Процестер

Тау-кен қазбаларын өткізудегi процестер екi топқа бөлiнедi. Бiрiншi тобы - негiзгi (тау-кен сiлемiн құлату, құлаған жыныстарды жинап тиеу, тұрақты бекітпелердi қою). Екiншi тобы қосалқы (уақытша тiреулердi қою, темiр жол төсеу, су ағатын жыра өткізу, вагонеткаларды айырбастау, алмастыру тұрғыларын көшiру, ауа жүретiн құбырларды жалғастыру, кабельдердi ұзарту т.б).

Тау-кен жыныстарын қопару процестерi механика, механика- гидравлика, гидравлика және бұрғылап-жару әдiстерiмен орындалады.

Механика және механо-гидравлика әдiсi комбайн арқылы орындалады. Гидравлика әдiсi тау-кен жыныстарын қатты қысымды су күшiмен қопарады. Жарылғыш қопару деп, жыныстарды тесiп, тесiлген жердi жарылғыш заттармен толтырып қопарғанды айтады. Аталғандардың iшiнде ең кең тарағаны механика және жарылғыш әдiстерi. Механика әдiстерi, жазық не көлбеу қазбаларда, қаттылығы f = 4 - 6 дейiнгi жыныстарды ойып алуға пайдаланылады. Осы күнi, қаттылығы 10-ға дейiнгi жыныстарды қопаратын комбайндар сыннан өтiп жатыр.

Жарылғыш заттармен қопарып алу әдiсi барлық қаттылықта қолданылады және қазбалардың қалай орналасуын таңдамайды.

2.5.1 Жыныстарды бұрғылап-жару жұмыстары

Жыныстардың қопарылуы, жарылғыш заттардың (ЖЗ) жанған кезiнде газға айналып, көлемi күрт ұлғаятын энергия күшiне байланысты. Жарылғыш заттың күрт ыстығы мол, газға айналу процесiн жарылыс деп атайды. Жарылыстың қопару әсерiн арттыру үшiн, жарылғыш заттарды жарылғыш қоймаларға орналастырады. Ол қоймалар бұрғылап, тесiп жасайтын болғандықтан, барлық қопару жұмысы бұрғылап жару жұмысы (БЖЖ) деп, аталады. Жарылғыш қоймаларына теспе (шпур) мен ұңғыма (скважина) жатады. Теспелерді айналма, соғып - айналма, не айналып соғатын машинкалармен бұрғылайды. Айналма әдiсiмен бұрғылайтын машинкаларды тескiш деп атайды. Қолданылатын қуатына қарай-электр, сығылған ауа гидравлика түрi болып; қолданылатын тәсiлiне қарай - қолға ұстайтын жеңiл, колонкаға қойылатындары болады. Электр бұрғылар, қозғау механизмдерiнiң түрiмен және оның жылжыту қуатымен (5-16 кН дейiн) айналу шапшаңдығымен (120-600 об/мин) және двигатель қуатымен (2-4,8 кВт) бөлiнедi. Жұмсақ жынысты бұрғылау үшiн қол бұранда қолданылады. Қатты жыныстарды бұрғылау үшiн салмағы 105-120 кг дейiн колонкода, манипуляторда не болмаса бұрғы арбашығына тиелген электр бұрғысы қолданылады. Бұрғы арбашасына екiден алтыға дейiн колонкалы бұрғы машиналар орнатылады. Бұрғы машиналар жалғыз кеншiнiң басқаруымен жұмыс iстейдi. Манипуляторлар бұрғы машиналарды көтерiп, төмен түсiрiп, белгiлi жерге бекiтiп қоюға мүмкiншiлiк туғызады (2.12, а-сурет).

2.12 - сурет. Бұрғы машинасының қондырғысы: а) манипуляторға қондырылған; б) пневмобекітпеге орнатылған; 1 – электрбұрғы;

2 - жылжымалы сөре; 3 - каретка; 4 - айналма; 5 - люнет; 6 - сым;

7 - сым қармағы; 8 - су жiберiп тұратын муфта

Бұрғы-соқ әдiсімен тесiп - бұрғылау iсiнде қолды телескопты және колонкалы пневмобалғалар (перфораторлар) пайдалынады. Олардың салмағымен (12-30 кг), минутына соғу жиiлiгiмен (1700-2000) және ауа шығынымен (2 ден 3,5 м³/мин дейiн) айырмашылықтары болып тұрады. Жиiлiгi минутына 2000 соққыдан артық ұратын балғалардың, бiрiншi жағынан өнiмi артық бола тұрсада, екiншi жағынан бұрғышылардың денсаулығына зиян келтiретiнi анықталды. Сондықтан мұндай балғалармен қолмен жұмыс iстеуге ұлықсат берiлмейдi. Ондай балғалар, дiрiлдегенiн басатын кареткаға орналасқанда ғана берiледi (2.12б-сурет). Айналып соғу әдiсiмен бұрғылағанда, ұру жиiлiгi минутына 4000, жылжу күшi 1,1 кН дейiн, ауа шығыны бiр машинаға минутына 10 м³ кететiн, бұрғылау машиналары қолданылады (2.13-сурет).

2.13 - сурет. СБУ-2М бұрғы қондырғысы

Т iк қазбаларды жүргенде, уатылған жыныстарды теспеден сумен не болмаса ауамен соратын қол перфораторлары қолданылады. Кенжарда бiр мезгiлде iстейтiн бұрғы машинаның саны, бiр машина кенжардың 2,5-4м² көлемiн алады деп есептелiнедi. Бұрғы аспаптарына: бұрғы, коронка, қырнағыш жатады. Қаттылығы орташа жыныстарды айналма әдiсiмен бұрғылағанда ромб не тiк бұрыш формалы У7 құрыштан жасалған бұрғы штангалары пайдаланылады. Штанганың бiр жағына өте қатты метал-керамикалық қорытпамен қапталған жоңғыш орнатылған (2.14-сурет). Бұрғылау кезiндегi шығатын ұсақ жыныстар бөлшектерi айналма штанга арқылы сыртқа шығып жатады. Егерде бос кремнезем ауада 10  тен асатын болса, онда 1 м³ ауадағы шаң 2 мг аспау керек, егер асса теспені сумен шайып бұрғылау керек.

2.14 - сурет. Айналма бұрғылайтын бұрғы штангасы:

1 - жоңғыш; 2 - сабы; 3 - қондырғысы

Б ұлай айналып бұрғылау үшiн, диаметрлерi 22, 23, 32 мм, iшi қуыс алты қырлы не болмаса дөңгелек құрыш бұрғы штангасы жасалады. Мұндағы жоңғыштарда, теспеге су шығатын тесiк қалдырылады (2.15, а-сурет).

2.15 - сурет. Айналма бұрғылауда қолданылатын жоңғыштар мен айналма-соққы бұрғылауда қолданылатын бұрғы коронкалары: а) РП-7Ц жоңғыш; б) РПРМ; в) БИ-722; г) РКС; а^/ - бiр тiлдi коронка; б^/ - крест түрлi; в^/ - «Т» түрлi; г^/ - шығыңқы жүздi

Қатты жынысты бұрғылауда, жылжу күшi 15 кН артық болуы үшiн РКС жоңғышы ұтымды келедi. Осы жоңғыштарды, қаттылығы 12-18 жыныстарында пайдаланғанда, бұрғылау өнiмi РП-7Ц салыстырғанда 2,5-3,5 есе өседi. Жыныстардың жатыс жағдайына байланысты соғып айналма әдiсiмен бұрғылағанда бiр тiлдi, қиысты (крест) түрлi, «Т» түрлi және алып салмалы коронкалар қолданылады (2.15, а^/-г^/-сурет). Олардың жүзi өте қатты қосындылардан жасалып штангаға конусты не бұрандалы қондырғылармен бекiтiледi. Теспені жақсы тазартып тұру үшiн, минутына 5-18 л су жiберiлiп тұрады. Су теспеден шыққан шаңды басып, ысыған коронканы суытып, бұрғылау процесiне үлкен жеңiлдiк туғызады. Теспенің диаметрi 32-60 мм дейiн, ал ұзындығы 0,5-3,5 м өзгередi. Тиiмдi болу үшiн, теспенің ұзындығын 2,2-3,2 м асырмаған жөн.

Жарылғыш заттармен жару жабдықтары. Тау-кен өндiрiсiнде аммиак-селитралы мен нитроглицерин жарылғыш заттары (ЖЗ) кеңiнен қолданылады. Бiрiншiсiнiң негiзгi компоненты аммиак селитрасы (NН₄NО₃). Бұған аммонит, аммонал, динафталит, динамон т.б жатады. Нитроглицерин С₃Н₅(ОNО₂)₃, нитроглицериндi жарылғыш заттардың негiзгi қосындысы болып саналады, бұған динамитте жатады. Қолдану ережесiне сәйкес ЖЗ мынадай топқа бөлiнедi:

1. Сақтық тiлемейтiн - жер бетiнде және шаң, газ жарылу қаупi жоқ шақтыларда, жарылыс жұмысын өткізу үшiн.

2. Сақтық тiлейтiн - шаң, газ жарылу қаупi күштi шақтыларда.

3. Өте сақтық тiлейтiн - көмiр жару iсiнде қолдану үшiн.

Аммиак-селитралы ЖЗ патрон не қапшық пакетке толтырылған түрiнде, ал нитроглицерин ЖЗ тек патронды қалпында пайдаланылады. Жарылыс туғызатын процестi қозғаушы деп атайды. Оның от арқылы не механикалы жарылыс туғызатын түрлерi бар. От әдiсiн қолданғанда, дәрiнi жарғызатын жабдық ретiнде от өткiзетiн шнурмен, капсүл-детонатор қолданылады. От өткізетiн шнурдың қызметi, отты капсүл-детонаторға жеткiзу. Капсүль-детонатордың атқаратын мiндетi ЖЗ-қа қозғау беру. Капсүл-детонатор дегенiмiз iшi тұтынатын қозғаушы затқа (тетрил, тэн не гексоген оған қоса күркiреуiк сынап, не болмаса тенереспен қорғасын) толған, диаметрi 7 мм дейiн метал (алюминий не жез) не қағаз қауыз, (2.16-сурет). От жүргiзгiш шнурға жалғанған капсүл - детонатор ЖЗ iшiне жеткi-

2.16 - сурет. Капсүл - детонатор: 1 - қауыз; 2 - аяқша; 3 - қозғаушы қосындылар

зiлiп орналастырылады. Мұндай патронды оқталған патрон деп атайды.

От жүргiзгiш шнурдың iшiмен от 1 м/сек шапшаңдықпен жайылады. Жалын от, аяқшадағы тесiктен капсүлге тиiп, ал ол ЖЗ-ға детонация бередi. Газ және шаң қаупi бар шақтыларда және қазбалардың құлама бұрышы 30⁰-тен жоғары болғанда, ЖЗ-ды отпен тұтандыруға болмайды.

Э лектр қуатымен жарғанда, ЖЗ-ға детонация беру үшiн, электр тұтатқышымен қосылған, капсүл-детонатор қолданылады. Электр-детонаторлардың тез және жәй жұмыс iстейтiндерi бар (2.17-сурет).

2.17 - сурет. Электрдетонаторлар: а) тез әрекеттi; б) жәй әректтi; 1 - пластикалы тығын; 2 - тұтататын зат; 3 - гильза; 4 - аяқша; 5 - тор; 6 - шабандатушы зат; 7 және 8 - қозғаушы заттар

2.17, а-суретте тез тұтанатын электр-детонаторы көрсетiлген. Электр тұтандырғыш екi жекеленген, диаметрi 0,5-0,6 мм сымнан тұрады. Екi сымның ұшына, жеңiл тұтанатын, қосынды (нихром) жалатқан сымнан, балқыту көпiршiгi жапсырылады. Балқыту көпiршiгiмен электр қуатын жiбергенде, элетрдетонатор жарылады.

Жай әрекеттi электрдетонаторлардың электр тұтандырушымен, қоздырушы қосындысының арасына арнайы жайлату заты қойылады (2.17, б-сурет). Бүндай жағдайды, оқталған теспені бiрiнен кейiн бiрi жарылу үшiн қолданады. Электрдетонаторды жару үшiн, токты машинкадан не болмаса электр торынан алады.

Шаң-тозаң, газ жарылу қаупi бар шақтыларда конденсатор түрлi, жарылыс қаупiнен сақталынып жасалынған, арнайы тұрақты токты жарылғыш машинкасы қолданылады. Бұл машинкаларды шақтыда ашып, бұзуға болмайды. Жөндеу iсi тек қана шеберханада жасалуы керек.

Жарылыс жұмысын жүргiзу. Жер астында жарылыс жұмысы скважина не теспе зарядтарын жару арқылы жүргiзiледi. Кен қазбалары жүргiзiлгенде теспе зарядтары қолданылады. Жарылғыш заттар теспенің өн бойын 1/3 тен 2/3 дейiн толтырады, қалған жерi жанбайтын материалдармен тығындалады. Жарылу қуаты жарылатын кен сiлемiнiң бос беттерiнiң санына және бос беттермен зарядтардың аралық жақындығына байланысты. Бұл аралық жақындығын ең кем кедергi сызығы (ЕКС) деп аталады.

Қазбалардың кенжарында бiр кейде екi жалаңаш бет кездесiп тұрады. Қосымша жалаңаштық құру үшiн алдымен қуыс жасау теспелері бұрғыланады. Кедергi сызығын (ЕКС) шағындату үшiн, жарылғыш жаттарды әр түрлi уақытпен жарған дұрыс.

Тау-кен өндiрiсiнде, кен алу жұмысында скважиналы зарядтар кеңiнен қолданылады. Скважиналарды арнайы станоктармен, диаметрi 50 ден 130 мм дейiн және үзындығы 10-50 м дейiн қылып бұрғылайды. Жарылғыш заттармен скважинаны оқтаған кезде, жеңiлдiк туғызу үшiн ауа күшiмен оқтайтын, оқтағыштар пайдаланылады.

Жарылыс жұмысын жүргiзу үшiн, қолында тиiстi куәлiгi бар кеншiлер жiберiледi.