Кіріспе

Тау-кен өнеркәсібі қазіргі индустрияның негізгі шикізатты және отынды базасы болып табылады. Соңғы жылдары тау-кен өнеркәсібінің техникасы мен технологиясы көптеген өзгерістеге ұшырады.

Жерасты өндірудегі қазба жұмыстарында өнімділігі жоғары жаңа бұрғылы, жүк тиейтін-көлікті және қосымша қлндырғылар кең қолданыс тапты. Қуатты забойлы механизмдердің, автоматика және телемезаника құралдарының енуіне байланысты шахталардың өзінің көрінісі болады, өңдеу жүйелері өзгереді және олардың жаңа нұсқасы жасалады, тау-кен жұмыстарының концентрациясы, шахта алқабын қазуды қарқындату жүргізіледі.

Пайдалы қазбалардың кен орнын өңдеудің прогрессивті ашық тәсілі айтарлықтай дамыды. Мансапта өндірудің циклді-ағынды технологиясы, ашық тау-кен жұмыстарын жүргізу кезінде бұзылған топырақ құнарлылығын қалпына келтіру қолданыс табуда.

Кеннен пайдалы компоненттерді толық және комплексті алу үшін күрделі және жай кен орындарын тиімді зерттеумен қамтамасыз етуде пайдалы қазбаларды өндірудің жаңа геотехникалық әдістері дамуда.

Тау-кен жұмыстарын жүргізуде өндіру процесіндегі пайдалы қазбаларды қазып алудың артықшылығына, өндірілетін кендердің сапасының жоғарылауына көңіл бөлінеді. Тәжірибеде жер қойнауынан пайдалы қазбаларды алудың сапасы мен артықшылығының жаңа көрсеткіштері танылды, өндіру кезінде пайдалы қазбалардың төмендеуімен және шығынымен байланысты экономикалық көрсеткіштерді сандық бағалау әдістемесі жасалды және қолдануда.

Жалпы мағлұматтар.

«40 лет КазССР - Молодежное» кенорны Хромтау қаласынан солтүстік, солтүстік-шығысқа қарай 11 км және «20 лет КазССР» кенорнынан солтүстік-шығысқа қарай 4 км жерде орналасқан.

Емлелік қатынаста кенорын тектоникалық бұзылыстарға ұштастырылған екі жыра-сайға бөлінген жазық алқабы. Беттің абсолютті белгілері +375-тен 393м-ге дейін ауытқиды.

Аудан экономикалық қатынаста ауыл шаруашылықты, өндірісті болып келеді.

Донск кен-батыу комбинатының тауар өнімдері қатарлы кен және хромды концентрат болып табылады.

Аудан климаты - күрт құбылмалы.

1. Кенорынның геологиялық құрылысы. «40 лет КазССР - Молодежное» кенорны Кемпірсай ультранегізгі алқабындағы Оңтүстік-Кемпірсай кенді жазықтығының шығысты кенді жолағына жатады.

Хромды кен жайылуын оқщаулау әртүрлі дәрежеде серпентинделген перидотиттермен, дунитаттармен және пироксинді дунитаттармен келтірілген ультранегізгі жыныстарда жүреді.

Ультранегізгі жыныстар бетіне тұнбалы мезокайнозойлы жыныстар құндақтарымен жабылған. Мезокайнозойлы жыныстарға кіреді: жоғарғы борлы глауконитті-кварцті құмдар, конгломераттар және жалпы қуаттылығы 10,8м баратын әкті саздар, палеогенді опокалар, құмды тастар және қуаттылығы 13,5м-ге дейін болатын саздар, төртіншілік шөгінділер.

Тұнбалы құндақтың жалпы қуаттылығы 0-ден 24м-ге дейінгі аралықта ауытқиды.

1.1 Кен денесі орнының жағдайлары мен морфологиясы. Кенорын бойынша бір-біріне кулиса тәрізді орналасқан 25 кен денесі белгіленген. Теңгерімдік қорлар 18 кен денесі бойынша есептелген. Өндірістік санат (А₂ + В + C₁) бойынша барлық қордың 98% жинақталған ең ірі № 3, 4 және 22 кенді денелер, және № 14 кенді дененіңбір бөлігі барланған.

Сонымен бірге № 3, 4 кенді денелер және ілесіп жүретін линзалар жатыс тереңдігі бойынша ашық тау-кен жұмыстарының аймағына, ал 22 дене – тек жерасты зерттеуіне жатады.

14 кенді дене 1,5 млн.т жалпы қорымен ашық әдіспен барлауға қолжетімді тереңдікте, бірақ карьерадан алшақты созылымда орналасқан.

№ 22 кенді дене кенорын созылымымен 40° бұрыш құрап, солтүстік-шығысқа қарай созлып жатыр.

Дене пішіні линза тәрізді, кеннің жануымен және бунақталуымен жүретін қуаттылығының өзгерісімен сипатталады. Аспалы беткейдің жатыс тереңдігі 15,6 м-ден (солтүстік бөлігі) 161,0м-ге (оңтүстік жағы) дейінгі арлықта ауытқиды.

Аудандағы белгілердің ішіндегі ең ірі 22 кенді дене барлаушы линиялар ХУ1 - ХХХУШ арасында бұрғымалы ұңғымалармен ашылған. Кенді дененің ұзындығы 1540м, ені 25-320м, қуаттылығы 140м-ге дейін барады.

Кенді дененің орташа қуаттылғы – 53,0м. Кендер негізінен бай және аса бай түрлерімен көрсетілген.

Қазіргі уақытта 22 кенді дене ш. «Молодежная» сыналуда.

Өндіру жұмыстары тау135және 215м-де жүргізіледі.

ш. «Молодежная» алқабында 22 кенді денеден басқа С2 санаты бойынша барланған жалпы қорлары 2639мын т болатын 18,19,20 және 21 кенді денелер орналасқан.

1.2 Кеннің сапалы сипаттамасы. Кеннің кен түзуші минералы хромшпинелид магнохромит құрамды болып келеді. Кен емес біріншілік минералдар ішінде оливин қалдықтары, ромбты пироксендер, сирек – клинопироксендер таралған. Кен емес заттың негізгі массасын серпетин тобының екіншілік минералдары (хризотил, антигорит, бастит, серпофит), сонымен қатар, амфиболдар, хлорит, тальк,брусит және карбонаттар құрайды.

Түйірлердің мөлшеріне байланысты кендер ұсақ, орташа, ірі түйіршікті және нодулді кен болып бөлінеді.

Кендер физикалық күйі бойынша массивті. Сонымен бірге тектоникалық бұзылу және ұсақталу аймақтарында жалпы мөлшері қор массасының 16-20% құрайтын ұсақ тастарға және ұнтақ тәрізді күйге қиратылған кендер кеңінен таралған.

Кен массасының негізгі химиялық компоненті темір, магний, алюминий және кремний окидтерімен 94-98% құрайтын хром оксиді болып табылады.

Кенорынның В + Q санатындағы орташа қордың құрамындағы хром оксидінің мөлшері - 50,2%, кремнеземнің мөлшері - 6,8%.

Кендегі зиян қоспалардың ішінде аз мөлшерде фосфор (0,003 - 0,004 құрамды) кездеседі. Техникалық жағдайлармен лимиттелетін кальций оксидінің құрамы бай кендерде орташа есеппен 0,5% құрайды.

1.3 Кен қорлары. Кенорынның хром кені қорына 25.08.1966жылдан № 256-к ГКЗ СССР-мен бекітілген хаттамасының шарттары бойынша 1960-1966 ж.ж. егжей-тегжейлі жүргізілген барлау негізінде есеп жасалды.

Кенорынның қорлары ГКЗ СССР-дің 06.03.1967 жылдан № 5107 хаттамасы бойынша бекітілді және бекіту күніне В + C₁ санаты бойынша 84502 мың т және С₂ санаты бойынша 4989 мың т құрылды.

1.4 Тау-кен жұмыстарының қазіргі жағдайы. «40 лет КазССР» атындағы хромитті кен орны Басты Оңтүстік-Кемпірсай кен алқабы негінде орналасқан және әртүрлі кен шекараларында орналасқан екі ірі шоғырлардан тұрады.

Жоғарғы кен шоғыры линза тәрізді екі кен денесімен ұсынылған және ашық әдіспен - «40 лет КазССР» атындағы карьерамен өңделеді. Карьера құрылысы арх. № 28993 «Уралгипроруда» институтының техникалық жобасы бойынша 1974 жылы басталған. Карьераның жобалық өнімділігі – жылына 1000 мың т шикі кен. Тау-кен массасының көлігі – кенді жүктейтін экскаваторлы автотүсіргілер. Қазіргі уақытта «40 лет КазССР» атындағы карьераның қорлары өңделген.

Төменгі кен шоғыры 420-60 м тереңдікте орналасқан және № 22 ірі кен денесімен және бірнеше ұсақ линза тәрізді кенді денелермен ұсынылған. Кенорынның терең жері (№ 22 кенді дене) «Молодежная» шахтасымен жерасты әдіспен өңделеді. Шахта құрылысы арх. № 28994 институттың жобасы бойынша 1972 жылы басталған.

«Молодежная» шахтасының бірінші кезегі (1 іске қосу кешені) 1981 жылы жобалық өнімділігі жылына 200 мың т шикі кен кезінде қуаттылығы жылына 800 мың т шикі кенге эксплуатацияға берілді. Қазіргі уақытқа дейін «Молодежная» шахтасында жылына жалпы қуаттылғы 2000 мың т шикі кен болатын 1; П; Ш; 1У; У; У1 іске қосу кешендері құрылды және эксплуатацияға берілді.

Кенорын үш тік ұңғылармен ашылған – бірден толық тереңдікке өткен клетті және скипті ұңғылармен және 135 м қабатқажеткен вентиляциялық ұнғымен. Қабат биіктігі ± 0 м, - 55 м; - 135 м и - 215 м белгілермен 80 м қабылданған.

1.5 Кен қорлары және аудандары. Шахталы алқап шекарасына 22 кенді дененің хромитті кендер қорлары және жерасты өңдеуге арналған карьера астындағы қорлар кіреді. Созылып жатқан шахталы алқаптың жалпы ұзындығы 1600м, ал ені 300 м құрайды.

«Молодежная» шахта алқабындағы хромитті кендердің теңгерімдік қорлары 1.1 кестеде көрсетілген.

Ең алдымен өңдеуге -135м, және – 125м кен қорлары белгіленеді.

1.1 кесте

01.01.2013ж. жағдай бойынша

Қабаттар	Теңгерімдік қорлар, мың м2				Кенді дененің көлденең ауданы, мың м2
	B + D		C2
	Қорлар, мың.м2	Құрамы	Қорлар, мың.м2	Құрамы
Қаб. ± 0 м	712	46,4	1170	47,6	5
Қаб. - 55 м	1608	49,0	2577	46,5	10
Қаб. -135 м	31076	51,6	-	-	100
Қаб. -215м	17006	51,6	-	-	77
ҚОРЫТЫНДЫ:	50402	51,5	3747	46,8	-

Шахтаның жылдық өндіруі жылына 2000 мың т шикі кенді құрайды. Даярлық-ойықты жұмыстардың меншікті шығындары 1000 т өндіруге 24,1 м құрайды.

Деңгейжиек бойынша кенорынды ашу кенорынның жатқан және аспалы беткейлері бойынша негізгі ашу квершлагтарымен және тасып шығаратын штректермен қаралады. Жатқан және аспалы беткейлердің штректері жүк тиейтін орталармен өзара 60 метр бойынша шатасады. Деңгейжиек бойынша кен және жыныстардың көлігі ретінде электровоз қабалданған. Даярлық-ойықты жұмыстардан жыныстар «Скипті» ұңғыдан скипті жынысты көтермемен шығарылады. Кен тазарту жұмыстарынан жеке-жеке ағындармен (бай және кедей) ұнтақталып-қайта шығарылатын кешенге түседі. Бұл кешен оған қызмет көрсету және оны жөндеу кешені бар 900 х 1200 екі жақтаулы уатқышпен жабдықталған.

Желдету әдісі – сору әдісі. Сызба-нұсқасы – бүйірлік. Ауа беруші оқпан – көтермелі, ал ауа шығарушы – желдетуші. Шахтаны желдету үшін жалпы ауа мөлшері 160 м³/сек.

±0м және + 80м деңгейжиек бойынша карьера астындағы қорларды ашу кенорынның жатқан беткейлері бойынша негізгі квершлагтарымен және тасып шығаратын алқапты штректермен қаралады. +80м деңгейжиек желдетпе деңгейжиек болып табылады. Деңгейжиек бойынша бойынша кен және жыныстардың көлігі ретінде электровоз қабалданған. Даярлық-ойықты жұмыстардан жыныстар «Көтермелі» ұңғыдан бетке көтермелі көтермемен шығарылады. Жылына 300 мың т мөлшердегі кен тазарту жұмыстарынан «Көтермелі» ұңғыдан көтермелі көтермемен шығарылады

1.6 Қабат биіктігі. Деңгейжиек белгілері. Қабат биіктігі 1972 техникалық жоба бойынша 80 м болып қабылданған, бұл жобада түзетілмеген, себебі, қазіргі уақытта деңгейжиек ұңғылары мен өндірулері 55м, -135м, -215м, -315м жүріп өтілді, ал ұңғыларда + 80 м, ±0м, - 55 м, - 135 м,-215 м деңгейжиектермен жарулар жүргізілген.

1.7 Дайындау жүйелері. -135м деңгейжиектегі қорларды өндірісті өңдеу шахтада қолданылатын дайындау жүйелерінің нұсқаларын жұмысшы топтары еңбегінің өнімділігі және өндірудің өзіндік құны бойынша тиімділігін дәлелдеді.

100% көлемде өңдеудің базалық жүйесі ретінде басқармалы блокты өзін-өзі құрту жүйесі қабылданған (№ 8 18.03.93 ж. Мемлекеттік тау-кен техқадағалау Комитеті Коллегиясының қаулысы негізінде). Бұл шешім негізінде «Уралрудпромпроект» комбинатының бас жобалаушысы 1994 жылы «40 лет Каз.ССР 1 және 2 кезекті кен ошағын түзету жобасы» жасалды (5685.ПЗ). Бұл жобада өңдей жүйесінің көрсеткіштері және технико-экономикалық көрсеткіштері көрсетілген. Өңдеу жүйесінің көрсеткіштері 1.2 кестеде келтірілген.

Өңдеу жүйесінің көрсеткіштері

2. Тазарту және қазба жүргізу жұмыстары үшін машиналар кешені

2.1 «Молодежная» шахтасы бойынша жерасты жұмыстар. «Молодежная» шахтасында 1982 жылдан бері бірнеше кезекті эксплуатацияға енгізілген жалпы қуаттылығы 2.0 млн т болатын жерасты өндіру әдісі қолданылады. Кенорын жанас жыныстар қазғалысы аймағынан тыс -55 және -135м (бет белгісі +400м) белгілердегі кенорынның аспалы және жатқан беткейлерімен жүріп өткен квершлактармен және алқапты тасып шығарушы штректермен, үш тік ұңғылармен ашылған (скипті, көтермелі, желдетпе).

Кенорынды дайындау – айналмалы электровозды тасып шығарушысы бар орталы: кен екі айналмалы төңкергіштерге -135 м деңгейжиек бойынша ВГ-4,5 вагоншаларда К-14 электровоздармен тасымалданады және кенқұдықтар бойынша 900-1200м жақты ұсатқыштары бар екі ұсатқыштар кешені қондырылған -215м деңгейжиекке жіберіледі. Қорларды өңдеу кенорынның екі қапталынан жүргізіледі. Көлденең ұңғымаларды өндіру бұрғылау-жару тәсілімен жүргізіледі, және әрі қарай 0,5-1,0 м сайын қондырылған СВП-22 арнайы бейнесінен аркалармен бекітіледі. Арнайы аймақтарда бекітпелер бетонмен күшейтіледі және қазба табаны бойынша тұйықталады.

Өрлеме қазбалар 1,5-1,8м диаметрлі 2KB және 1KB комбайндар көмегімен жүргізіледі. Қозғалысты өрлемелер баспалдақты бөлімі бар металды секциялармен арқауланады. Институтпен бірге комбинат мамандарымен қуатты кен денелерін өндірудің жаңа технологиясы жасалды. Ол кен массивінің блокты құрылысын табиғи тепе-теңдікті динамикалық дөңестің қамалды бөлігіндегі таулы қысымның концентрациясы көмегімен реттелетін қарқындылықпен немесе қазбалы блок шегіндегі кен массивінің алдын-ала осалдану жолымен кеннің өздігінен құлауы үшін қолдануын қарастырады.

Скипті және көтермелі ұңғылар кенорынның оңтүстік-батыс қапталында жүріп өтілген және 6,7 және 8,8м сәйкес диаметрге ие, желдетпе-солтүстік-шығыс қапталды жүріп өткен, диаметрі -6,7м. Скипті ұңғы -370м (тереңдігі 707м) белгіге дейін жүріп өткен, 40мм қалыңдықтағы берік бетонмен бекітілген және скип-скип жүйесі бойынша екі скипті көтермемен жабдықталған. Кен скиптерінің жүк көтермесі 20т, ал жыныстылар – 7,5т. Көтермелі ұңғы -333м (тереңдігі 733м) белгіге дейін жүріп өткен, скиптіге ұқсас бекітілген және көтерме- ауырлық жүйесі бойынша екі көтермелі көтермемен жабдықталған. Көтермелер сыйымдылығ 4,5 м болатын вагоншаларды көтеруге есептелген. Желдетпе ұңғы -143м (тереңдігі 518м) белгіге дейін жүріп өткен және ВГ-2,2 вагоншаға бір көтермелі көтермемен жабдықталған.

«Молодежная» шахтасында өндіруді қазбалармен тасымалдаудағы түйіндесі бекітпелеріне сынамалар жүргізілді: КД-ДХ; КД-2ДХ және КД-ЗДХ (әзірлеуші және өндіруші ВНИИБТТ және Донскті кен-байыту комбинаты).

КД-ЗДХ бекітпесі шығарушы қазбаладың екі жақты орналасуын қарастырады. Ол екі жағындағы қвзбв қалталары бойынша орнатылған осьтер арасындағы қашықтығы 300 мм болатын үш бекітпелі жақтаулардан тұрады. Қазба жабындысы жағындағы жақтаулар әр қайсысы 3м ұзындықты СВП-22 арнайы бейіндегі тоғыз арқалықты қамыттармен және екі жұпты лобовиналармен бекітілген.

Технология мәні келесіге әкеледі. Кен шоғыры созылыс бойынша тасып шығарушы орталармен блоктарға бөледі, қабылданған блок ені – 60м-ге дейін, биіктігі және ұзындығы жатқан және аспалы беткейлер бойынша сәйкес қаламалармен және тік шектеледі. Блоктағы кен қорының тік биіктігі және кен шоғырының ені 2-3,6 млн т шегінде өзгереді.

Блоктағы тазарту жұмыстары жатыс беткейлерден аспалы беткейлерге немесе ортылықтан бүйірлі сүйірмелерге дамиды.

Блоктағы иір ойықты жұмыстарға тасып шығарушы орталы жабында жабдықталған дірілді-жеткізу қондырғыларының камерасы немесе ысырмалау штректерін ұңғымалау кіреді. Орталар арасындағы қашықтық кенді ысырмалау жеткізуде 26-30 метрді және кенді дірілді шығаруда 22-25 метрді құрайды. Ысырмалы штректерден 4-6м биіктікке шығарушы қазбаларды көтереді. Оларды үстіңгі диаметрі 5,5-6м болатын қабылдаушы шұңқырға бұрғылап жару жұмыстары көмегімен трансформаторлайды. Қазбалар арасындағы қашықтық – 5-6м.

Есептеулер блоктарды өңдеу тәртібін, реттілігін және соңғы құлаған кенді шығару режимдерін қадағалағанда және соңғы шығарудағы хром оксиді мөлшері 10% құрамды болғанда жасалған технология жер қойнауынан кенді шығару 86-88% қамтамасыз ететінін көрсетеді.

2.2 Дайындық және тазарту жұмыстарының механизациясы. Дайындық кен орталарымен және штректермен жүргізіледі. Тректер арасындағы қашықтық 12м, ал қазбалар арасындағы қашықтық 6м. Ұңғымадағы қима 6,7м², жарықтықтағы қима 4,3м². Бекіту СВП-29 бейіндегі күшейтілген екі еселенген қолқалы бекітпемен, 0,5пм сайын қимасы 5,6м² болатын бірінші бекітпелі жақтауды және қимасы 4,3м² болатын екінші бекітпелі жақтауды жабдықтаумен жүргізіледі. Жақтаулар арасындағы арақашықтық қарбақ жібімен және торлы созылмалармен тартылады. Қазіргі уақытта өңдеуде -130м деңгейжиекте 57-60 блок және -130м деңгейжиекте 54-57 блок орналасқан.

Ұңғымалы жұмыстардың жылдық көлемі 9180 п.и. немесе 173400м құрайды. Ілеспе өндірудің жылдық көлемі 289 т.тн. құрайды. Даярлық-ойықты өндірудің эксплуатациялық қордың 1000тн-на шахта бойынша орташа есеппен 5,1пм немесе 63,2м³ құрайды.

Блоктағы даярлық-ойықты қазбаны ұңғылау ППН-1 типіндегі жүк тиейтін машинамен және қол перфораторларын қолданатын кешенді бригадалы шахтерлармен қарастырылады.

2.3 Тазарту жұмыстары. -215 м деңгейжиектегі орталық бөлікті (қуаттылығы 80-13м) өңдеу үшін жоба бойынша жасанды салмақ түсетін платформасы бар қабатты өздігінен құлау жүйесі қабылданған.

Кенорын блоктармен өңделеді, сол үшін шахталы алқап созылыс бойынша блоктарға бөлінеді. Блоктардың ені 60 метрге, ал ұзындығы деңгейжиекті қуаттылыққа сәйкес.

Тазартушы қазбаларға шығарушы саңылауларды өңдеу, бұрғылау қазбалары деңгейжиектерінен ұңғымаларды бұрғылау, дірілді қондырғылармен немесе 55ЛС типтегі ысырмалы жүк арбалармен кендерді шығару және тасымалдау жатады.

Тазарту блогының өнімділігі жылына 600-900 мың т құрайды.

Деңгейжиекті өңдеу тәртібі.

Тәжірибе таулы қысымды төмендету үшін шахталы алқаптағы тазартушы қызбаларды бір қапталдан қиғаш бағытта жүргізу қажет. Сонымен бірге, қазба аудандарының орналасу фронты сатылы болуы мүмкін.