Жерасты рудаларын алу тәсілдері

Руда минералдық табиғи шикізат деп аталынады, оның құрамында металл немесе концентрациялы металдар, соларды алу мақсатында болады. «Руда» деген термин кейде металл емес қазбаларға да қолданылады.

Руда жер астынан қазатын мекемелер рудник деп аталады. Тау өндірісіндегі комплексті біріккен жұмыстар, тау жыныстарын жер асты, үсті техникалық имараттары ұқсас. Бірақ, айырмашылығы руданы қазу технологиясында, салыстырмалы көмірді қазудың гигиеналық ерекшелігі жұмысшылардың рудниктегі гигиеналық жағдайы, сондықтан әрқайсысы жеке қаралады.

Руданы қазу технологиясы

Руда қазудың үлкен қамалы, қазудағы бұрғылау, қопарылыстық жұмыс-тарының себептерінде. Тау өндірілуіндегі бұрғылау жұмыстарының өзіндік салмағының 80-90%-на келеді. Негізгі өндірістік үдерістерінде проходка жұмыстары және бұрғылап қазу, қопару, тиеу, іріктеу және тау жыныстарын, руданы түсіріп алу жұмысты орныдау жер асты жұмысындағы арнайы кәсіптік мамандармен орындалады. Рудниктегі жер асты кәсіби жұмыскерлеріне: бұрғлаушылар (проходчик), қопарғыштар, бекітетіндер, тасып шығарушылар т.б.

Тау өндіруінде бұрғышы жұмыскерлер бұрғылаушылор циклында ең еңбегі көлемді үдерістерді атқарушылар. Бұрғылау жұмысының ең қиын көлемділігі жұмыстың орташа есеппен 35-50%-ы, еңбек шығынын 70%-н қамтиды.

Бұрғылау бауы, бұрғылайтын машиналар айналмалы-соққы, айналмалы-бұрылатын және айналмалы әрекеттер жүргізеді. Ұрып-айналмалы бұрғылауда қол телескопы және колонкалы пневматикалық бұрғы балға-перфораторлар қолданыды.

Саймандардың массасы 12-ден 30 кг дейін ауытқиды, бір минуттағы соққының жиілігі 1700-2000-ды құрайды.

Перфоратормен жұмыс көп дене күшін қажет етеді, әсіресе тік бұрғылап өндіруде көлбеу және көлденең қазба өндіруінде пневматикалық жолмен өндіріледі, онда бұрғылау забойда бұрғы балғалары арқылы істеледі. Пневматикалық бұрғылау бұрғышылар жұмысын жеңілдетеді. Бұрғылау әдісіндегі беріп тұрудың іске асырылуы, ол забойдағы перфоратормен атқарылады. Бұл әдіс гигиеналық тұрғыдан қарағанда, прогрессивті, өйткені бұрғышының дене ауыртпалығын төмендетеді және дірілдік жанасу уақытын азайтады. Бірақ, аздаған ептілік (маневренность) жүйеде қолдану әдісі шектеулі. Колонкалы перфораторлардың салмағы 40-60 кг. Олар бұрғылау жұмысын көлденең және көлбеу баулауда, мықты тау жыныстарын бекіткенде қолданылады. Перфоратор арнаулы колонкаларға бекітіледі. Перфоратор орналасуын жеңілдету үшін забой бойында олар арнаулы бұрғы кареталарда құрастырылады (монтируется). Телескоптың перфораторлар бұрғылар бауына забойды жабуда керек, оның салмағы -38-40 кг. Олар арнаулы төсенішке орналастырылады, ал берілуі , арнаулы телескопиялық берілгіштермен орындалады. Бұрғышының осы кездегі әрекеті бір жердегі және жалпы дірілді, өйткені тік жоғары бұрғылау өндіруінде, шаңды басу үшін бауды ылғалдайды, бұрғышы киімі көп мөлшерде шыланады.

Қазіргі бұрғышы агрегаты қалыптасқан, ол қол, колонка және телескопты перфораторды алмастыратын өз бетімен жүретін бұрғылау шынжыр табанды кареталар СБУ-2, СБУ-3, СБУ-4 типті, олар дистанциялық басқарылады және дірілдің толық ыңғайсыз, қолайсыздығын жұмыс орнында тудырмайды. Өз бетімен жүретін бұрғылау кареталары толық өз бетімен жүретін техникалық комплексті құрамға кіреді. Осымен қатар бұрғылау кареталары өз бетімен жүретін компелксінде вагондар, экскаватор, бульдозер және қосымша құрал жабдықтар. Мамандар пікірінше руданы өндірудің 80-85%-ы өз бетімен жүретін құрал жабдықтар, еңбек өнімділігін арттыруда, түбегейлі еңбек жағдайын жақсартуда және техникалық қауіпсіздікті сақтауда керек.

Айналмалы-соққылы бұрғылауда бұрғы машиналарының 1 минуттағы соққы жиілігі 4000. Айналмалы-машиналарының әрекетіне электр тескіштер жатады. Жұмыс жыныстарды бұрғылауда қол тескіштер пайдаланады. Қатты жыныстар бауы және бұрғы скважинасында массасы 105-120 кг электрлі тескішпен бұрғылайды, олар колонкаларға, манипуляторға немесе бұрғы арбаларына орналастырылады.

Электрлі бұрғылау гигиеналық тұрғыдан қарағанда пневматикалықтан тәуір, өйткені, онда аздау шаң түзіледі, шумен діріл деңгейі төмендеу. Диаметрі 30-дан 60мм-ге дейін, ұзындығы 0,5м-ден 3,5м-дей.

Тесікті (шпуры) бұрғылау; скважина 150-ден 130мм, ұзындығы 10-нан 50мм-ге дейін. Ұңғыманы бұрғылауға арнаулы бұрғылайтын станок қолданылады. Ұңғы-малық тәсіл өндірістік руданы тазалық жұмыстарында кеңінен қолданылады.

Тесікті немесе ұңғымалық бұрғылауды қопарылғыштар орналастырады, ол үшін пневмалық заряд (оқтау) қолданылады.

Руданы опыру немесе қопарылыстан соң забойды арнаулы желдеткішпен желдендіреді. Содан соң забойлық кеңістіктегі тау массаларынан тазалайды.

Тау массаларын (руда немесе тау жыныстары) вагонеткаға тиеп, жылжымалы дөңгелекті штрекпен немесе тасымалдайтын көліктермен сыртқа шығарады. Жер асты жұмыстарының ішіндегі тиеу мен тасымалдау барлық жұмыстарының көп көлемін алады. Өндірістегі тиеу жұмыстары механизимдерінің өзі, тиеу күрегі кейбіреулері қолмен орындалады. Тау массаларын жинауы аяқталған соң, өндірілетіндерді бекіту, бос кеңістігінің басқада қосымша жұмыстары атқарылады.

Ашық тәсілмен пайдалы қазбаларды шығару

Металл, көмір, рудалық емес қазбаларды шығру жұмыстары ашық алу тәсілімен жүрігізіледі.

Ашық тәсілмен кен орынынан қазіргі кезде механикаландырылған жұмыстармен алады. Ол еңбек өңімділігін жоғарылатыды, өзіндік құнын төмендетеді. Пайдалы қазбаларды ашық алу тәсілдері гигиеналық тазалықтың сөзсіз басымдылығын көрсетеді. Ол әсіресе, тау кен өндірушілердің (пневмокониоз бен дірілдік аурулардың ) кәсіби ауруларын алдын алады.; Ол әдіспен өндіру еңбек жағдайының қауіпсізідігін қамтиды, нәтижесінде, жұмыс кезінде карьерлерде шахтаға қарағанда жарақаттану аз болады.

Қазіргі уақытта пайдалы қазбаларды өндірудің ашық тәсілінің бестен төрт бөлігі темір рудаларын қазу және таулы химиялық шикізаттарды қазудан үштен екі бөлігі түсті металдарды,. металл емес пайдалы қазбалардың және құрылыстық тау жыныстарының көлемін, үштен бір бөлігі көмірді қазудың өзіндік салмағын ашық әдіспен елу алпыс пайызға дейін жеделтетіп қазуға жұмсалады. Рудалық өндірісте ашық әдіспен өндіру к а р ь е р л і к, көмір өндірісінде к е с і п тас өндіруде - т а с т ы у а т ы п алады.

Карьер деп аталатын атау – қазып алу әдісінің барлық түрінде де қолданылады. Карьер, қазаншұңқыр оның бүйір бөліктерінің жоғарғы беті горизонтальды кертпе қабаттардан тұрады. Бүйір беттері карьермен шектеледі, оны борт деп атайды. Қазіргі кездегі карьерлердің кертпелі биіктігі 10- 15 метр. Карьерлерлде құрал- жабдықтар горизонтальдық алаңда орналасады, бортың беріктігін қамтамасыз етеді және көлік қозғалысына қызмет етеді. Карьердің тереңдігі пайдалы қазбалардың тереңдігімен пласталардың қуаттылығына қарай анықталады. Біздің елде карьерлердің тереңдігі жүз метрден асады. Темір рудаларының өндірісінде карьерлердлің орташа тереңдігі екі жүз метр. Жеке карьерлерде 320 м ( Сарыбай, Соколов) карьерлердің жобалық тереңдігі 700 – 800 м.

Ашық кен орынының технологиялық өңделуі Кен орындарындағы ашық әдіспен өңделудегі өндірістік процестер екі кезеңнен тұрады: жоғарғы дайындық, таулы күрделі, аршу және өндіру жұмыстары деп бөлінеді. Жоғарғы дайындықта орманды кесу, өзендерді бұру, карьерлік алаң бұлақтардан бөлек батпақтарды кептіру жолды өзгерту жұмыстары жатады.

Күрделі таулы жұмыстарға әртүрлі құрылыстық ор қазу, ол жер бетіндегі көліктердің жүруіне арналады және алғашқы өңдеу жұмыстарын жасауға жағдай туғызады.

Аршу жұмыстары ( тау жыныстарынан ) пайдалы қазбаларды алуды қаматамасыз етеді.

Өндірістік пайдалы қазбаларды шығару мақсатында табу жұмыстары орындалады. Мықты кен орындарын өңдеуде және руданың технологиялық үдерістері мынандай негізгі қимыл - әрекеттерден тұрады: 1.Тау массаларын босаңсытады және опыруда бұрғылау қопарыс жұмыстары; 2. Көлік құралдарына ойып алу және тиеу. 3. Тасымалдау; 4. Көлемі симайтындарды 5. Құрылысты және жолды күту; 6. Жөндеу жұмыстары.

Алдын ала опырмай ақ және жыныстарды қопсытпай ақ, жұмсақ жыныстарды опырып өңдеуде және тиеу әдісімен жерді тегістеп (экскавация) өңдейді. Қазіргі кездегі ашық өңдеу кешенді жоғары механикаландырылған жағдайда кәсіпорында оларға жылдам жұмыс істейтін ірі көлемді жоғары өнімді машиналар қолданылады. Әртүрлі тереңдік пен диаметрі бар терең скважинаға кең қолданылатын әдіс қопарылыс жұмыстарымен өңдеу әдісі кең қоланылады., ондаған килограммнан жүздеген тонна қопарғыш заттармен ( аммонит, игдонит т.б) оқталады

Мықты тау жыныстарының өндірісінде ұңғыманы соққылы-айналмалы бұрғымен станоктарымен өндіріледі (темір рудаларының 93 % қопарылысты массадан адымдайтын бұрғылау станоктарымен алынады ).

Арқанды айналмалы бұрғылау станоктары сирек қолданылады; Мықты емес жыныстарда, айналмалы термиялық бұрғылау станоктары қолданылады. Кварц құрамды жыныстарды бұрғылауға термиялық бұрғылау станокторы арналған. Бұрғылау станоктарының механизмдері өз бетімен жүретін платформада орнатылады. Жыныстарды және пайдалы қазбаларды, сонымен бірге, жыныстарды ығыстыру, опыру бір шөмішті экскаватор немесе экскаваторлардың көмегімен өндіріледі; Ығыстыру әдісі шынжырлы, адымдаушы, теміржолдық болып бөлінеді; Жұмыс істеу механизмнің құрылымы механикалық күрек кері күректер, драглайн (арқанды- шөмішті экскаватор ) және грейферлік экскаваторлар. Аршгу жұмыстарында көлік жүйесі жоқ өндіруде роторлы экскаваторлар қолданылады. Экскаваторларды басқару қондырғымен машинистің кабинасында атқарылады.

Қазіргі уақытта үлкен қуатты құрал жабдықтар қолданылады, мысалы, шөміш сиымдылығы 40, 65, 100 м³ драглайндар ЭШ -406, ЭШ -65, ЭШ-100, ЭШ-100/125 . Отандық машина құрылысында жаңа буынды роторлы экскаваторлар, өнімділігі 1600, 3150, 5250 м³/ сағ. көмір қималарына арналып, игерілуі керек. Тау массаларын тасымалдау теміржол, автомобиль, сирек болса да конвейерлі ауалы- арқандық және арқанды көлікердің көмегімен іске асырылады. Локомотив ретінде теміржолдық көліктер электро – және тепловоздар пайдаланылады. Автомобильдік көлік ретінде жолсыз жерлерде сыйымдылығы үлкен автосамосвалдар (Белаз, КРАЗ және т.б.) пайдаланылады. Самосвалдардың орташа жүк көтеру сыйымдылығы 60 тоннаға дейін, кейбір жағдайларда одлан да көп болады.

Ашық таулы жұмыстарда іс жүзінде гидравликалық және гидромеханикалық тәсілмен өндірісте қолданады.

Гидравликалық өндірістегі тәсілдер тау массаларын қопару, ал тасымалдау су энергиясының есебімен іске асырылады. Жабдықтар ретінде гидромониторлық қондырғылардағы 2,5 және 20 атмосфералық қысыммен жерді соратын снарядттар қолданылады.

Гидромеханикалық тәсілде жыныстарды оңай шаятын өңдеуде гидромониторлар, қиын шайылатын, бос қыратын гидромониторлар немесе бульдозерлермен өндіріледі. Тау массаларын тасымалдау жер снарядттары арқылы іске асады. Жер асты пайдалы қазбаларын арнаулы тәсілдермен өндіру жүзбе драктармен және жер снарядтармен істелінеді.