1. «Кен орындарын жерасты игеру» пәнінің мақсаты мен міндеттері, басқа пәндермен байланысы.-

“Пайдалы қазбаларды жерастында қазу технологиясы” пәні кен инженерін кәсіби біліктілікке қалыптастыратын арнайы пән. Оны оқып білу геологиялық, сызба геометрлік, инженерлік графика, сондай-ақ экономика ғылымдары сияқты жалпы теориялық және жалпы техникалық пәндерді білуге негізделген.

Қатты пайдалы қазбаларды қазатын кәсіпорынды жобалау, салу және жетілдіру кезінде технологиялық процестерді білу, кен-геологиялық жағдайларды түсіну, кен жұмыстарының ерекшеліктерін ескеру, қауіпсіздік техникасының және еңбекті қорғау шарттарын сақтау қажет.

Пәнді оқып игерген студент барлық кен қазбаларының кеңістікте өзара орналасуын білуі керек, себебі ол кенорнын ашу және кеніш (шақта) алабын даярлау, кенорының тиімді қазу жүйелерін әртүрлі кен-геологиялық жағдайларды ескеріп таңдау кездерінде өте қажет.

Сондықтан, пәнді оқу барысында студенттерге мынандай талаптар қойылады:

- кен өнеркәсібінің қазіргі кездегі жағдайын және оның болашақта дамуын білу;

- тау кен терминологияларын толық меңгеру;

- шахта алабын ашу және даярлау, қазу жүйелерінің әр түрлі тәсілдері мен технологиялық сұлбаларын, олардың артықшылықтары мен кемшіліктерін және тиімді қолдану аумағын оқып білулері;

- жерастында кен қазбаларының орналасуын көз алдына елестетуі;

- тау кен жұмыстарындағы қолданатын құрал-жабдықтарды және өндірістік процесстерді, еңбекті қорғау және техника қауіпсіздігі ережелерін білу;

- қабылдаған техникалық шешімдерді негіздеу үшін қажетті инженерлік есептеулерді шығара білулері тиіс.

2. Тау кен жыныстарының пайда болу табиғаты.-

Тау жыныстары байырғы (коренные) және тасынды (наносы) болып бөлінеді. Байырғы дегеніміз өзінің пайда болған орнында жатып бұзылысқа ұшырамаған, бірақ геологиялық өзгерістердің нәтижесінде кеңістіктегі бағыты өзгеруі мүмкін жынстарды айтады. Тасынды дегеніміз желдің, күннің, судың және қоршаған ортаның температураның өзгеруіне байланысты байырғы жыныстарыдың бұзылуы нәтижесі. Олар борпылдақ жыныс қабаттарымен байырғы жыныстарды көмкеріп жабады және әдетте жердің бетіне жақын жатады.

Пайда болуына байланысты тау жыныстары үш топқа бөлінеді, олар: магмалық, шөгінді (осадочные) және метаморфтық тау жыныстары.

Магмалы жыныстар деп сұйық балқыған магманың суығаннан соң пайда болған жыныстарын айтады. Оларға граниттер, базальттар, габбролар және басқалары жатады. Магмалы жыныстардың құрылысы кристалды болады және пішіні дұрыс емес кен денелерін құрайды. Құрамында металдары бар магма жер қыртысының жарықшақтарына толтырып, кен желілерін құрайды.

Шөгінді жыныстар деп басқа жыныстардың бұзылу нәтижесінде пайда болған, немесе су қоймаларында еріп химиялық тұнба ретінде жиналған жыныстарды айтады. Көмір кен орындары негізінен құмтастан (песчаник), әктастан, аргилиттен, алевролиттен, сазды және тақта тастардан (сланцы) тұрады. Шөгінді жыныстардың маңызды белгісі (ерекшелігі) олардың қабаттылығы, яғни жыныс қабаттарының жиналып түзілуіне байланысты әр алуан болып келуі.

Метаморфты жыныстар дегеніміз жоғары қызудың және үлкен қысымның нәтижесінде өзінің алғашқы құрамын және құрылысын өзгерткен магмалы немесе шөгінді жыныстар. Метаморфты жыныстарда темір, мыс, вольфрам, сирек металдар және басқа да кендер кездеседі.

Тау жыныстары бір немесе бірнеше минералдардан тұрады. Халық шаруашылығына пайдалану мақсатында жер қыртысынан қазып алынатын минералдар немесе тау жыныстары пайдалы қазбалар (полезные ископаемое) деп аталады.

12. Кенорнын қазу тәсілдері?-

Пайдалы қазбаларды қазып алудың тұтас және бөлектеп қазу тәсілдері бар.Тұтас қазу деп блоктың аумағында кеннің бірнеше түрлерін немесе сорттарын бірге қазып алуды айтады. Сондай-ақ кен және бос жыныстарды бірге қазып алу да тұтас қазуға жатады.Бөлектеп қазу деп кеннің бірнеше түрлерін немесе сорттарын бөлек-бөлек (бөліп) немесе кен мен бос жыныстарды бөлектеп отырып қазып алуды айтады. Тұтас қазу, бөлектеп қазып алумен салыстырғанда үлкен айырмашылықтарға ие, тұтас қазуды жүргізу едәуір қарапайым және кез-келген кен-геологиялық жағдайларда жүргізілуі мүмкін, сондықтан кеңінен қолданылады.Тұтас қазудың артықшылықтары: кен жұмыстарын жүргізудің қарапайымдылығы мен тиімді қазу жүйелерін қолдану мүмкіндігі және кен қазу құнының арзандату мүмкіндігі; механикаландыру жабдықтарын қолдану; жер қыртысынан пайдалы компоненттерді қазып алу санының артуы.Тұтас қазудың кемшілігі: ол бос немесе өндіріске тиімсіз араласып кеннің құнарсыздануы.Егер, кенді өңдеуші кәсіпорнынның (байыту фабрикасы, металлургиялық зауыт) өндірістік қуаты шектеулі болса, онда тұтас қазуды қолдану соңғы өнімді шығару төмендеп, оның өз құнының өсуіне әкеліп соқтырады. Бөлектеп қазуда соңғы өнім бойынша өндірістік қуаты тұтас қазумен бірдей кәсіпорынды салуға жұмсалатын шығын төмен болады. Кейде кәсіпорынды пайдалануға қосу мерзімі және өндірістік қуатын игеру мерзімі қысқарады; кеннің жоғары сапалығына байланысты тасымалдау құны және кенді байыту құны төмендейді. Бөлектеп қазудың кемшілігі: оның тәжірибеде қолдануын шектейді. Оның ең маңызды бір кемшілігі, еңбек өнімділігі төмен қазу жүйесін қолдану салдарынан кенді қазып алу құнының өсуі. Бөлектеп қазу шектеулі жағдайларда ғана қолданылады, мысалы: кеннің түйісуі анық, өте жұқа кендерді қазу, бос жыныстардың қабатшалары мен ірі қосындылары бар жұқа желілі кендерді қазу кезінде қазып алынған кенді сорттау қажеттілігі туады. Сорттау тауарлы кендегі пайдалы компоненттердің құрамын арттырады, осыдан кенді тасымалдау және байыту шығындары азаяды, кәсіпорынның концентрат немесе пайдалы компоненттерді шығару өнімділігі жоғарылайды; өңдеу процесінде пайдалы компоненттердің жоғалымы төмендейді. Кенді сорттау тікелей кенді қазып алу орнында тазартпа қазу кенжарында және жерастылық немесе жерүстілік арнайы сорттау құрылғыларында, шақта оқпаны маңында, байыту фабрикасында және т.б. жүргізілуі мүмкін.

13. Кенорнын қазу тиімділігінің негізгі көрсеткіштері.

Кенорнын қазу кезінде оның қорының бір бөлігі жоғалымға ұшырайды – жер қыртысында алынбай қалып қояды немесе жер бетіндегі үйіндіге бос жыныстармен бірге шығарылады. Барлық барланған қордың 2-3% жоғалымы кез-келген қазу тәсілінде болады. Қазу кезінде жоғалым 10-20% құрайды, кейде 50% және одан да жоғары мүмкін.

Сандық жоғалымнан басқа, кен қазу сапалық жоғалымда болады, яғни қазып алынған кенге жанас бос жыныстар немесе пайдалы компоненттер мөлшері төмен жыныстардың араласуынан кен сапасының төмендеуі. Пайдалы қазбаға (кенге) бос жыныстардың араласуы және осының нәтижесінде кеннің табиғи сапасының төмендеуін құнарсыздану деп атайды.

Сандық және сапалық жоғалымдар (құнарсыздану) кенорнын қазудың экономикалық көрсеткіштеріне кері әсер етеді.

Сандық жоғалымдар барлауға жұмсалатын шығынның өсуіне, күрделі қаржылар және даярлау, тазарта қазуға жұмсалатын шығындардың жоғарылауына, амортизация төлемдерінің өсуіне, сондай-ақ жоғалымға ұшыраған пайдалы қазба бөлігінің түсетін пайда мөлшерінің кемуіне әкеледі.

Бұл тікелей экономикалық шығындардан басқа, жоғалым кеніштің (шахтаның) қызмет мерзімін қысқартады және жаңа кеніштерді салуға немесе жаңа қабатты ашуға, даярлауға жұмсалатын қаржыларды доғаруға әкеледі.

Құнарсыздану кәсіпорындар мен мемлекетті сандық жоғалымнан кем емес экономикалық шығындарға ұшырататынын есте ұстау қажет. Бұл сапалық шығын кенге араласқан бос жыныстарды тасымалдау және оны байыту фабрикасында немесе металлургиялық зауытта өңдеу шығындарынан; құнарсызданған кенді өңдеу кезінде пайдалы компоненттердің жоғарлауының өсуіне; кенді өңдейтін кәсіпорынның соңғы өнімді шығару бойынша өндірістік қуатының төмендеуіне әкеледі.

Нәтижесінде, қазіргі кезендегі сапалық жоғалымдар кәсіпорынға және халық шаруашылығынан түсетін пайданың толық алынбауына, көбінесе үлкен көлемде алынбауына әкеледі.

14. Профессора М. М. Протодьяконовтың тау жыныстарының беріктілігі сыныптамасы

15. Кен денелерін қуаты және құлау бұрышы бойынша болу

Тақтаның жазықтықпен құлауынан пайда болған бұрыш құлау бұрышы деп аталады.

Тақтаның созылым сызығына перпендикуляр және жазық жатқан сызықты тақтаның созылым қиятын сызық деп атайды.

Құлау бұрышы бойынша кенорындары жазық (20º дейін), көлбеу (20-45º) және күртқұлама (45º жоғары) болып бөлінеді.

Кенорнының созылым және құлама ұзындықтары ондаған метрден бірнеше километрге жетеді. Тақтаның қуаты бүйір бұрыштарының аралығындағы қысқа қашықтық ретінде өлшенеді. Қуаты бойынша тақталар өте жұқа (0,6 м кіші), жұқа (0,6-2,0), орта қуатты (2-5м), қуатты (5-20м) және өте қуатты (20 м жоғары) болып бөлінеді.

Тақталардан пішіні мен қуатының тұрақсыздығымен ерекшеленетін кен сілемдерін тақта тәріздес кен денелері деп атайды.

Күмбез тәрізді және т.б. пішіні күрделі кен денелері де кездеседі. Көп жағдайда кенорындары бір ғана емес, бірнеше кен денелерінен тұрады. Мұндай бірге шоғырланған кен денелерін бір бірінен бос жыныстардың массивтері болып тұрады, кейде кен денелері бір бірімен қиялысады, қосылады да қайтадан бөлінеді.

32. Кенорнын ашудың күрделі тәсілдері. Артықшылығы мен кемшіліктері

Кенорнын ашу тәсілі қарапайым және құранды болып бөлінеді. Егер кен басты қазбалармен толық ашылса қарапайым қолданылады. Бұған төменде көрсетілгендей тік және көлбеу оқпандар мен штольнялардың әрқилы орналасу нұсқалары жатады. Кен орындарын құранды тәсілмен ашу негізінен кен қазу жұмыстары үлкен тереңдікте жүргізген кезде қолданылады. Бұл тәсілдің негізі – кен орнының үстіңгі жағын бір бас қазбамен ашады, төменгі жағын басқа қазбамен көтеріледі. Бұндай ашу, кен орнының құламасы үлкен тереңдікте жатқан кезде және кенді бір оқпанмен көтеру керек өнімділікті қамтамасыз етпегенде, қолданған тиімді.

Кен орындарының деңгейжиектерін 1200м тереңдікке дейін жердің бетінен тік оқпанмен ашады, ал төменгі жағын тік немесе көлбеу тұйық оқпандармен ашады. Тұйық оқпанмен ашатын екінші деңгейінің тереңдігі әдетте 600-1200м аралығында болады.

Кен орындарын сатылы ашу, көтеру жұмыстарының өнімділігінің өсуімен қатар, төменгі деңгейжиектердегі квершлагтардың ұзындығының қысқаруына жағдай жасайды. Әрбір сатыдағы оқпан дербес скиптік не клеттік көтерме қондырғылармен жабдықталады. Әр сатының биіктігі, егер бір арқандық көтерме қондырғысы қолданылса 800-1000м, ал көп арқандық қондырғыда 2000-3000 м-ге барады. Бұл жағдайда да қабаттық немесе топтық квершлагтар арқылы ашылады. Ал шахта оқпандары көбінесе сырғу аймағынан тысқары кен сілемінің жатпа бүйірінде орнатылады. Кейде, сирек болса да, оқпан кен сілемінің төнбе бүйірнде орналасатын ашу тәсілдері кездеседі.

Терең деңгейжиектердегі жайпақ және көлбеу жатқан сілемдерді ашуға төнбе бүйірінде орналасқан тік оқпан, кейін жатыс бүйіріндегі көлбеу оқпанға айналатын, варианттар қолданылады. Сондай-ақ, құранды ашу әдістері таулы жерлерде, штольня деңгейінен төмен жатқан кен сілемдеріне тән. Бұл жағдайда штольнядан төмен, ашу қазбасы ретінде тұйық оқпан қолданылады. Егер кен орындарының үстіңгі жағын тек штольнямен ашуға болатын болса, төменгі жағын штоьнядан жүргізілген тік немесе көлбеу оқпан арқылы ашады. Бұндай жағдайда төменгі деңгейжиектер еңкіш жүрістк жолдармен ашылады және қазып алынған кен өздігінен тиеп-жеткізгіш жабдықтармен немесе автосамосвал машиналарымен жоғары көтерілуі мүмкін.

Егер тұйық оқпан тік болмай көлбеу болған жағдайда да кен сілемі қабаттық квершлагтармен ашылады. Мұндайда тұйық тік оқпан бір немесе қосарлы скиптік қондырғысымен жабдықталса, көлбеу бас оқпанда науа орнатылады.

Кейінгі кездері кеннің айналмалы жүрістік жолдармен ашылатын құрамды тәсілдер де қолдау таба бастады. Мұндай ашу тәсілінде төменгі деңгейжиектегі қазылған кен ауыр жүк тиелетін өздігінен жүретін тиеп-жеткізгіш жабдықар арқылы немесе үлкен самосвалдар қолданылып кенді жеткізу, тасымалдау процестері біріктіріліп бір ғана жабдықпен көмекші қазбалар арқылы атқарылады да аралық тиеп-түсіру операциялары жойылады.