістікті толық бекітсе, бұндай толтырмалауды толық толтырма деп атайды. Ал, егерде кеңістік толық бекітілмесе, бұндай толтыруды жартылай толтырма дейді.

Толтырмалауды, әдісіне байланысты, бірнеше топқа бөледі:

-материалдардың өз салмағымен толтырмалау;

-механикаландырылған машиналар күшімен толтырмалау;

-ауа күшімен толтырмалау;

-су күшімен толтырмалау.

Толтырма материалдарының қасиеттері және алынатын орындары

Толтырма материалдары жерастында, не болмаса жер бетінде дайындалады.

Жер астындағы толтырма материалдары. Кейде толтырма материалы тазалау кенжарының өзінде жасалынады. Бұндай материалдар өте жұқа кенорындарын алғанда, кенжарда жұмыс істеуге қолайлы кеңістік жасау үшін, олардың бүйір жыныстары алынып кеңейтіледі, ал алынған жыныстар толтырма материалдар ретінде қолданылады.

Ал, кейде, жерастында шығарылатын жыныстар толтырма жұмысына жетпеуі мүмкін, бұндай жағдайда ондай материалдарды жер бетінде дайындауға тура келеді. Ол үшін толтырма кариерлері ашылады және ондағы толтырма материалдарын ашық қазып алу әдістерімен өнімделеді.

Толтырма материалдары және оларды шақтыға түсіру

Толтырма материалдарына қойылатын талаптар:

а) толтырма материалдары арзан болуы керек. Олар, арзан болуы ушін, ең бірінші, ергілікті толтырма материалдарын табу қажет;

б) толтырма материалдарының қоры шақтыға керекті аумақта болуы керек;

в) шама келгенше толтырма материалдарында сыртқа шығатын газ болмауы керек;

г) толтырма материалдары жүретін құбырлар, конвейерлардың, лақтырғыш машиналардың ленталары, ауа жүретін машиналар тез тозбау үшін толтырма материалдары түрпілі (абразивті) болмауы керек;

д) бос кеңістікке толтырылатын материалдар аз шөгініп, тез арада бекітілген сілемге айналып, бірімен бірі тығыз байланыста болғаны дұрыс.

15.3 Өз бетімен толтырмалау әдісі

Өз бетімен толтырмалау ең көп тараған болып саналады. Көмір тақталарын алуда, кеніштерде өз бетімен толтырмалаудың бірнеше түрі бар. Бұның ішіндегі ең оңайы, көмір тақталарын алғанда жер бетінде пайда болған құыстармен, жыныстарды бүлдозірмен жер астына түсіру. Басқа жағдайда, толтыруға жататын бос кеңістік жер бетімен шыңырауықпен жалғасады, оның аузы толтырма кариерімен қосылады. Кариерден шыққан материалдар шыңырауықпен жерастына, бос кеңістікке түсіріледі. Толтырма жұмысы шақты тереңдеген сайын, төменгі горизонттарды алғанда қыйындайды. Шақтыға түсірілетін, вагоншаларға тиелген материалдар скипті оқпанмен (төңкергішпен), не болмаса жыныстар түсіретін құбырлармен желдеткіш горизонтына жеткізіліп, одан әрі қарай вагоншалармен, ал қазба алабына ленталы конвейермен жеткізіледі.

Бос кеңістікте материалдарды орналастыру желдеткіш штрегінен өз бетімен, өз салмағымен атқарылады. Өз салмағымен толтырмалаудың алдында, толтырма материалдарьш қабылдау үшін бос кеңістікті дайындау керек. Ол үшін толтырылатын жер оқшаланады. Өз бетімен толтыру көмір тақталарының құлама бұрышымен (40 - 90°) шектеледі.

Өз бетімен толтырмалау әдісінің артықшылығы:

-толтырма материалдарына қаттал талап қойылмайтыны;

-толтырма жұмыстарының оңайлығы.

Өз бетімен толтырмалау жұмыстарының кемшілігі:

-толтырманың толық болмауы (60 - 75%);

- толтырма материалдарының нашар тығыздалуы, осыған орай кейін отыры (20-30%);

-толтырылатын жер биіктеген сайын, тығындалатын материалдардың біркелкі тығыздалмауы;

-желдетпе горизонтында материалдарды, механикалдандырып тасу жұмысын ұйымдастыру мәжбүрлігі.

15.4 Ауа күшімен толтырмалау

Ауа күшімен толтырмалайтын қондырғылардың екі түрі бар.

Біріншісі, толтырма материалдарды құбырлармен тасымалдап, қысылған ауаның күшімен босаған кеңістікке тығындайтын.

Екіншісі, толтырма материалдарды тасымалдамайтын, тек тығындайтын, эжекторлы машиналар.

Жылжымалы тығындатыш машинамен толтырмалау. 15.1-суретте көрсетілгендей, компрессормен (а) берілетін қысылған ауа кубырдан (б) өтіп тығындағыш машинаға (в) жеткізіледі.

Сурет-15.1 Жел күшімен тығындагыш машина

Тығындағыш машина, қысылған ауаның күшімен, толтырма материалдары құбыр (г) арқылы бос кеңістікті тығындап толтырады. Толтырма материалдардың құбырдан шығатын жеріне 15м қалғанда, бос кеңістікте шаң аз болмауы үшін, толтырма құбырға су жіберіледі (д). Жылжымалы тығындағыш машинаның екі түрі болады: камералы және барабанды.

15.2-суретте екі камералы тығындағыш машинаның жалпы түрі көрсетілген. Толтырма материалы ленталы конвейермен құйғыш (1) арқылы жоғарыдан төмен қарай машинаға құйылады. Одан, ашылып-жабылып тұратын клапан (6) арқылы, материалдар, бірінші жоғарғы камераға (2) түсіріледі. Бірінші жоғарғы клапан (6) ашық болған уақытга төменгі клапан (6) жабық болады. Жоғарғы клапан ашыларда ондағы қысым ауа қысымына тең болуы керек. Толтырма материалдары жоғарғы камераны толтырған соң, жоғаргы клапан жабылады, ондағы, қысым 3-4 атмосферға дейін көтеріледі. Осыдан кейін төменгі клапан (6) ашылып, материалды теменгі екінші камераға (3) құйыды. Бұл камерада қысым 3 - 4 ат шамасында тұрады.

Сурет-15.2 Екі камералы ауа күшімен істейтін тығындағыш машина

1 - қабылдағыш құйғысы (түсіргі), 2 - бірінші жоғарғы камера, 3 - екінші төменгі камера, 4 - қысылған ауа құбыры, 5 -тығындағыш құбыр, 6 - жел шектегіш (клапан), 7 — клапандардың жұмысын реттейтін ауа жүретін цилиндр, 8 - таратқыш құрылғылар, 9 - өлшегіш (шектегіш) дөңгелек.

Камераның төменгі жағында тігінен айналғыш білікте, құбырларды біркелкі тиейтін, өлшегіш дөңгелек (9) айналады. Осы дөңгелек арқылы толтырма материалдары ауа күшімен жұмыс істейтін тығындағыш құбырдың (5) аузына жеткізіліп, одан әрі қарай қысылған ауа әкелетін құбырдың (4) әсерімен қазылған кеңістікке шығарылады. Осымен бір циклдің жұмысы аяқталып келесі циклдің жұмысы басталады.

Ауа күшімен жұмыс істейтін барабанды тығындағыш машиналар. Барабанды тығындағыш машиналардың бірнеше түрлері шығарылады:

а) жазық орналасқан цилиндрлі барабанмен;

б) жазық орналасқан конусты барабанмен;

в) тік орналасқан цилиндрлі не болмаса конусты барабанмен.

15.3-суретте тік орнатылған цилиндрлі барабанды ауа күшімен істейтін БПЗМ-1 тығындағыш машинасы көрсетілген.

Бұл машинаның, басқа машиналардан артықшылығы - жалпы жел шығыны азайтылып, өнімін көтеруге мүмкіншілік берілген.

Егерде камералы машиналар мен барабанды машиналарды салыстырса, камералы машиналардың келесідей артықшылықтары көріне бастайды: өнімінің жоғарылығы; беріктілігі мен мықтылығы; ірілігі 80 мм дейін материалдармен жұмыс істеу мүмкіншілігі; ауа шығынының 15 - 30% азаюы. Камералы машинаның кемшілігі: машинаның көлемінің үлкендігі, сондықтан оған арнайы орын жасалуы; машинаны жаңа жерге ауыстыру қиыншылығы.

Сурет-15.3 Тік барабанды ауа күшімен істейтін тыгындағыш машина

1 - толтырылатын құйгы, 2 - қысылган ауа жүретін келте қубыр, 3 - тыгындайтын келте кұбыр, 4 - өлшегіш барабан, 5 -электрқозғалтқыш, 6 - машинаның жылжығыш рамасы

Барабанды машинаның артықшылығы: қондырғыларының ықшамдылығы; тазартпа кенжарының артынан жиі жылжытып отыру мүмкіншілігі. Барабанды машинаның кемшілігі: өлшеп өткізетін қондырғылардың тез тозуы, соған байланысты, ауа шығынының көбеюі; бұл шығынның әсерінен ауа қысымын шектеу керек, одан, машинаның лақтыру қашықтығы азаяды.

Әдебиеттер: 1.нег. [424-441]

Бақылау сұрақтар:

1) Толтырма материалдарың түрлері;

2) Өз бетімен толтырмалау әдісі;

3) Механикаландырып толтырмалау тәсілі;

4) Ауа күшімен толтырмалау әдісінің мәні;

5) Су күшімен толтырмалау әдісінің мәні.

2.3. Тәжірибелік сабактарынын жоспары.

1. Тапсырма. Кеніштің негізгі параметрлерін анықтау.

Әдістемелік ұсыныс: Жұмысты орындау үшін кеніштің негізгі параметрлерін білу керек.

Негізгі әдебиет: 1.7.1. [160-164].

Косымша әдебиет:

Бақылау сұрақтары:

1. Кеніштің негізгі параметрелін атаңыз?

2. Есептік қор дегеніміз не?

3. Түсім қор дегеніміз не?

4. Жылдық өнімділік дегеніміз не?

5. Кеніштің қызмет мерзімі дегенім не?

2. Тапсырма. Тақталы кенорындарын ашу.

Әдістемелік ұсыныс: Жұмысты орындау үшін ашу әдісінің негізін білу керек.

Негізгі әдебиеттер:1.7.1. [64-121]

Бақылау сұрақтар.

1.Тақталы кенорындарын ашу тәсілдері.

2. Тиімді ашу тәсілін таңдау дегенініз не?

3. ТЭК дегенініз не?

3. Тапсырма. Шақты оқпандарын салу орындарын таңдау. Негізгі ашу қазбасы түсетін орынды анықтау.

Әдістемелік ұсыныс: Жұмысты орындау үшін тиімді ашу тәсілін білу керек.

Негізгі әдебиеттер:1.7.1. [96-164]

Бақылау сұрақтар.

1. Оқпан орнын аналитикалық әдіспен анықтау?

2. Оқпан орнын графикалық әдіспен анықтау?

3. Бас ашу қазбасы түсетін жерді акад. Л.Д. Шевяковтың графика-аналиткалық әдісімен анықтаудың артықшылығы?

4. Бас ашу қазбасы түсетін жерді проф. С.К. Соболевскийдің графика-аналиткалық әдісімен анықтаудың артықшылығы?

4. Тапсырма. Тақталы кенорындарына тиімді қазу жүйесін таңдау.

Әдістемелік ұсыныс: Жұмысты орындау үшін қазу жүйелерінің негізін білу керек.

Негізгі әдебиеттер:1.7.1. [171-189]

Бақылау сұрақтар.

1. Қазу жүйелерін таңдауға әсер ететін негізгі айғақтар.

2. Қазу жүйесін таңдау тәсілдері;

3. Кенді уату тәсілдері;

4) Тұрақты айғақтардың түрі;

5) Айнымалы айғақтарға сипаттама.

5. Тапсырма. Жаппай қазу жүйелері.

Әдістемелік ұсыныс: Жұмысты орындау үшін қазу жүйелерінің негізін білу керек.

Негізгі әдебиеттер:1.7.1. [192-198]

Бақылау сурақтар.

1. Жаппай қазу жүйелерін қолдану шарты қандай?

2. Қазу жүйесі дегеніміз не?

3. Жазық және көлбеу тақталарда қолданылатын қазу жүйелер?

4. Күрт-құлама тақталарда қолданылатын қазу жүйелер?

6. Тапсырма. Бағаналы қазу жүйелер.

Әдістемелік ұсыныс: Жұмыс орындау үшін жерасты тау-кен қазу жүйелерін білу керек.

Негізгі әдебиеттер:1.7.1. [203-212]

Бақылау сурақтар.

1. Бағаналы қазу жүйесін қолдану шарты;

2. Қазу жүйенің негізгі көрсеткіштері;

3. Қазу жүйесінде қолданылатын қондырғылар;

4. Бағаналы қазу жүйесіндегі негізгі процесстер.

7. Тапсырма. Қысқа кенжарлы қазу жүйесі.

Әдістемелік ұсыныс: Жұмыс орындау үшін жерасты тау-кен қазу жүйелерін білу керек.

Негізгі әдебиеттер:1.7.1. [243-248]

Бақылау сурақтар.

1. Қысқа кенжарлы қазу жүйесін қолдану шарты?

2. Қазу жүйенің негізгі көрсеткіштері;

3. Қазу жүйесінде қолданылатын қондырғылар;

4. Қысқа кенжарлы қазу жүйесіндегі негізгі процесстер.

2.4 Оқытушы жетекшілігімен студенттердің өзіндік жұмысының жоспары

Жұмыс форматтарда орындалады, қорғалады және баллмен бағаланады.

Кесте 9

Оқытушы жетекшілігімен студенттердің өзіндік жұмысының жоспары шегіндегі сабақ жоспары.

Тапсырма	Өткізу тұрлері	Әдістемелік ұсыныс	Ұсынылатын әдебиеттер
1. Кенорнының тау кен геологиялық сипаттамалары	Тренинг	Кенорны және пайдалы қазбалар туралы негізгі түсініктер. Кен қорының сыныптамасы (классифи- кация). Кен және бейкен-орындар-ының сипаттамалары.	1 нег. [5-13], 1 қос. [7-15].
2. Кеніштің негізгі шамашарттары	Презентация	Кеніштің жылдық өнімділігін және қызмет мерзімін, жұмыс қабаттарының (панель) санын, қабаттың биіктігін, кеніш алабының ұзындығын және т.б. анықтау.	1нег. [266-280], 3 қос. [23 - 25], 1 қос. [57-63], 4 қос. [4-11], 9 қос. [6-17] 7 қос. [10-20].
3. Жерасты кен қазу процестерінің маңызы	Презентация	Бұрғылау аттыру жұмыстарының (БВР) көрсеткіштері, кенді тиеу және жеткізу, Қазым кеңістікті күтіп ұстау тәсілдері.	1 нег. [77-118], 3нег. [313-326], 3 қос. [41-251], 7 қос. [55-100].
4. Кенорындарын қазу тәсілдері, пайдалы қазбаларды қазып алу тәртібі	Дискуссия	Ашық кен қазу жұмыстарының тереңдігін, кенорнын қазып алу ретін анықтау.	1 нег. [21-32], 2нег. [375-389], 3 қос. [25-27], 1қос. [349-359], 7 қос. [8-10]
5. Кенді қазып алу дың негізгі көрсеткіштері, кеннің жоғалымы мен құнарсыздануы	Тренинг	Кеннің жоғалымының сандық және сапалық көрсеткіштерін анықтау.	1 нег. [32-40], 2нег. [326-331], 1қос.[12-15 және 156- 172],
6. Кенорнын шақты алабына бөлу, олардың өлшемде рі мен қазып алу кезектілігі	Тренинг	Кеніш алабының шекарасы және өлшемдері. Кеніш алабын қазу тәртібі.	1 нег. [22-29], 3 нег. [76-100], 1 қос. [28-30]
7. Кенорнын ашу тәсілдері мен сыныптамасы	Презентация	Кенорнының қарапайым және күрделі ашу тәсілдері, олардың қолдану шарттары.	1 нег. [40-60], 3нег. [303-310],
8. Кенорнының бас ашу қазбалары	Дискуссия	Негізгі ашу қазбалары және олардың сипаттамалары.	1 нег. [40-45] 1 қос. [63-73].
9.Шақты оқпандар ын орналасу орнын таңдау әдістемелері. Шақты алабын қабаттарға бөлу және оларды қазып алуды кезектілігі	Тренинг	Негізгі оқпандардың орналасу орнын анықтау тәсілдері, қабатты, панельді қазу тәртібі.	1 нег. [54-57], 3нег.[87-93 және 310 -313], 1 қос. [47-55],
10.Кенорнын қазу жүйелерінің сыныптамасы	Презентация	Қазу жүйелерінің сынып- тамалары; Қазу жүйелерінің негізгі нышандары мен басты көрсеткіштері.	1 нег. [60-68], 2 нег. [42-375], 1қос. [177-181].
11.Ашық қазым кеңістікті және қоймалап қазу жүйелері	Дискуссия	Қолдану шарттары, даярлау, тілме жұмыстары ДТЖ, шамашарттары, ТЭК, Артықшылығы мен кемшілігі.	1нег. [118-168], 2нег. [212-272], 1 қос. [181-234]
12.Толтырымды және бекітпелі қазу жүйелері.	Тренинг	Қолдану шарттары, даярлау, тілме жұмыстары ДТЖ, шамашарттары, ТЭК, Артықшылығы мен кемшілігі.	1нег. [168-199], 3нег. [348-353], 1қос. [234-263],
13. Кенді және жанас жыныстарды құлата қазу жүйелері	Тренинг	Қолдану шарттары, даярлау, тілме жұмыстары, шама-шарттары, ТЭК, Артықшылығы мен кемшілігі.	1нег. [199-249], 1қос. [263-318],
14.Кенорнының құрамды қазу жүйелері	Тренинг	Қолдану шарттары, даярлау, тілме жұмыстары ДТЖ, шамашарттары, ТЭК, Артықшылығы мен кемшілігі.	1 нег. [249-257] 1 қос. [318-322]
15.Толтырмалау материалдары, оларды жерасты қазбаларына жеткізу. Толтырмалау технологиясы.	Дискуссия	Толтырма материал-дарының түрлері, оларды тасымалдау жабдықтары.	1нег. [111-118], 3қос. [223-245].