1-ДӘРІС. ЖАЛПЫ МАҒЛҰМАТ ЖӘНЕ ТАУ-КЕН ТЕХНИКАЛЫҚ ТҮСІНІК

Жұмыс үрдісінің бір немесе барлық бөлігі су ағынының энергиясымен жұмыс жасайтын гидромеханизация, ол кен жұмысындағы механизацияның кешенді түрі болып табылады. Өндірудің гидравликалық әдісі келесі үрдістерінен тұрады: жуу, жыныстарды тасымалдау, кептіріп үйінді жасау. Осы әдісті пайдалы қазбаларды игеру кезінде оларды байыту үшін де қолданады. Кен жұмыстарын гидравликалық әдіспен жүргізген кезде сукөзінен құбырмен қысым арқылы суды кенжарға бағыттайтын гидромониторға беріледі. Су ағыны пайдалы қазбаларды немесе бос жыныстарды бұзады, соның нәтижесінде гидроқоспа пайда болады. Бұл гидроқоспа өздігінен ағу арқылы немесе қысым арқылы тасымалданады. Өздігінен ағу арқылы тасымалдану белгілі бір шарттар орындалғанда, ал қысым арқылы кез-келген жағдайда қолданылады.

Өндірістің гидравликалық әдісінің артықшылығы күрделі жұмыстардың аз көлемділігі, карьер құрылысының уақытындағы еңбек өнімділігінің жоғарылығы, қарапайымдылығы, шығынның аздығы, ұсақ түйіршікті және негізгі құрылғының көлемі, пайдалы қазбаларды өндіру мүмкіншілігі және су ағынының энергиясы арқылы кен массасын қоймалау болып табылады. Ал бұл әдістің кемшілігі жыныстарды қыста күрделі жыныстарды бұзудағы еңбек өнімділігінің төменділігі, жұмыстың энергия сыйымдылығының жоғарылығы, жыныстарды бұзу үрдісінің көптеген факторларға байланыстылығы, пайдалы қазбаларды ұсақтау шығынының жоғарылығы.

Гидравликалық тәсілдің кен өндіру мүмкіншілігін анықтау үшін жыныстың физика-механикалық қасиетін, өндірістің тау-кен геологиялық және климаттық шарттарын, гидроүйінділердің орналасқан аймағын, жұмысалатын энергияны білу қажет. Гидравликалық тәсілмен өндірудің терминдері.

Енбе – кемердің еніне, негізгі гидротранспорттың құрылғының өндірісі. Кейде енбенің ұзындығына байланысты блоктарға бөлінеді. Блоктардың ауданы және өздігінен өндірілетін жыныстардың қуаты жалпы гидротранспорттық құрылғылармен шектеледі.

Гидромонитордың шебінің жұмысы – бір гидромонитормен өндірілетін блок бөлігі. Гидроқұрылғылардың шебінің жұмыстары – блоктың өлшемдеріне байланысты анықталады.

Кемердің жұмыс алаңы – құрылғылар орналасқан кемер алаңы.

Гидроүйінді – гидросместі үю нәтижесінде пайда болған массив. Ол берілген көлемдегі қабылданған гидросместі қамту және арнайы құрылғылардан тұрады.

Гидроүйіндінің аралық аймағы – ол берік призма мен ядро аралығында орналасқан гидроүйіндінің бөлігі.

Гидроүйіндінің ядросы – су асты шарттарындағы гидроүйіндінің ішкі бөлігі.

Қабатты шаю жұмысы – пульповодтың бір түріндегі жуылған жыныс қабаты.

Жуылатын пульповодтың жұмыс аймағы – гидроүйінді пульповодының бір түріндегі жуылған жыныс қабатының жыныс орналасқан алаңы.

Жуу циклы – берілген аймақтағы қабатты жуудың орындалуы.

Жерснаряд – жыныстарды кептіруге арналған машина. Жерснаряд су айдынының түбінде араласуы немесе жүзуі мүмкін. Оның драгадан айырмашылығы оның байыту құрылғысы жоқ.

Жерснаряд кемерінің жұмыс биіктігі – бір уақытта жұмыс жасайтын жерснарядтарының пульповодтармен өзгеріссіз қалғандығы жыныстардың орташа қуаты.

Жерснарядтың блок жұмысы – қалқыма (плавучий) пульповодтың бір жерснарядының үзіліссіз өндірісіндегі енбенің бөлігі.

Жерснарядтың кенжары – жерснарядтың жұмыс органының қозғалысы болып табылатын кемер жұмысының жоғарғы бөлігі.

1.1.сурет. Гидравликалық тәсілмен өндірілетін жыныстардың сызбасы: 1-гидромонитор; 2-недмыв; 3-ысырма; 4-зумпф; 5-жерсорғыш; 6-құбыр

Жерснарядтың кемер деңгейжиегінің жұмысы – трубопроводпен кептірудің және оның құрылғысының ең төменгі жұмыс жағдайы;

Майна – қыста қатпайтын су айдынының бөлігі.

Гидромеханизацияның қолданылу аймағы 1.1 кестеде көрсетілген.

0. кесте

Халық шаруашылы-ғының саласы	Орындалатын жұмыс түрлері
Тау-кен өнеркәсібі	Гидроаршу, гидротолтырма және төгу жүмыстары; көмір, алтын, қорғасын, алмас, марганец және тағы басқалары өндіру жұмыстары
Құрылыс өнеркәсібі	Қазбалар жүргізу, жер бетіндегі құрылыстарды салу, алаңдарды шаю
Гидротехникалық құрылыс	Каналдар жүргізу, плотиналарды шаю, өзендер саласын бұру және су қоймаларын бұру
Ауыл шаруашылық құрылысы	Су қоймаларын салу құрлыстары, қысқа профильді дамбалар және плотиналар, каналдарды су жиналатын орындарды , көлшіктерді тазарту
Көліктік құрылыс	Каналдарды, көліктік құрылыстарды, көпірлерге келетін жолдарды және жер бетіндегі темір жол көліктері жолдарын салу

Негізгі әдебиет: 1 қос. [4 – 9]

Бақылау сұрақтары:

1. Гидромеханизация дегеніміз не?

2. Гидравликалық тәсілдің артықшылықтары мен кемшіліктері.

3) Гидравликалық тәсілмен өндірілетін терминдарын атаңыздар?

4) Гидравликалық әдіспен қазу кезіндегі терминдерді атаңыз.

2 - Дәріс. Тау жыныстарын қазуға дайындау әдістері

Тау-кен жыныстарын қазуға дайындау тау жыныстары қоспаларын қазу және үйінділеу процестерi үшін техникалық мүмкіндiктi және қолайлы жағдайды жасау мақсатымен жүргізiледi. Тау жыныстарының түріне және жағдайына байланысты оларды қазуға дайындау мынадай әдiстермен жүргізiлуi мүмкін: құрғату, тоңазудан қорғап қалу, тоңазыған тау жыныстарын жiбiту, гидравликалық әлсiрету немесе нығайту, механикалық немесе жарылыспен қопсыту.

Ылғал тау жыныстарын қазу алдындағы құрғату құрал-жабдықтарды жоғары өнiмдi пайдалануға және жұмысшылардың еңбек жағдайын жақсартуға мүмкіндiк туғызады. Экскаватор кенжарларының суланғандығын және тау жыныстарының көп ылғалдылығы тау кен жыныстары қоспаларының қазу машиналарының шөмiштерiне, көлiк ыдыстарына, конвейер ленталарына және басқа құрал-жабдықтарға жабысып қалуына және жабыса қатуына байланысты iстелiнген жұмыстардың қымбаттауына әкелiп соғады. Тау жыныстарының ылғалдылығын азайту үшін, кен орнын алдын-ала құрғатудан басқа, жер бетiнде суды бұру, құрғату арықтары, ұңғылар, тесiп өткен және қағылған фильтрлар қолданылады. Тау жыныстарын құрғатудың қажеттi дәрежесi олардың қасиеттерiне, қолданылатын техникаға, ауа райы жағдайына, пайдалы қазындының сапасына қойылатын талаптарға байланысты болады.

Ылғал тау жыныстарын қатып қалудан сақтандыру оларды жағымсыз ауа райы кезiнде алдын-ала қопсытусыз қазып алу мүмкіндiгi жоқтығымен байланысты. Тәжiрибеге жүгінсек карьерлiк шөмiш сыиымдылығы 4м³ механикалы күректер алдын-ала қопсытусыз қатқан тау жыныстарының 0,5-0,6 м-iн ғана қаза алады. Тау жыныстарын қатып қалудан сақтандыру үшін жер бетi қабатын жырту, қопсыту, тырмалау және жылыту қолданылады, қардан немесе жасанды мұзды ауа жамылғысы жасалынады, арнайы қалқа және жылы үйшік жасалынады. Жырту, қопсыту және тырмалау, ауамен толған қуыстардың пайда болуы арқасында, жер бетi қабатының жылу өткiзгiштiгiн азайтады. Қарды ұстап қалу қар қырқаларын жасау немесе қарды тоқтататын қалқандарды қою арқылы жүргізiледi. Жер бетi қабатын қатып қалудан сақтандыру үшін жылылықты шығармайтын материалдар ретiнде мұк, үгінді, шлак, минерал мақта қолданылады. Қалқалар мен жылы үйшіктер кiрпiш және керамика заводтары үшін топырақты өндiретiн карьерлерде қолданылады.

Тау жыныстарын жылытып жұмсату бумен, сумен, терең және үстінен электр жылуымен, жер бетiнде от жағумен жүргізiледi. Терең электр жылыту кезiнде қатып қалған қалыңдығына бiр-бiрiнен 0,5-0,7м қашықтықта бұрғыланған теспелерге электродтар орналастырылады. Электр тiзбегi жұмсарған тау жыныстарында тұйықталады, олар төменнен жоғары қарай жiбiтiледi. 1м³ тау жыныстарын жұсартуға шығатын электроэнергия шығыны 8-20 кВт. сағат болады. Жер бетiн электрмен жылыту кезiнде электродтар белдеу немесе метал торы түрінде жiбiтiлетiн учаскенiң бетiнде орналастырылады. Қоректендiру жоғары жиiлiктi генератордан жүргізiледi.

Бумен жылытып жұмсарту кезiнде диаметрi 19-22мм, ұзындығы 1,5-3м болат құбырлар қолданылады, олар теспеге немесе бiр-бiрiнен 2-2,5м қашықтықта тау жыныстары жiбiген сайын қағылып отырылады. 1м³ тау жынысына 24-27кг бу шығын болып 4-6 сағат iшiнде жiбiтiледi. Осылайша суық және ыстық сумен тау жыныстары жұмсатылады. Сумен және бумен жiбiту көп жыл тоңазыған тау жыныстарын қазған кезде кең қолданылады.

Үстiнен от жағу арқылы мұздаған тау жыныстарын жiбiтудiң мәнi көмiрдi, шым тезектi немесе отынды жағудан тұрады. 1м³ тау жынысын жiбiту үшін 30-60кг көмiр, 120-140кг шым тезек және 0,14-0,17м³ отын керек болады. Үстiнен жағу азғана топырақ көлемiн жiбiткенде қолданылады.

Тау жыныстарын қазуға дайындаудың гидравликалық әдiстерi тау жыныстарының өзiнен суды және ерiтiндiлердi өткiзу қасиеттерiне негiзделген. Су өткен кездегi тау жыныстарының берiктiлiгiнiң босаңсуы, олардың жеке бөлiктерiнiң тұтасу күшінiң азаюымен және байланыстыратын цементiнiң жуылып кетiлуiмен байқалады. Гидравликалық берiктiктi жою тығыз топырақты гидромеханикаландыру әдiсiмен қазғанда қолданылады.

Тау жыныстарын механикалық қопсыту оларды қазумен қатар жүргізiледi. Қопсытқыш ретiнде экскаваторлар, бульдозерлер, скреперлер және т.б. қолданылуы мүмкін. Тығыз және берiк тау жыныстарын арнайы қопсытқыштармен алдын-ала қопсытады.

Тау жыныстарын қазуға жарылыс арқылы дайындау оларды сiлемнен ажыратып алудан және белгiленген кесектiкке дейiн ұсақтаудан тұрады. Осы әдiс жартылай тасты тау жыныстарын дайындағанда көптеген жағдайда қолданылады, ал тасты тау жыныстарын дайындағанда жалғыз ғана әдiс болып табылады.

Жартасты және жұмсақ жыныстарды қазуға дайындау

Ашық тау-кен қазбаларында жартылай тасты және тасты тау жыныстарын сiлемнен жарылыс көмегiмен бөлiп алу және белгiленген кесектiк мөлшерiне дейiн ұсақтау кеңiнен қолданылады.

Жарылыс жұмыстары тау-кен жыныстарының қажеттi дәрежеге дейiн ұсақталуын, пайдалы қазындының талап етiлген сапасын және сортын, қопарылған тау жыныстарының үйіп-төгiлуiн, көлемiн және қопсыма пiшiнiн, биiктiк белгiлердiң сақталуын, жұмыс алаңдары мен кемерлердiң мөлшерiн және пiшiнiн, сiлемге, құрылыстарға шектiк сейсмикалық әсерiн, қазу-тиеу құрал-жабдықтарының жоғары өнiмдiлiгiн және үздіксіз жұмысын, сондай-ақ тау-кен жұмыстарының тиiмдiлiгiн және қауiпсiздiгiн қамтамасыз етуi қажет.

Маңыздылығы мен бiрiншi кезекте орындалатындығы және де келесi өндiрiстiк процестер жарылыс жұмыстарының сапасына байланыстылығын еске ала отырып, карьерде басқа жұмыстармен үйлестiрiлген тиiмдi жарылыс технологиясын қолдану қажет.

Жарылыспен ұсақтаудың сапасын жақсартудың негiзгi алдыңғы шарты- сiлемде жарылғыш заттарды (ЖЗ) бiркелкi орналастыру, осының арқасында тау жыныстарының бiрқалыпты ұсақталуы болып табылады.

Карьерде тау жыныстарын ұсақтаудың екi кезеңiн атап өтуге болады: бiрiншiсi- алғашқы ұсақтау; екiншiсi-iрi кесектi жыныстарды қосымша ұсақтау, сондай-ақ кемердiң табанын тегiстеу, кемер беткейiнде салбыраған және iлiнiп тұрған тау жыныстарын түсіру және т.б.

Ұсақталатын объектiге және жарылыстың мiндетiне байланысты бiр-бiрiнен жарылғыш заттар зарядтарын орналастыру әдiсiмен, олардың пiшiнiмен және мөлшерiмен ерекшеленетiн төмендегiдей жарылыс әдiстерi ажыратылады.

Ұңғылық зарядтар әдiсi (2.1, а-сурет) диаметрi 105-400мм және ұзындығы 30-40 м-ге дейiн ұңғыларда ЖЗ зарядтарын орналастыруды қамтиды.

Шұңқырлық зарядтар әдiсi (2,1,б-сурет) топталған ЖЗ зарядтарын (300-2000кг) сiлемдегi шұңқырда орналастыру болады. Шұңқырлар ұңғыларды немесе теспелердi бұрғылау кезiнде кеңейту процессiнен немесе жарылыспен аттырудан пайда болады. Осы әдiс ұңғыда немесе теспеде есептелген ЖЗ заряды сыимайтын болғанда, жартылай ор жолды қия беткейде қазғанда, берiк пайдалы қазынды үстінде орналасқан бекем тау жыныстарын қопарғанда және ұңғыны аса бұрғылау ыңғайсыз болса, сондай-ақ күштi жарықшақтанған тау жыныстары сiлемiн сiлкiндiргенде қолданылады. Шұңқырлық зарядтар әдiсiнiң негiзгi кемшiлiктерiне тау жыныстарының бiркелкi ұсақталмауы және iрi кесектi тау жыныстарының көп шығуы жатады.

Теспелiк зарядтар әдiсi (2,1 в-сурет) диаметрi 75 мм-ге және ұзындығы 5 м-ге дейiн теспелердiң цилиндрлi өзегiнде ЖЗ зарядтарын орналастырудан тұрады. Осы әдiс пiшiн үйлесiмi күрделі және қалыңдығы шамалы кенiштердi қазғанда, пайдалы қазындыны және руда емес қазындыларды сұрыптап қазғанда, сондай-ақ жарылыс жұмыстары азғана көлемде болғанда, қосымша ұсақтауды, кемерлер табанын тегiстеуде және беткейдi еңiстегенде қолданылады (Н_к  5м).

Камералық зарядтар әдiсi (2,1, г-сурет) сiлемде (арнайы кеңiстiкте) топталған массасы бiрнеше ондаған тоннадан жүздеген тоннаға дейiнгi ЖЗ зарядын орналастырудан тұрады. Осы әдiс жаппай жарылыспен тау жыныстарын ажырату және ығыстыру кезiнде, ор жолды, шұңқырларды, бөгеттердi жасағанда қолданылады.

Жапсырма зарядтар әдiсi (2,1, д-сурет) қопарылатын объектiнiң үстіне зарядты орналастырумен сипатталады және қосымша ұсақтау кезiнде және әрең жететiн жердегi қосалқы жұмыстарда, сондай-ақ бұрғылау техникасы болмаған жағдайда қолданылады.

2.1- сурет. Жарылыс жұмыстарының әдiстерi

Жарылыстың сапасы қопарылған тау жыныстарының кесектiгiмен бағаланады. Қопарылған тау жыныстарының сапалық көрсеткiштерiнiң негiзгiсiне iрi кесектi бөлiктердiң мөлшерi жатады. Осыған байланысты тау-кен жыныстарын жарылыспен дайындауға қойылатын талаптардың негiзгiсi iрi кесектi бөлiктердiң шығуын барысынша азайту болып табылады.

Қазатын және көлiк құрал-жабдықтары жоғары өнiмдiлiкпен жұмыс жасау үшін барлық қопарылған тау-кен қоспасы бiркелкi кесектi болғаны жөн. Қопсымада iрi кесектi бөлiктердiң көбеюi қазу машиналарының жұмыс органының енуiне кедергiнi ұлғайтады, шөмiш сыиымдылығын және көлiк құралын пайдалану коэффициентiн азайтады және негiзгi құрал-жабдықтардың өнiмдiлiгiн кемiтедi.

Қопарылған тау жыныстарының қопсыма пiшiнi қопсыманың қай жерiнде болмасын шөмiштiң толуын толық қамтамасыз етуi керек. Қопсыма енiнiң мөлшерiне темiр жол көлiгiн қолданғанда, бойлық тiлмелер болғанда қатаң талаптар қойылады.

Әдебиеттер: 1 нег.29-31

Бақылау сұрақтары:

1. Тау жыныстарын қазуға дайындау қандай әдiстермен жүргізiледі?

2. Тау жыныстарын механикалық қопсыту

3. Карьерде тау жыныстарын ұсақтау қанша кезеңнен тұрады?

4. Жарылыс әдістерін атаңыз

3 - Дәріс. Жартасты және жартылай жартасты жыныстарды аттыру арқылы қазуға дайындау

Ұңғылық зарядтар конструкциясы, параметрлерi және оларды есептеу принциптерi

Жарылыс ұңғылары жарылғыш заттар зарядтарын орналастыруға арналған. Олар диаметрi 75мм-ден және ұзындығы 5 м-ден артық тау-кен қазбалары болып есептелiнедi. Ұңғылардың параметрлерiне диаметрi d_ұ, тереңдiгi L_ұ, асыра бұрғылау L_а.б. және көлбеулiк бұрышы _ұ жатады.

Ұңғылардың диаметрi тау жыныстарының физикалық-механикалық қасиеттерiн, олардың ұсақталуының қажеттi дәрежесiн және тау-кен жұмыстарының көлемiн еске ала отырып таңдалынуға тиiстi. Карьерлерде диаметрi 100-320мм ұңғылар бұрғыланады. Диаметрi шамалы ұңғылар берiк, қиын қопарылатын тау жыныстарында, ал диаметрi үлкен ұңғылар жеңiл және орташа қопарылатын тау жыныстарында қуатты тиеу құрал-жабдықтарын пайдаланғанда қолданылады.

Ұңғының тереңдiгi кемердiң биiктiгiне байланысты болады да, мына формуладан анықталады (4.1 сурет)

L_ұ = (3.1)

Ұңғыны асыра бұрғылау жарылғыш заттар зарядтарын аттырған кезде кемердiң табаны жақсы өңделуi үшiн және кемердегi тиеу құралдары мен көлiк коммуникацияларының жүруiне қолайлы жағдай жасау мақсатына қажет болып табылады. Асыра бұрғылау тереңдiгi кемер биiктiгiне, табан бойындағы кедергi сызығына, ұңғының диаметрiне, қолданылатын ЖЗ мен тау жыныстарының физикалық-механикалық қасиеттерiне және олардың жату жағдайына байланысты анықталады. °детте асыра бұрғылау 0,5-3м шамасында өзгередi. Жеңiл қопарылатын тау жыныстарында асыра бұрғылаудың қажетi жоқ.