3    КӨМІР КЕН ОРНЫН ЖЕРАСТЫ ҚАЗЫП ӨНДІРУ

  3.1 Шақты және шақты алабы. Пайдалы қазындылардың қорлары

Тау-кен кәсіпорны деп пайдалы кен орындарын қазып өндіруге арналған өнеркәсіптік кәсіпорынды атайды. Көмірді жерасты тәсілімен өндіретін  тау-кен кәсіпорның шақты, ал кенді немесе кенді емес пайдалы қазбаларды жерасты тәсілімен өндіретін  тау-кен кәсіпорнын кеніш (рудник) деп атайды. Шақты немесе  кеніш (рудник) дербес өндірістік-шаруашылық бірлік ретінде жерүсті ғимараттары мен жерасты тау-кен қазбаларын құрайды.

  Кен орнының өлшемдеріне байланысты оны қазып өндіру үшін бір немесе бірнеше шақты салынуы мүмкін. Егерде кен орнының жер көлемі айтарлықтай көлемді болатын болса, онда оны бөліктерге бөледі. Бір шақтының өндіруіне бөлініп берілген кен орнының бір бөлігін шақты алабы деп атайды. Тақталардың жатыс элементтері ұстамды болған жағдайда жазылым бойынша созылыңқы шақты алабына тік бұрышты пішін беріледі. Жазылым және құлама бойынша шақты алабын шектеуші шартты бет шақты алабының шекарасы болып саналады (3.1 - сурет).

3.1 – сурет – Шақты алабы: ab – өрлеме бойынша шекарасы; cd – құлама бойынша шекарасы; ac, bd – жазылым бойынша шекарасы; L – жазылым бойынша шақты алабының өлшемі; H – құлама бойынша шақты алабының өлшемі

  Жерасты тау-кен жұмыстары кезінде көмірден және жыныстарды сыйғызатын тақталардан тау-кен қазбаларына метан бөлінеді.  Қазбалардың метан молдылығы (метанообильность выработок) деп тау-кен қазбаларына бөлінетін метанның көлемін атайды. Шектеулі метан молдылық (абсолютная метанообильность) деп бірлік уақыт аралығында (м³/тәулігіне немесе м³/минутына) тау-кен қазбаларына бөлінетін метанды атайды. Қатысты метан молдылық (относительная метанообильность) деп көмірдің бірлік массасына қатысты осы кезеңде қазып алынған көмірден (м³/т) қандайда бір уақыт аралығында бөлінген метанның көлемін атайды.

  Қауіпсіздік ережелеріне (ҚЕ) сәйкес көмір шақтылары метан газының шақты ауасына араласу деңгейіне байланысты 5 категорияға бөлiнедi (3.1 - кесте).

3.1 – кесте – Метан газының бөлінісі бойынша шақтыларды категорияларға бөлу

Метан газы бойынша шақтының категориясы	Шақтының метан молдық қатыстысы (бiр тәулiк ішінде өндірілген көмiрдiң 1 тоннасынан метан-ның бөлінісі), м^3/т
I II III Ең жоғары категория Метанның кенеттен лақтырысы бойынша (ерекше категория)	5-ке дейін; 5-тен 10-ға дейін; 10-нан 15-ке дейін; 15-тен және одан жоғары немесе метан газының суфлярлық бөлінісі бойынша  көмір тақталарынан қауіпті түрде шығатын болса; көмiр немесе жыныс арасынан газ кенеттен жарылып атылатын болса

  Шақты алабының шекарасы бойынша Пайдалы қазындылардың белгілі бір қорлары болады. Олар геологиялық, есептік (баланстық) және есептелмес қорларға айырып танылады. Геологиялық қорлар деп пайдалы кен орнының немесе оның бөлігінің жалпы қорлар мөлшерін атайды. Есептік (баланстық) қорлар деп қазып өндіруге технологиялық мүмкіндікті және экономикалық нысаналы қорларды атайды. Есептік (баланстық) қорлардың кейбір бөлігі жер қойнауында қалдырылады және жоғалымды құрайды. Есептелмес қорлар (забалансовые запасы) бұл талаптарға жауап бермейді, сондықтан олар қазіргі кезде өндірілмейді. Бірақта келешекте техниканың өріс алуымен және қазып алу мен байыту технологияларының  жетілдірілуімен оларды өнеркәсіптік объектіні игеру ретінде қарастыруға болады. Есептелмес қорлар күлділігі немесе күкірт мөлшері жоғары және жатысы үлкен тереңдікті тақтаның жұмыс емес қуатында болуы мүмкін. Сондықтан оларды осы заманғы технологияларды қолдана қазып өндіру қиын.

  Шақты алабының пішіні тік бұрышты болған жағдайда есептік (баланстық) қорлар төменгі формула бойынша анықталынады:

Z_Б = LHγΣm, млн. т,

мұндағы L, H – шақты алабының жазылым және құлама бойынша сәйкес өлшемі, м;

γ – көмірдің орташа тығыздығы, т/м³;

Σm – қазып өндірілетін тақталар свиталарының қосындылар қуаты, м.

  Шақты алабын қазып өндіру кезінде барлық есептік (баланстық) қорлар жер бетіне шығарылуы мүмкін емес. Олардың кейбір бөлігі жер қойнауында қалдырылады және жоғалымды құрайды.

  Пайдалы қазындылардың жоғалымын үш топқа бөледі: сақтаушы және тосқауылшы кендіңгектеріндегі жоғалымдар жалпышақтылық жоғалымдар деп аталады; учаскенің қалыпты қазымдалуына кедергі жасайтын тақталардың геологиялық бұзылымдарға және қоршаған жыныстар мен  сугеологиялық жағдайларға байланысы бар жоғалымдар; тұтынымдық жоғалымдар. Кен орнын қазып өндіру кезінде шақтының үстіне шығарылатын есептік (баланстық) қордың бөлігі өнеркәсіптік қорлар деп аталынады. Олар есептік (баланстық) қорлар мен жоғалымға тең. Өнеркәсіптік қорлар түсім коэффициентімен (коэффициентом извлечения) бағаланады. Ол есептік (баланстық) қордың қандай бөлігі жер бетіне шығарылатынын көрсетеді. Түсім коэффициентінің шамасы тақтаның қуатына және құлама бұрышына, пайдалы қазбаның құндылығына, тау-кен жұмыстарын жүргізу технологиясына және қазып өндірудің тереңдігіне байланысты. Шақты алабының өнеркәсіптік қорларын Z_ПР төменгі формула бойынша анықтауға болады:

Z_ПР = сZ_Б , млн. т,

мұндағы c – түсім коэффициенті,

              Z_Б – есептік (баланстық) қорлар, млн. т.

  Шақты сапалық және сандық шамашарттармен сипатталынады. Сапалық шамашарт кәсіпорынның принципиальды ерекшелігін анықтайтын мәліметті көрсетеді және олар тек қана бейнелеу  арқылы білдірілуі мүмкін. Оларға, мысалы, шақты алабын ашу, даярлау тәсілдері және т.б. жатады. Шақтының сандық шамашарттары сандық өлшемді құрайды. Оларға шақты алабының өндірістік қуаты, қызмет мерзімі, есептік және өнеркәсіптік қорлары, өлшемдері және т.б. жатады.

Шақтының өндірістік қуаты деп уақыт бойынша белгіленген (тәулік, жылдық) пайдалы қазбаларды мүмкіндікті максимальды өндіруді атайды. Қызмет мерзімі деп жыл аралығында қазып алынатын өнеркәсіптік қорларды атайды. Жобалау кезінде қабылданатын шақтының өндірістік қуатының типтік мәні 3.2 – кестеде келтірілген.

3.2 – кесте -  Шақтының өндірістік қуаты

Шақтының тәуліктік қуаты, т	3000	4000	5000	6000	8000	10000	12000	15000	20000
Шақтының жылдық қуаты, млн.т	0,9	1,2	1,5	1,8	2,4	3,0	3,6	4,5	6,0

  Шақтының қызмет мерзімі деп жылдар аралығында өндірістік қордың қазып алынуын атайды. Өндірістік қорлар Z_ПР, шақтының жылдық өндірістік қуаты А_Г және оның қызмет мерзімі T_Р арасында келесі тәуелділік туады Z_ПР = А_ГT_Р.

  Шақтының жылдық қуаты 1,8 млн. т жылына құраған жағдайда, онда оның есептік қызмет мерзімін T_Р 50 - 60 жылдан кем емес қабылдауға ұсынылады. Шақтының толық қызмет мерзімі T_П жобалық қуатты игеру уақыты және қорларды ақырғы кезде қазымдау кезінде оның өшуі арқасында бірнеше үлкен болады. Ол келесідей анықталынады:

T_П = T_Р + t_РЗ, жыл,

мұндағы t_РЗ – шақтының өрістеу және өшу кезеңі, 4 - 6 жылға тең қабылданады.

    3.2 Шақты алаптарын қазып өндіру сатылары (стадиялары)

 Көмір өндірісіндегі кәсіпорындарында негізгі тау–кен жұмыстарының  орындалуы үш үлкен сатыларға бөлінетіні белгілі. Олар:

- пайдалы кенорындарын ашу;

- шақта алабын дайындау;

- көмір тақталарын қазып алу

   Осы кезеңдердің жиынтығы пайдалы кенорындарын қазып өндіру деп аталады.  

  Пайдалы кенорындарын ашу кезінде тау-кен қазбалары жүргізіледі. Олар Пайдалы қазындылардың қыртысына немесе олардың бөлігіне жер бетінен жетуді жүйеге асырады. Пайдалы кенорындарын ашып болғаннан кейін тақталарды дайындауға кіріседі. Шақты алабын дайындау деп тазартпа жұмыстарын жүргізуді қамтамасыздандыратын тау-кен қазбаларының жиынтықтарын өтуді атайды. Пайдалы кенорындарын ашумен салыстырғанда шақты алабын дайындау жұмыстары ондағы көмір қорларын қазымдау кезеңдері толығымен аяқталғанға дейін жүзеге асырылады. Себебі, тақталарды қазу жұмыстары олардың жекеленген бөліктерінде тізбектелген түрде жүргізіледі.

  Қорларды қазу жұмыстары екіге бөлінеді: даярланған қорлар және қазып алуға даяр қорлар. Даярланған қорлар деп қорларды қазымдау үшін өтілген негізгі даярлық қазбаларды (штректерді, бремсбергтерді, еңістерді, сырғанамаларды және т.б.) атайды. Қазып алуға даяр қорлар деп өтілген негізгі даярлық қазбалар мен тазартпа жұмыстарын бастауға мүмкіндік жасайтын дайын болған жабдықтарды атайды. Демек, шақты алабын дайындаудың мақсаты болып шақтыны уақытында тазартпа жұмыстарының  орындарымен қамтамасыздандыру саналады.

  Даярлық қазбалардың торлары пайдалы қазбаларды арналық (магистральдық) қазбаларға дейін жеткізуді, материалдар мен жабдықтарды тасымалдауды, тазартпа кенжарларды желдетуге арналған қажетті ауаның мөлшерін өткізуді қамтамасыз етуі қажет.

Көмір тақталарын қазып алу пайдалы кенорындарын қазып өндірудің негізгі үшінші кезеңі болып саналады.

Пайдалы кенорындарын ашу, шақта алабын дайындау және көмір тақталарын қазып алу жұмыстары шақтының технологиялық схемасын пішіндендіреді (формируют). Тазартпа жұмыстарының технологиясы және механикаландырылуы кенорындарының тиімді қазып өндірілуіне біршама әсер етеді.

3.3 Тау-кен қазбалары

Қазуға дайындық және пайдалы қазбаларды қазу кезінде орындалатын жұмыстар тау-кен жұмыстары деп аталады. Тау-кен жұмыстарын атқару барысында жер қыртысының жыныстар арасында тау-кен қазбалары деп аталатын қуыстар (жасанды жолақтар) пайда болады.

Атқаратын жұмысына байланысты тау-кен қазбалары барлаушы және пайдаланушы қазбаларға бөлінеді.  Барлаушы қазбалар пайдалы қазбаларды барлау мақсатымен жүргізіледі, ал пайдаланушы қазбалар пайдалы кендерді қазуда қызмет көрсетеді.

Қазбалар кеңістікте орналасуы, атқаратын жұмыстары, формасы, өлшемдері және жату тереңдiгi бойынша әртүрлi болып келеді. Жер бетiндегi ойылымдар ашық қазбалар, ал одан төменгілері жерастылық қазбалар болып саналады. Жерастылық қазбалардың жер бетiне шығатын тұсын қазбаның аузы деп атайды. Қазбалардың кен жұмыстарын жүргізуге байланысты жылжып тұратын бетiн кенжар дейді. Жерастында орналасу бағытына байланысты қазбалар тiк, құлама, жазық болып бөлiнедi.

Кен орындарын қазу сатыларына (стадияларына) сәйкес пайдаланушы тау-кен қазбалары келесі түрлерге бөлінеді: күрделі (ашушы), даярлық және тазартпа қазбаларға. Күрделі (ашушы) қазбаларға кен орындарына жол ашатын қазбаларды жатқызады. Даярлық қазбаларды күрделі қазбалардан жүргізеді және тазартпа қазбасына жол ашады. Даярлық қазбаларды өткеннен кейін тазартпа жұмыстарына кіріседі. Осының арқасында тазартпа қазбалары пайда болады.

Жерасты қазбаларын келесі түрлерге бөледі: ұзын қазбалар, тазартпа қазбалары және камералар. Ұзын қазбалар кеңістікте орналасуына байланысты үш түрге бөлінеді: тік, жазық және көлбеу қазбаларға. Қазбалардың жер бетіне шығысы болуы немесе болмауы мүмкін (3.2 – сурет). Қазбаның жер бетіне шығатын тұсын қазбаның аузы деп атайды. Тау-кен жұмыстарын жүргізу кезінде орнын ауыстыратын беткейді кенжар деп атайды.  Қазбаны бүйір тұсынан шектеуші беткейді қазбаның бүйірі деп атайды. Қазбаны жоғары тұсынан шектеуші беткейді қазбаның төбесі, ал төмен тұсынан шектеуші беткейді қазбаның табаны деп атайды (3.3 – сурет).

          Тік тау-кен қазбаларына мыналар жатады. Тік оқпан (3.4 - сурет, 1,2, 3.5 - сурет, 1) деп жер бетіне  шығысы бар және жерасты жұмыстарына қызмет көрсетуге арналған қазбаны атайды. Атқаратын қызметтеріне байланысты оқпандар келесі түрлерге бөлінеді: басты, көмекші және желдетпелік оқпандар. Басты оқпан пайдалы қазбаларды жер бетіне көтеруге, көмекші оқпан адамдарды, машиналарды, материалдарды түсіруге және көтеруге, сондай-ақ, жыныстарды жер бетіне шығаруға қызмет көрсетеді. Желдетпелік оқпан қазбаларды желдетуге арналған. Оқпанның төменгі бөлігін, яғни оқпан албарының төменгі деңгейіндегі бөлікті зумпф деп атайды. Ол көтерме ыдыстарды (скипті немесе көп этажды клетті) тиеу жұмыстары кезінде оған орналастыруға арналған.

3.2 – сурет - Қазбаның  аузы және кенжары	3.3 -  сурет – Қазбаның                          көлденең қимасы

          Гезенк (3.4 - сурет, 4) деп жер бетіне шығысы жоқ және  жер асты жыныстарын жоғары горизонттан төменгі горизонтқа өз салмағы арқасында түсiретiн, ауа алмастырып, кеншiлердi, материалдарды, жабдықтарды жеткiзетiн тік қазбаны атайды.

Соқыр оқпан деп жер бетiне шықпайтын және төменгi горизонттар кенiн жоғары горизонтқа көтеру үшін механикаландырылған көтергiшпен жабдықталынған тік қазбаны атайды.

          Шурф (3.4 – сурет, 8, 3.5 - сурет, 5) деп жер бетiне шығатын және барлауға,  жаппай жару кезiнде жарылғыш заттарды орналастыруға, шақтыларға жел жiберуге, тiреулерді, материалдарды түсiрiп-шығаруға арналған тік қазбаны атайды.

Жазық тау-кен қазбаларына мыналар жатады. Штольня (3.5 - сурет, 4) деп тікелей жер бетiне шығатын және жерасты жұмыстарының  бар мұқтажын қамтамасыз етуші жазық қазбаны атайды. Штольня негізінде таулы жерде өтіледі. Оның барлаушы, пайдаланушы түрлерi болады.

Тоннель деп екі жағынан жер бетiне шығатын және тасымалдық мақсатпен қызмет атқаратын жазық қазбаны атайды.

Штрек (3.4 - сурет, 3, 3.5 - сурет, 6) деп тікелей жер бетiне шықпайтын және жерастылық пайдалы қазбаның жазылым бойымен өтетiн, ауа алмастыру, адам-жүк тасу жұмыстарын атқаратын жазық қазбаны атайды. Штректердiң екi түрi кездеседі: бiрiншiсi - тасыма штрегi, екiншiсi - желдетпе штрегi. Тасыма штрегі пайдалы қазбаларды тасымалдауға, таза ауаны өткізуге, адамдардың жүріп-тұруына және т.б. арналған. Желдетпе штрегі шықпа ауа ағысын шығаруға, жүктерді тасымалдауға (ағаш және тағыда басқа материалдарды, жыныстарды) және адамдардың жүріп-тұруына арналған. Жыныс бойымен өтілетін штректі далалық, ал тақта бойымен өтілетін штректі тақталық деп атайды (3.6 - сурет).

3.4 – сурет -  Тау-кен қазбаларының жер қыртысында орналасуы:
1, 2 – тік оқпандар; 3 – штрек; 4 – гезенк; 5 – бремсберг; 6 – тазартпа камерасы;

7 – просек; 8 – шурф; 9 – квершлаг; 10 – жүріс жол; 11 – пеш; 12 – лава; 13 – еңіс;

14 – түйіспе

3.5 - сурет - Тау-кен қазбаларының түрлері: 1 – тік оқпан; 2 – соқыр оқпан; 3 – квершлагтар; 4 – штольнялар; 5 – шурф; 6 – штректер; 7 – өрлемелер; 8 – кен құдық; 9 – көтеру машинасының камерасы

3.6 – сурет -  Көмір тақтасына қатысты штректерді орналастыру

Квершлаг (3.4 - сурет, 9, 3.5 - сурет, 3) деп жер бетіне шықпайтын және  жерастылық көмiр тақталарының жазылым жатысына кесе көлденең өтетiн, жүк тасып, кеншiлердi қатынастыру және ауа алмастыру жұмыстарын атқаруға арналған жазық қазбаны атайды.

Просек (3.4 - сурет, 7) деп жерастылық жазық көмiр тақтасы бойынша өткізiлiп, ауа алмастыру және жұмысшылар қатынасын қамтамасыз ететiн қосалқы жазық қазбаны атайды.       

Орт деп тікелей жер бетiне шықпайтын және жерастылық қалың көмiр қабаттарына көлденең өтетiн, барлау, ауа алмастыру, жүк тасу жұмыстарын атқаратын жазық қазбаны атайды.

Орттар қалың көмір тақталарын қазу кезінде штректерді қосу үшін арналған.

Түйіспе (сбойка) (3.4 - сурет, 14) деп қасында орналасқан көлбеу қазбаларға өтілген жазық қабаны атайды.

Жазық қазбалардың көлденең қимасының пішіні (формасы) әртүрлі болуы мүмкін – тік бұрышты, трапециялы, қисық бұрышты, күмбезді, шеңберлі және т.б.

Көлбеу тау-кен қазбаларына мыналар жатады. Шақталық көлбеу оқпан деп тікелей жер бетiне шығатын және жерасты тау-кен жұмыстарына қызмет көрсететін көлбеу қазбаны атайды. Атқаратын қызметтеріне байланысты көлбеу оқпандар келесі түрлерге бөлінеді: басты, көмекші және желдетпелік оқпандар.

Бремсберг (3.4 - сурет, 5) деп тікелей жер бетiне шықпайтын, тақтаның немесе жыныстың құламасы бойынша орналасқан және механикалық құрылғылардың көмегімен әртүрлі жүктерді жоғарыдан төмен қарай тасымалдауға арналған көлбеу қазбаны атайды.

Еңіс (3.4 - сурет, 13) – деп тікелей жер бетiне шықпайтын, тақтаның немесе жыныстың құламасы бойынша орналасқан және әртүрлі жүктерді төменгі горизонттан  жоғарғы горизонтқа көтеруге арналған көлбеу қазбаны атайды.

Бремсберг, сондай-ақ, еңіс бойынша жүктерді түсіруге арналған механикалық құрылғылар ретінде таспалы конвейерлер, вагондармен немесе скиптермен көтерілетін арқандық көтергіштер қолданылады.

Жүріс жол (3.4 - сурет, 10) деп жұмысшылардың қатынасуына, ауаны алмастыруға, түрлi жабдықтарды жеткiзуге арналған көлбеу қазбаны атайды. Жүрiс жол негізінде бремсберге, еңіске параллельді өтіледі. Олардан жүріс жолдардың арақашықтығы 20 – 30 м  құрайды.

Құлама (скат) деп тікелей жер бетiне шықпайтын, тақтаның немесе жыныстың құламасы бойынша орналасқан және пайдалы қазбаларды өз салмағымен жоғарыдан төмен  қарай түсiруге арналған көлбеу қазбаны атайды.

Кенқұдық (рудоспуск) (3.5 - сурет, 8) деп кенді өз салмағымен жоғарыдан төмен  қарай түсiруге арналған көлбеу немесе тік қазбаны атайды.

Өрлеме (восстающий) (3.5 – сурет, 7) деп кен денесі немесе бос жыныс бойынша өтілген және блоктарды дайындауға, қазбаларды желдетуге, материалдарды түсіруге, адамдардың жүріп-тұруына, сондай-ақ, барлау мақсатына арналған көлбеу немесе тік қазбаны атайды.

Пеш (печь) (3.4 - сурет, 11) деп тақта бойымен өтілген және желдетуге,   адамдардың жүріп-тұруына, сондай-ақ, жүктерді тасымалдауға арналған көлбеу қазбаны атайды. Жиі жағдайда пеш тасыма штректі просекпен қосады. Тасыма және желдетпе штректердің арасымен пайдалы қазба бойынша өтілген көлбеу қазбаны тілмелік деп атайды.

Камералар және тазартпа қазбалары. Пайдалы қазбаларды қазу арқылы пайда болған қазбаларды тазартпа қазбалары деп атайды. Көмір шақтыларында тазартпа қазбаларына лаваларды және камераларды жатқызады. 

Лава (3.4 - сурет, 12) деп үлкен  ұзындықты жерасты тазартпа қазбасын атайды. Оның бір бүйірі массивтің бетімен пайда болады (лава кенжары), ал екінші бүйірі құлатылған кен алынған кеңістікпен түйіседі (сирек жағдайда толтырма массивімен). Кенжар деп тау-кен жұмыстарын жүргізу арқасында орнын ауыстыратын және лаваны шектейтін пайдалы қазбаның бетін атайды. Лава минимум екі шығысты құрайды және кенжардың екі жақ шетінде орналасқан тасымалық және желдетпелік қазбалармен түйіседі.

Тазартпа камерасы деп бүйірі бойынша массивпен немесе көмір кендіңгектерімен шектелінген шамалы ұзындықты (12 – 16 м дейін) қазбаны атайды. Кендіңгек (целик) деп кен орындарын қазу кезінде тиісусіз қалдырылатын, сондай-ақ, тау-кен қазбаларын қорғауға, жер беті ғимараттарын сақтауға, тау қысымын басқаруға және т.б. мақсаттарға арналған көмір тақтасының немесе пайдалы қазбалар сілемінің бір бөлігін атайды.

Оқпан албары (околоствольный двор) деп шақтылық оқпандардың маңында орналасқан және жерасты тау-кен жұмыстарына қызмет көрсетуге арналған қазбалардың жиынтығын (қызмет көрсету камералары, квершлагтар учаскелері, сондай-ақ, басқада қазбалар) атайды.

Қазбалардың көлденең қимасының пішіндері (формасы) оларды қиып өтетін жыныстардың физика-механикалық қасиеттеріне, қазбалардың қызмет ету мерзіміне, жүктелген міндетіне, сондай-ақ, тіреу материалының қасиетіне байланысты. Тік оқпандардың көлденең қимасының жиі тараған пішіндері шеңберлі болып саналады. Сирек жағдайларда тік бұрышты пішінді құрайды.  Жазық және көлбеу қазбалардың көлденең қималарының пішіндері біршама әртүрлі. Ағашты тіреулерді қолданған жағдайда қазбаларға тік бұрышты немесе трапеция тәріздес пішіндер беріледі (3.7 - сурет, а, б). Бетонды тіреуді  қолданған жағдайда қазбаның бүйір қабырғаларына тік, төбе тұсына күмбез тәріздес пішін (3.7 - сурет, в), металды тіреуді қолданған кезде – арқалық (3.7 - сурет, г), жиналмалы темір бетонды қолданған жағдайда – полигональды (3.7 - сурет, д), тік бұрышты, арқалық пішіндер беріледі.

3.7 – сурет – Тау-кен қазбаларының көлденең қималарының пішіндері

Қазбаның көлденең қимасының өлшемдері келесідей анықталынады: көтерме ыдыстың немесе көлік жабдығының тұрпатымен (клеттің, скиптің, вагонның, электровоздың, науаның және т.б.), айтылған жабдықтар мен тіреу арасындағы қажетті саңылаулармен (3.8 - сурет), сондай-ақ, қазба бойынша өтілетін ауаның мөлшерімен. Қазбалар Қауіпсіздік ережелері (ҚЕ) бойынша ауаның рұқсат етілген жылдамдығын арттыра алмайтын көлденең қиманың ауданын қамтамасыз етуі қажет. 

Тау-кен қазбалары өздерінің көлденең қималарының аудандары бойынша үш түрге бөлінеді:

- қазбаның жарықтағы қимасы;

- қазбаның бекітпелегеннен кейінгі қимасы;

- қазбаның ұңғылама қимасы.

Жарықтағы қима деп қазбаның жобалық қимасын атайды. Жобалық қимада қажетті жабдықтар мен коммуникациялар орналастырылады. Егерде жарықтағы қимаға тіреу мен тартпаның (затяжка) ауданын қосса, онда қазбаның бекітпелегеннен кейінгі қимасы шығады. Қазбаның бекітпелегеннен кейінгі қимасын 3 - 5 %  өсірсек, онда қазбаның ұңғылама қимасын табамыз.

          Қазбаның жарықтағы көлденең қимасының өлшемдері келесі факторлармен анықталынады:

1. Қазбада қолданылатын көліктердің және жабдықтардың өлшемдері бойынша. Қазбаның өлшемі ондағы жабдықтардың биіктері мен ендері бойынша және ҚЕ талаптарына сай саңылаулар бойынша анықталынады.

Шапшаң қимылдайтын құрамдар арасындағы саңылаулар бойынша:

- бетон тіреуі кезінде тіреу мен вагонеткалардың немесе электровоздың арасындағы саңылау – 0,2 м, кәсектік тіреу кезінде – 0,25 м (3.8 - сурет, а, б);

- бір-біріне қарама-қарсы кездескен құрамдардың арасындағы саңылау – 0,2 м;

 - адамдардың жүрісіне арналған кеңдік – 0,7 м, ал табаннан деңгейлік биіктік – 1,8 м.

          Науаны орнату кезінде саңылаулар мыналарға тең болуы қажет (3.8 - сурет, в):

 - бірінші жақтың жүріс ені 0,7 м-ден кем емес, ал екінші жақтың жүріс ені – 0,4 м болуы қажет;

- науаның жоғарғы шығып тұрған бөлігінен маңдайшаға дейін 0,5  м-ден кем емес, ал жүргізушінің басынан маңдайшаға дейін 0,6 м-ден кем емес болуы қажет.

          Аспалы дара рельс жолдары болған жағдайда ілмелі контейнердің  түбінен қазбаның табанына дейінгі саңылау 0,4 м-ден кем емес болуы қажет (3.8 - сурет, г).

           Осы мәліметтер бойынша тік бұрышты қима салынады. Содан кейін оны қарастырылатын қазбаның қимасына енгізеді.

2. ҚЕ бойынша ауаның барынша рұқсат қозғалыс жылдамдығы V_Д бойынша:

, м/с,                                                (3.1)

мұндағы Q – ауаның қазбадағы шығысы, м³/c;

                S – қазбаның көлденең қимасының ауданы, м².

Күрделі қазбаларда V_Д = 8 м/с, дайындау қазбаларында - 6 м/с, тазартпа қазбаларында - 4 м/с. Газды шақтыларда қазбалар бойынша ауаның рұқсат қозғалыс жылдамдығының ең аз мөлшері – 0,25 м/с, газды емес шақтыларда – 0,15 м/с.

3. Қазба тіреулерінің жөндеусіз жұмысы кезінде бекітпелердің рұқсат етілген және күтімді отырысы бойынша:

                                                     S = Sр + DS, м²,                                          (3.2)

мұндағы Sр – жоғарыда айтылған факторлардың біреуі бойынша қабылданған қазбаның есептік қимасы,  м²;

DS – тіреудің отырысынан кейін қима ауданының күтімді қысқаруы, м².

3.8 - сурет – Саңылаулар мөлшері

4. Жалпы шақтылық қысым бойынша, яғни ауаның қазбалар бойынша өтуі кезінде қысымның рұқсат жоғалымы бойынша. Егерде жоғалым рұқсаттан көп болса, онда қазбаның көлденең қимасының ауданың үлкейту немесе қосымша қатарлас қазба өту қажет.

5. Кен-ұңғымалық техниканың мүмкіндігі бойынша. Егерде қазбада жұмыс істейтін техника мен технология үшін көлденең қиманың есептік көлемі рұқсаттан үлкен болса, онда бір қазбаны өту орнына көлденең қимасы шамалы бірнеше қатарлас қазбаларды жүргізуді қарастырған жөн.

Жоғарыда көрсетілген факторларды ескере қабылданған көлденең қиманың барлық мәнінен ең жоғарысы қабылданады.

Тау-кен қазбаларын жобалауды жеңілдету мақсатымен негізгі тіреулердің түрлеріне және кентасымалық жолдарға арналған тау-кен қазбаларының типтік қималары істелінген (3.9 - сурет).

  Тік оқпандарда қосымша көтерме ыдыстың саны және басқа жабдықтардың болуы (сатылық бөлім, құбырлар, кабельдер және т.б.), ал жазық және көлбеу қазбаларда – рельстік жолдардың саны қазбаның көлденің қимасының өлшемін анықтауда ескерілуі мүмкін.

3.9 - сурет – Үш буынды арқалы тіреудің типтік көлденең қимасы

  Шеңберлі оқпандардың жарықтағы көлденең қималарының ауданы оқпанның диаметрімен анықталынады. Оқпанның диаметрі  4 - 8,5 м, ал ауданы 12,6 - 56,7 м² шамада қабылданады. Жазық және көлбеу қазбалардың көлденең қималарының ауданы әрқилы шаманы құрауы мүмкін. Олардың рұқсат етілген минимальды қималары 3,7 м². Кейбір қазбалардың қималары 20 – 25 м² құрауы мүмкін.

  3.4 Тау-кен қазбаларын бекітпелеу

  Бүтін массивте тау жыныстары тепе-теңдік кернеулік күйде болады. Тау-кен қазбаларын өткеннен кейін тепе-теңдік бұзылады және кернеуліктің тарауы байқалады. Қазбаның айналасында жыныстар өзгеріледі және қазба жағына қозғалады. Егерде жыныстардың өркендеу өзгерістеріне  қарсы шаралар қолданбаса, онда қандайда бір уақыт аралығынан кейін тау жыныстарының құлауы басталады. Тек қана қатты жыныстарда ғана қазбалар өздерінің төзімділіктерін тіреусіз ұзақ уақытқа дейін сақтай алуы мүмкін.  

  Сондықтан тау-кен қазбаларында жыныстардың құлауын болдырмау үшін оларда тау жыныстарының қысымын өзіне қабылдай ала алатын тіреулерді орнату қажет. Кен қазбаларының  тіреулері жасанды ғимарат болып саналады. Олар қазбалардың қажетті көлденең қималарының өлшемдерін және жұмыс күйлерін сақтау үшін орнатылады. Тіреуді орнату бойынша орындалатын жұмыстардың жиынтығын тау-кен қазбаларын бекітпелеу деп атайды.

  Жұмыс істеу принципі бойынша тау-кен тіреулері екі түрге бөлінеді: қатты (жесткая) және отырма (податливая) тіреулер. Қатты тіреулердің  отырмалық түйіндері болмайды. Пайдалану кезеңінде олардың өзгерістері серпінділік шегінен шықпайды. Отырма тіреулер отырмалық түйінділерден тұрады. Жыныстардың жылжуы кезінде тіреу өлшемдерінің біршама өзгерісі олардың төзімділік қабілеттілігінің артуы арқасында сақталынады.  

  Тау-кен қазбаларының ағаш тіреуінің негізгі конструкциясы болып толық емес тік бұрышты немесе трапециялы пішінді кәсекелі (рамалы) бекітпе саналады (3.10 - сурет). Ағаш тіреуі негізінде қызмет мерзімі шамалы (2 – 3 жылға дейінгі) және тау қысымы тұрақталынған қазбаларда қолданылады.

3.10 – сурет – Ағашты тіреудің негізгі конструкциясы: 1 – тіректер;

2 – маңдайша; 3 – тартпалар (затяжки)

Тау-кен қазбаларын бекітпелеуде темір тіреуі кеңінен қолданылады. Себебі, ол төзімді, көп жылдық және жөндеуге жұмсалатын қаражатты аз қажет етеді. Пішіні бойынша темір тіреуі келесі түрлерге бөлінеді: трапециялы, арқалы және сақиналы. Олар қатты және отырма болуы мүмкін.

  Қатты трапециялы кәсекті тіреу (3.11, a - сурет) екі таврлық мәткелерден (балкалардан) немесе рельстерден дайындалады және тазартпа жұмыстары әсерлік етпейтін аймақтағы жазық және көлбеу қазбаларда қолданылады.

 СВП типті арнайы кескіннен дайындалған трапециялы және (3.11, b - сурет) және арқалық отырма темір тіреулері шақтыларда жиі қолданылады.

3.11 – сурет – Қатты (a) және отырма (b) металды тіреулер

Арқалық тіреудің кәсектері бір-бірінен 0,5 – 1,0 м арақашықтықта орнатылады. Кәсектердің араларына темір бетонды, ағашты немесе темір торлы тартпалар (затяжки) жатқызылады. Қазіргі кезде үш және бес үзбелі (звеналы) арқалық тіреулер қолданылады. Үш үзбелі арқалық тіреу (3.12 - сурет) үш элементтен тұрады: екі бүйір тіректен және маңдайша сегментінен.

         3.12 – сурет – Үш үзбелі арқалық тіреу: 1 – тірек; 2 – маңдайша сегменті;    I – отырмаландыру түйіні

  Қысымның біршама жан-жақты болған жағдайында немесе табан жыныстарының ісінуі кезінде қазбаларды бекітпелеу үшін сақиналы отырма темір тіреуі қолданылады (3.13, a - сурет).

  Тұтас бетонды (3.13, b - сурет) және жиналмалы темір бетонды тіреу  (3.14, a, b - сурет) негізінде қызмет мерзімі үлкен және тазартпа жұмыстары әсерлік етпейтін аймақта орналасқан (оқпан албарларының камералары (кенүңгірлері) мен қазбалары, көлбеу және тік оқпандар)  күрделі тау-кен қазбаларын  бекітпелеу үшін қолданылады.

3.13 – сурет - Тіреулер: сақиналы отырма (a) және тұтас бетонды (b)

3.14 – сурет – Жиналмалы темір бетонды (a, b) және қарнақты (c) тіреулер

Қарнақты тіреу (3.14, c - сурет) әртүрлі тәсілдермен жыныс төбесіне және қазбалардың бүйірлеріне белгілі бір тәртіппен бұрғыланып төтелдерге немесе теспелерге бекітпеленетін стерженьдерден (қарнақтардан) тұрады.  

  3.5 Тау-кен қазбаларын жүргізу тәсілдері

Тау-кен қазбасын жүргізу тәсілі тау жыныстары массивінде қажетті көлденеңді қималы және ұзындықты қуыстын пайда болуы үшін белгілі бір кезектікпен орындалатын өндірістік үдірістердің жиынтығын құрайды. Тау жыныстарының физикалық қасиеттеріне байланысты тау-кен қазбаларын жүргізудің бұрғыатпалық немесе комбайндық тәсілдері қолданылады.

  Кенөндіріс өнеркәсібінде қазбаны жүргізудің бұрғыатпалық тәсілі кеңінен тараған. Бұл тәсілді қолданған жағдайда тау жыныстары массиві теспелерге немесе төтелдерге орналастырылатын атылғыш заттардың (АЗ) оқтамаларының көмегімен бұзылады. Тау-кен қазбасын жүргізу бойынша орындалатын жұмыстардың құрамына келесі операциялар кіреді: теспелерді бұрғылау және оқтау, теспелік оқтамаларды аттыру, кенжарды желдету, тау-кен массасын тиеу және тасымдау, уақытша және тұрақты тіреуді орнату, сондай-ақ, қосалқы жұмыстар.

Диаметрі 45 мм-ге дейінгі теспелерді бұрғылау қол және ұстынды бұрғылық машиналармен (3.15, a - сурет), сондай-ақ, бұрғы қондырғыларымен (3.15, b) жүзеге асырылады.

3.15 – сурет – Орнын ауыстырушы (a) және өзі жүргіш (b) бұрғы қондырғылары

  Аттырыс жұмыстарынан айрықша әсерді алу үшін теспелерді кенжарда белгілі бір тәртіппен орналастырады. Қазба кенжарының ортасына ұңғы теспелерін орналастырады. Ондағы оқтамаларды бірінші кезекпен жарады және ол екінші жалаңаштанған қуысты тудырады. Екінші және үшінші кезекпен уатпалаушы және кемкермелеуші теспелердің оқтамаларын жарады.  Кемкермелеуші теспелер қазбаға жобалық көлденең қиманың пішінің  келтіреді (3.16 - сурет).

          Атылыстан кейін уатпаланған тау-кен массасын тиеу үздік әрекетті тиеу машинасымен (шөмішті, 3.17, a - сурет) немесе үздіксіз әрекетті тиеу машинасымен (қармау қалақтарымен, 3.17, b - сурет) вагонеткаларға (3.18 - сурет) немесе науаға (конвейерге) жүзеге асырылуы мүмкін.

3.16 – сурет – Теспелерді кенжарда орналастыру: a – ұңғымалаушы;

b – уатпалаушы; c – кемкермелеуші

Бұрғыатпалық жұмыстарды қолдана тау-кен қазбаларын жүргізу көп операциялықпен сипатталынады. Бұрғыатпалық жұмыстар атылыстан кейін кеніш ауасының газдармен ластануына және атылыстын сейсмикалық әсерінен тау жыныстары тұрақтылығының бұзылуына себепкер болады.

  Көмір және жұмсақ жыныстар бойынша жазық және көлбеу қазбаларды жүргізу ұңғымалық комбайндардың көмегімен жүзеге асырылады. Ұңғымалық комбайндар массивтен жынысты немесе көмірді ажыратады және оларды көліктерге тиейді.  Көліктер ретінде науалар (конвейерлер), өзіжүргіш вагондар немесе кеніш вагондары қолданылуы мүмкін.

Ұңғымалық комбайндар келесі түрлерге бөлінеді: талдамалы әрекетті комбайндар. Кенжар бетін жеке учаскелермен қазымдайды; бұрғы әрекетті комбайндар. Бірмезетте кенжар бетін толығымен қазымдау. Шақтыларда мойынды атқару ағзасынан тұратын талдамалы әрекетті комбайндар кеңінен тараған (3.19 - сурет).

3.6 Шақты алаптарын бөліктерге бөлу және даярлау тәсілдері

Шақты алабын жайлы және бірқалыпты қазымдау максатымен оны келесі бөліктерге бөледі: горизонттарға, қазу сатыларына, қанаттарға, этаждарға, панельдерге, блоктарға, қазу алаптарына, бағандарға және жолақтарға.

3.17 – сурет – Тиегіш машиналар: a – үздік әрекетті; b – үздіксіз әрекетті

3.18 – сурет – Жыныстарды вагонеткалар құрамына тиеу: 1 – тиеу машинасы; 2 – тиегіш; 3 – вагонетка

3.19 – сурет – Талдамалы әрекетті ұңғымалық комбайн: 1 – кесу ұшы;

2 – мойын; 3 – сырмалық науа (конвейер); 4 – тиеу құрылғысы; 5 – жүріс бөлігі

Жайпақ көмір тақталарын тік оқпандармен ашу кезінде шақты алабын олардың құлама бойынша өлшемдеріне байланысты қосымша екі, үш және оданда көп тең бөліктерге бөледі. Әрбір осындай бөлікті горизонт немесе саты деп атайды. Құлама бойынша горизонттың бір шекарасы басты көліктік штрек, ал екінші – шақты алабының жоғарғы немесе төменгі шекарасы болып саналады. Горизонттың бүйір шекараларына шақты алабының жазылым бойынша шекарасы қызмет көрсетеді (3.20 - сурет). Құлама бойынша горизонттың өлшемі 1000 – 1200 м шамамен қабылданады.

Басты тасыма штректен жоғары орналасқан шақты алабының бөлігін өрлеме бойынша горизонт, ал басты тасыма штректен төмен орналасқан шақты алабының бөлігін құлама бойынша горизонт деп атайды. Өрлеме және құлама бойынша горизонттар бремсбергтермен және еңістермен қызмет етіледі. Осыған байланысты оларды сондай-ақ, шақты алабының бремсбергтік және еңістік бөліктері деп атайды.

Шақты алабын жазылым бойынша қанаттарға бөледі (3.20 - сурет). Қанат деп басты оқпанның немесе басқадай ашушы қазбаның бір жақ тұсына орналасқан шақты алабының бөлігін атайды. Егерде басты оқпан шақты алабының жазылымы бойынша ортасында орналасқан болса, онда бұндай шақты алабын екі қанатты деп атайды. Шақты алабының екі қанаттысы кезінде пайдалы қазбаларды тасымалдауға, тау-кен қазбаларын күтіп-ұстауға және желдетуге жұмсалған шығын төмендейді.

3.20 - сурет – Шақты алабын бөліктерге бөлу: 1 – басты оқпан;

2 – күрделі квершлаг; I, II – горизонттар; A,B – қанаттар

Шақты алабын онан арғы бөліктерге бөлу даярлау тәсіліне байланысты.  Этаждық даярлау тәсілі кезінде шақты алабын этаждарға бөледі. Этаж (3.21 - сурет) деп жазылым бойынша созылған және құлама мен өрлеме бойынша этаждық желдетпе және тасыма штректермен, ал жазылым бойынша шақты алабының бүйір шекараларымен шектелінген тақтаның бөлігін атайды. Құлама бойынша этаждың жоғарғы және төменгі шекараларының арасындағы қашықтықты этаждың құлама биіктігі деп атайды. 

Егерде тақтаны шақты алабы немесе горизонт шегінде жазылым бойынша созылмалы және құлама бойынша учаскелерге бөлген жағдайда, онда осындай учаскелерді этаждар, ал шақты алабын даярлау тәсілін — этаждық деп атайды.

  Этаж жазылым бойынша алу алабына, ал құлама бойынша аралық штректермен этажаралықтарға бөлінуі мүмкін.

3.21 – сурет – Шақты алабын этаждарға бөлу: 1, 2 – күрделі тасыма және желдетпе квершлагтар; 3 – басты тасыма штрек; 4 - бремсберг; 5 - еңіс; 6 – алу алабы;   7 - этажаралық; 8 - аралық штрек; 9 - этаждық тасыма штрек; 10 – этаждық желдетпе штрек; I - VI – этаждар

Панелдік даярлау тәсілі кезінде шақты алабын панелдерге бөледі. Панел (3.22 - сурет) деп құлама бойынша шақты алабының шекараларымен және басты штректермен, ал жазылым бойынша шақты алабының шекараларымен және басқа панелдің шартты шекараларымен шектелінген  тақтаның бөлігін атайды. Әрбір панел дербес тасымалдық және көмекші көлбеу қазбалармен қызмет етіледі. Бұл қазбаларды панелдік деп атайды.

          Егерде көмір панелдің шегінде жоғарыдан төмен қарай тасымалданатын болса, онда мұндай панел бремсбергтік, егерде төменнен жоғары қарай тасымалданатын болса, онда мұндай панел еңістік деп аталады. Бремсбергтер және еңістер сәйкес панелдік деп аталады. Панел екі қанатты (екі жақты) және бір қанатты (бір жақты) болуы мүмкін. Жазылым бойынша екі жақты панелдің өлшемі 1500 – 2000 м құрайды. 

          Құлама бойынша панелдер ярустарға бөлінеді. Ярус жазылым бойынша панелдің шекараларымен, ал құлама бойынша ярустық конвейерлік және желдетпелік штректермен шектелінген. Кейбір кезде ярус ярусаралыққа бөлінеді. Жазылым бойынша шақты алабының өлшемдері және шақтының өндірістік қуаты үлкен болған жағдайда, онда оны панелдерге бөлу қолданылады.

3.22 – сурет – Шақты алабын панелдерге бөлу: 1 – күрделі тасыма квершлаг;      2 – күрделі желдетпе квершлаг; 3 – басты тасыма штрек; 4 – панелдік бремсберг; 5 – ярустық тасыма штрек; 6 - ярустық желдетпе штрек; 7 - ярустар;                I - VI – панелдер

  Шақты алабын этаждарға және панелдерге бөлген кезде тазартпа кенжарлары құлама бойынша орналастырылады, ал тақтаның жазылымы бойынша орнын ауыстырады.

Горизонттық даярлау тәсілі кезінде шақты алабын құлама немесе өрлеме бойынша созылған бағандарға бөледі (3.23 - сурет). Бұндай жағдайда тазартпа кенжары жазылым бойынша, ал тақтаның құламасы немесе өрлемесі бойынша орнын ауыстырады.

  Шақты алабының өлшемі жазылым бойынша 8 - 10 км құраған және өндірістік қуаты үлкен болған жағдайда, сондай-ақ, бір ауа беретін оқпан арқылы желдету қамтамасыздандырылмаған жағдайда шақты алабы жазылым бойынша блоктарға бөлінеді. Блок деп қазбалар торларын құрайтын және тәуелсізді желдетуді қамтамасыз ететін шақты алабының бөлігін атайды.  Жазылым бойынша блоктін өлшемі 3 - 4 км тең.

 Шақты алабындағы этаждар немесе панелдердегі ярустар тура немесе керіс жүріспен қазымдалуы мүмкін (3.24 - сурет). Егерде қазымдау жұмысы оқпаннан немесе панелдің ортасынан шақты алабының немесе панелдің шекарасына жазылым бойынша бағытталатын болса, онда бұндай жұмыс тура жүрісті, ал қазымдау жұмысы шақты алабының немесе панелдің шекарасынан оқпанға немесе панелдің ортасына дейін жазылым бойынша бағытталатын болса, онда бұндай жұмысты керіс жүрісті деп атайды. Керіс қазымдау жұмысы кезінде барлық дайындау қазбалары алдын ала жүргізіліп болуы тиісті.

Керіс қазымдау жұмысымен салыстырғанда тура қазымдау жұмысының артықшылықтары мынада: тазартпа кенжарларын аз мерзімде даярлау мүмкіндігі; ұзындықты штректерді өтуге алдын ала шығындардың жұмсалмауы.

3.23 – сурет – Шақты алабын өрлеме және құлама бойынша созылған бағандарға бөлу: 1 – күрделі тасыма квершлаг; 2 – күрделі желдетпе квершлаг;

3 – басты тасыма штрек; 4 – тасымалық және желдетпелік бремсбергтер;

I - XVIII – бағандар

Тура қазымдау жұмысымен салыстырғанда керіс қазымдау жұмысының артықшылықтары мынада: этаждық немесе ярустық штректерді күтіп ұстауға жұмсалатын шығындардың төмендігі; таза ауа ағысының қазба кеңістігі арқылы жоғалымының болмауы; тазартпа жұмыстарының дайындау жұмыстарына тәуелсіздігі; тазартпа кенжардың алдында көмір тақтасыжатыс жағдайының алдын ала барлануы.

Бремсбергтік бөлікте панелдер оқпаннан шақты алабының шекарасына дейін жазылым бойынша тізбекті түрде, кезектікпен қазымдалады. Бұл бірінші панелдерді даярлау кезінде басты штректерді жүргізу бойынша жұмыстардың көлемін азайтуға мүмкіндік туғызады. Еңістік бөліктегі панелдерді керіс жүрісті бағытпен, яғни шақты алабы шекарасынан бастап қазымдаған орынды болады. Бұндай жағдайда басты штректер отырғызылады (өшіріледі). Панелдердің ярустарын қазымдау негізінде керіс жүрісті бағытпен жүзеге асырылады.

Этаждағы тақтаны тура жүрісті қазымдау кезінде тазартпа жұмыстарды жүргізу үшін тасыма және желдетпе штректерді күрделі ашушы қазбалардан бірнеше ондаған метрге жүргізіп тілме пештермен қосқан жөн болады. Этаждағы тақтаны керіс жүрісті қазымдау кезінде тазартпа жұмыстары алдында тасыма және желдетпе штректерді шақты алабының шекарасына дейін жүргізу қажет. Бұл бастапқы күрделі қаражатты арттырады және құрылыс мерзімін ұзартады. Бірақта, штректерді күтіп ұстауға қолайлы жағдай туғызады. Себебі, олар көмір массиві ішінде орналасқандықтан.

3.24 – сурет -  Қазу алабын тура жүрісті (a) және кері жүрісті (b) қазымдау

Тақталар бір мезгілде немесе тізбектелген түрде қазымдалуы мүмкін. Бір мезгілде қазымдалатын тақталар тау-кен жұмыстарының белгілі тәртіппен орындалмауына себепкер болады. Демек, кенжар жүктемесін және қазбаларды жүргізуді төмендетеді. Тізбекті түрде қазымдалатын тақталар тау-кен жұмыстарының топтастырылуын арттырады. Бірақта, барлық кезде рациональды болып саналмайды. Бір мезгілде қазымдалатын тақталардың санын шешу кезінде олардың ара қашықтық жақындығын, маркаларын және көмірлердің сапасын, газ бен көмірдің кенеттен лақтырысын және т.б. ескерген жөн болады.

Тақталар ылдиламалы (нисходящем), өрлемелі (восходящем) немесе аралас қазу тәртіппен қазымдалуы мүмкін. Тақталарды ылдиламалы қазу тәртібі кезінде бірінші болып жоғарғы тақта қазылады. Бұл жағдайда төменгі тақта шала қазылады және даярлау қазбаларының тіреулеріне тау қысымының түсуі артады. Тақтаның шала қазымдалуына тереңдік әсер етеді. Тақталарды өрлемелі қазу тәртібі кезінде бірінші болып төменгі тақта қазылады. Бұл жағдайда жоғарғы тақта үстемелі қазылады. Жоғарғы тақтаның үстемелі қазылуы төменгі тақтаның қуатына, тақталар арасындағы жыныстардың физика-механикалық қасиеттеріне және қуаттарына, тақталардың құлама бұрыштарына, тазартпа кенжардың ұзындығына және т.б. байланысты.

3.7 Тақталық кен орындарының шақты алаптарын ашу

Шақты алаптарын ашу деп жер бетінен кен орындарына  немесе оның бөлігіне ашушы тау-кен қазбаларын жүргізу арқылы және дайындау қазбаларын жүргізу арқасында пайдалы қазбаларды қазуға жағдай туғызуды атайды. Ашушы және дайындаушы қазбалардың жиынтығы мыналарға қажетті торларды құрайды: тазартпа кенжарынан жер бетіне дейін тау-кен массасын тасымалдауды;  тазартпа және дайындау кенжарларына материалдар мен жабдықтарды жеткізу; жұмыс орнына және кері қайтуға адамдарды жеткізу; шақтыдағы суды жинау және оны жер бетіне шығару; таза ауаны тазартпа және дайындау кенжарларына беру және ластанған ауаны жер бетіне шығару және т.б.

Ашушы қазбалар келесі топтарға бөлінеді: негізгі ашушы қазбалар. Олардың тікелей жер бетіне шығысы бар. Негізгі ашушы қазбаларға тік немесе көлбеу оқпандар, штольнялар және шурфтар жатады. Жер бетіне пайдалы қазбаларды шығаруға арналған қазбаны басты қазба, ал  адамдарды, материалдарды және жабдықтарды түсіріп-көтеруге, қазбаларды желдетуге және басқада операцияларға арналған қазбаны көмекші қазба деп атайды. Қосымша ашушы қазбалардың жер бетіне шығысы жоқ. Оларға мыналар жатады: квершлагтар, гезенктер, соқыр оқпандар, күрделі бремсбергтер және еңістер. Егерде қосымша ашушы қазбалар шақты алабының қорларын қазымдауға толық қызмет көрсететін болса, онда оны күрделі қазба, ал егерде ол тақталардың жайпақ құламасы кезінде горизонттың қорларын қазымдау уақыт аралығында қызмет көрсетсе – горизонттық қазба, ал тақталардың күрт құламасы кезінде бір этаждың қорларын  қазымдау уақыт аралығында қызмет көрсетсе – этаждық қазба деп атайды.

Тік оқпандар ашушы қазбалар ретінде келесі артықшылықтарды құрайды: көлденең қималарының үлкендігі арқасында шақтыға қажетті мөлшердегі ауаны қамтамасыз ете алады; қазбаға қызмет көрсету мен оны күтіп-ұстауға жұмсалатын шығынның аздығы; оқпанда әртүрлі көліктік операцияларды біріктіру мүмкіндігі. Тік оқпандардың негізгі кемшіліктері: қазбаны өту жұмыстарына шығынның көп жұмсалуы; көтеру операцияларының циклділігі; оқпанды тереңдету процесінің күрделігі.

Таспалы науалармен (ленточными конвейерами) жабдықталынған көлбеу оқпандардың көмірді кенжардан жер бетіне дейін жеткізуді қамтамасыз ете алатындығы және оның жүкті үлкен көлемде өткізушілік мүмкіндігі.  Көлбеу оқпандардың негізгі кемшіліктері: тік оқпандармен салыстырғанда олардың біршама ұзындылығы және оны күтіп-ұстауға шығынның көп жұмсалуы, жағымсыз кен-геологиялық жағдайларда қазбаны өтудің күрделігі.

Тақталық кен орындарының шақты алабтарын штольнялармен ашу ең қарапайым және тиімді тәсіл болып саналады. Бірақта тек қана таулы жерлерде ғана қолданылу мүмкіндігі бар.

Тік оқпандармен ашқан жағдайда ауа беретін және ауа шығаратын оқпандардың шақты алабында өзара орналасуы шақтыны желдетудің схемасын анықтайды. Оқпандарды қос-орталықты (3.25 - сурет, a) және алшақты-орталықты (3.25 - сурет, b) орналастыру шақтыны орталықты  желдетудің схемасын анықтайды. Оның кемшілігіне тау-кен жұмыстары кезінде желдетілетін қазбалардың қосындылық ұзындықтарының өзгеруі. Бұл шақтыда ауаның ағысын басқаруды қиындатады. Қапталды (флангелі) желдету схемасы кезінде (3.25 - сурет, c) таза ауа шақты алабының ортасында орналасқан оқпан арқылы беріледі, ал шықпа ауа қапталды (флангелі) орналасқан оқпандар арқылы шығарылады. Осындай жағдайда желдетілетін қазбалардың қосындылық ұзындықтары тұрақты болады. Желдетудің орталықты және  қапталды (флангелі) схемаларын үйлестіру құранды схеманы таңдауды анықтайды (3.25 - сурет, d).

3.25 – сурет – Шақты алабында желдетпелік оқпандарды орналастыру: a – қос-орталықты; b – алшақты-орталықты; c – қапталды (флангелі);    d – құранды

Басты оқпанның көлденең қимасының ауданы онда орналасқан көтерме ыдыстардың (скиптердің) санына және тұрпатына (габаритіне) байланысты, ал ауа беретін оқпанның көлденең қимасының ауданы шақтыға берілетін ауаның мөлшеріне байланысты.

Ашу тәсілі деп шақтының сапалық сипаттамасын атайды. Ол жер бетінен өтілетін және шақты алабына немесе оның бөлігіне жол ашатын басты және көмекші қазбалардың өзара орналасуын және түрлерін бейнелейді. Ашу тәсілдері келесі түрлерге бөлінеді: негізгі ашушы қазбалардың типтері бойынша (тік оқпандармен, көлбеу оқпандармен, штольнялармен және құранды ашу); көліктік горизонттың саны бойынша (бір горизонтты және көп горизонтты); қосымша ашушы қазбалардың типтері бойынша (қосымша ашу қазбаларынсыз, квершлагтармен, гезенктермен, соқыр оқпандармен).

Ашу тәсілдерін таңдауға келесі факторлар әсер етеді: шақты алабының өлшемдері; шақты алабындағы тақталардың құлама бұрышы, қуаты және саныу, тақталардың арақашықтықтары; тасындының (үйіндінің) қуаты, жер бетінің рельефі және қазу тереңдігі; кен орнының бұзылымы және жанас жыныстардың қасиеттері; көмір тақталарының газдылығы, лақтырыс қауіптілігі және соққы қауіптілігі, кен орнының су молдылығы және көмірдің өздігінен  жануға бейімділігі; шақтының өндірістік қуаты және қызмет ету мерзімі, кен өндіріс техникаларын жетілдірудің деңгейі, желдетудің сенімділігі және т.б.

Ашу тәсілдерін таңдау кезінде негізгі талаптар болып мыналар саналады: ашу тау-кен қазбаларының минимальды көлемі және шақты құрылысына бастапқы күрделі қаражаттың минимальды жұмсалуы; тазартпа кенжарының максимальды мүмкіндікті жүктемесі және бір мезгілде қазылатын тақталардың санына шек қойылу кезінде тақтаға шақтының өндірістік қуатын қамтамасыздандыру; жүк тасқынының қосылымы және науалық көліктің қолданылымы; күтіп-ұсталынылатын тау-кен қазбаларының созылымдарын қысқарту; жаңалату арқасында шақтының кен қожалығын оқтын-оқтын толықтыру; еңбекті қорғау және қауіпсіздік ережелерді толығымен сақтау кезінде тау-кен қазбаларын тиімді желдету.

Қосымша  ашу қазбаларынсыз дара тақтаны тік оқпандармен ашу

Дара тақталарды ашу тек қана шақтылық оқпандарға қанағаттана қосымша ашу қазбаларынсыз жүзеге асырылады. 3.26 – суретте  қосымша  ашу қазбаларынсыз дара тақтаны тік оқпандармен ашу көрсетілген. Шақты алабы құлама бойынша екі сатыға бөлінген: бремсбергтік және еңістік. Суретте шақты алабын панельдерге бөлу көрсетілген.

3.26 – сурет - Қосымша  ашу қазбаларынсыз дара тақтаны тік оқпандармен ашу: 1 – басты оқпан; 2 – көмекші оқпан; 3 – шурф; 4 – жүріс жолдардан тұратын панельдік бремсбергтер; 5 – оқпан албары; 6 – тасыма штрек;

7 – еңістік бөлік

Жайпақ дара тақтаны көлбеу оқпандармен ашу

3.27 – суретте жайпақ дара тақтаны көлбеу оқпандармен ашу көрсетілген. Негізінде пайдалы қазбаның тақтасы бойынша бір біріне пареллельді бірнеше оқпандар өтіледі: оның біреуі басты, ал екіншісі көмекші оқпан. Осындай ашу кезінде шақты алабын этаждарға бөледі. Оқпанды бірінші этаждың биіктік белгісіне дейін өтеді. Содан кейін этажда даярлық жұмыстары басталады. Шақты алабының қанаттары тура немесе кері жүрісті қазымдалуы мүмкін. Бірінші жағдайда тазартпа қазуы басталғанға дейін даярлық жұмыстардың көлемі минимальды. Схемада (3.27 – сурет, b) шақты алабының қанаттарын кері жүрісті қазымдау көрсетілген. Бірінші этаждың тазартпа жұмыстары аяқталғанға дейін екінші этаждың биіктік белгісіне дейін оқпандарды өту жүзеге асырылады. Осындай жағдайда тазартпа кенжарларын дайындау қайтадан орындалады.

Дара тақтаны көлбеу оқпандармен ашу  тік оқпандармен салыстырғанда аз күрделі қаражаттарды қажет етеді, сондай ақ тазартпа жұмыстарын тез бастауға мүмкіндік туғызады және тазартпа кенжардан жер бетіне дейін пайдалы қазбаны толығымен науамен тасымалдауды жүзеге асырады. Бұл ашу тәсілін пайдалы қазба жер бетіне жақындау орналасқан жағдайда және кен орнынын жайпақ немесе көлбеу тақталарын игеру кезінде қолдану тиімді.

3.27 – сурет – Жайпақ дара тақтаны көлбеу оқпандармен ашу:

1, 3 – көмекші оқпандар; 2 – басты оқпан; 4 – этаждық желдетпе штрек; 5 – просек;

6 – этаждық тасымалық штрек; 7 – оқпан албары

Жайпақ тақталардың свиталарын тік оқпандармен және күрделі квершлагтармен бір горизонттық ашу

3.28 – суретте жайпақ тақталардың свиталарын тік оқпандармен және күрделі квершлагтармен бір горизонттық ашу схемасы көрсетілген. Бұл жағдайда шақты алабы құлама бойынша екі қазу сатысына бөлінеді: бремсбергтік және еңістік. Басты және көмекші оқпандар шақты алабының ортасында орналасқан және горизонттың белгісіне дейін өтілген, ал тақталарды тұп-тура ашу күрделі квершлагтармен жүзеге асырылады. Бастапқыда тақтаның бремсбергтік бөлігі, содан кейін оның еңістік бөлігі қазымдалады.

Қарастырылып отырған ашу схемасы жайпақ тақталарда және шақты алабының құлама бойынша өлшемдері  2 - 2,5 км құраған жағдайда қолданылады. Жазық квершлагтар өте ұзын және тақталар өте жайпақ болған жағдайда оларды гезенктермен ауыстырады.

Шақты алабын тік оқпандар ашу жиі тараған түр болып саналады. Оны шақты алабындағы жұмыс тақталарының санына, осы тақталардың қуаты мен құлама бұрышына, қазу тереңдігі мен тасындылар (үйінді) қуатына, шақтының өндірістік қуатына және т.б. тәуелсіз қолданады.

Жайпақ тақталарды тік оқпандармен бір горизонттық ашу. Егерде кен орны жайпақ тақталармен келтірілсе, онда шақты алабы екі бөлікке бөлінеді — бремсбергтік және еңістік. Олардың өлшемдері құлама бойынша 1000—1200 м-ден артпайды, ал олардың шекарасы болып жазық жазықтық, яғни тасымалық горизонт жазықтығы саналады.

Жайпақ тақталардың свиталарын тік оқпандармен және күрделі квершлагтармен бір горизонттық ашудың артықшылығы: оның оңайлығы, көліктік горизонттың қызмет мерзімінің жоғарылығы және шақтыны пайдалану кезеңінде оқпандарды тереңдетудің қаже еместігі.

3.28 – сурет - Жайпақ тақталардың свиталарын тік оқпандармен және күрделі квершлагтармен бір горизонттық ашу: a – тік кесіндісі; b – көліктік горизонттың жоспары; 1 – басты оқпан; 2 – көмекші оқпан; 3 – күрделі квершлаг;

4 – басты штрек; 5 – шурф

Бұл схеманың кемшілігіне мыналар жатады: еңістік бөліктің болуы оны желдетуді және көліктік қызметті қиындатады, еңістерде учаскелік су төкпесінің қажеттігі, еңіс пен жүріс жолдардың арасында ауаның жоғалымы.

Жайпақ тақталардың свиталарын тік оқпандармен және горизонттық квершлагтармен ашу

Оқпандарды тереңдеткеннен және шақты алабының төменгі бөлігін квершлагпен ашқаннан кейін екінші горизонт пайда болады (3.27 - сурет).  Осындай тәсіл шақты алабын тік оқпандармен және горизонттық квершлагтармен ашу деп аталады. Жайпақ тақталардың свиталарын тік оқпандармен және күрделі квершлагтармен бір горизонттық ашуды тік оқпандармен және горизонттық квершлагтармен салыстырғанда ол келесі артықшылықтарды құрайды: қорларды бремсбергтік алабтармен қазымдау мүмкіндігі, желдету схемасының жеңілдігі және сенімділігі, жаңа горизонтқа ауысқан кезде шақтының кен қожайлығын жаңарту мүмкіндігі.

Кемшілігі: қосымша оқпан албарының қажеттілігі, шақты оқпандарын тереңдетудің және көтергіш машиналарды ауыстырудың қажеттілігі, төменгі горизонтқа ауысу кезінде күрделі қаражаттардың өсуі.

Жайпақ тақталарды тік оқпандармен көп горизонттық ашу. Шақты алабы құлама бойынша үш-төрт сатыға бөлінеді. Әрбір сатының (горизонттың) өлшемі құлама бойынша 1000—1200 м-ден артпауы, ал оның қорын қазу мерзімі   15 жылдан кем болмауы тиісті. Оқпандар бастапқыда бірінші горизонттың деңгейіне дейін өтіледі, ал тақталар тасымалық квершлагтармен ашылады. Осындай жағдайда бремсбергтік бөліктің қоры қазымдалады. Осы қорларды қазымдау жұмысы аяқталар алдында алдынала оқпандар екінші горизонтқа дейін тереңдетіледі, ал тақталар қайтадан  тасымалық квершлагтармен ашылады. Осыған байланысты квершлагтар горизонттық деген атауға ие болды. Екінші горизонттың қорларын қазымдау кезінде тасымалық квершлаг желдетпе квершлаг ретінде қолданылады. Оқпандарды тереңдеті және горизонттық квершлагтарды жүргізу арқылы үшінші горизонт ашылады және т.б. Әрбір бремсбергтік бөлік дербес тасымалық және көтерме горизонттан тұрады. 

3.29 – сурет - Жайпақ тақталардың свиталарын тік оқпандармен және горизонттық квершлагтармен ашу: 1 – басты оқпан; 2 – көмекші оқпан; 3 – 1- ші горизонттың квершлагі; 4 – басты штрек; 5 – 2-ші горизонттың квершлагі;

6 – желдетпелік шурфтар

Тақталар свиталарын көлбеу оқпандармен және күрделі квершлагтармен ашу

Свиталар тақталарын көлбеу оқпандармен ашу кезінде бір біріне параллельді бірнеше оқпандар өтіледі: оның біреуі басты, ал басқалары – көмекші. Оқпандарды ашу свитасының төменгі тақтасы бойынша немесе тұрақтылы жыныстардың жатпа бүйірі бойынша өтеді. Барлық тақталар свиталарына қатынасты қамтамасыз етуші қосымша ашу қазбасы болып күрделі квершлаг (3.30 - сурет), горизонттық немесе этаждық квершлагтар саналуы мүмкін. Көлбеу оқпандармен ашу схемаларына қатысты артықшылықтар мен кемшіліктерге жайпақ тақталардың свиталарын тік оқпандармен және күрделі квершлагтармен бір горизонттық ашу схемаларында айтылғандарды жатқызуға болады.

Тақталарды көлбеу оқпандармен ашу

Жер үстінен бірінші этаждың төменгі шекарасына дейін тақталарды көлбеу оқпандармен ашу кезінде тақтаның құламасы бойынша шақты алабының ортасына үш оқпан жүргізіледі. Оның біреуі басты, ал екеуі — көмекші оқпандар. Басты оқпан пайдалы қазбаларды көтеруге арналған және таспалы (ленталық) науалармен жабдықталынған. Басты оқпанға параллельді өтілген көмекші оқпандардың біреуі — жүктік оқпан, атқаратын қызметі: шақтыдан жыныстарды көтеру және жабдықтар мен материалдарды шақтыға түсіру, ал екіншісі — адамдық оқпан, атқаратын қызметі: адамдарды шақтыға түсіріп-көтеру.

3.30 – сурет – Көлбеу оқпандармен және күрделі квершлагтармен ашу: 1, 2 – көлбеу оқпандар; 3 – шурф; 4 – күрделі квершлаг; 5 –штрек

Көмірдің өндірілуін үздіксіз қамтамасыз ету үшін бірінші этаждың қорларының қазымдалуының аяқталуына дейін алдын-ала келесі этаж даярланылады. Ол үшін екінші этаждың тасыма штрегінің горизонтына дейін оқпандар тереңдетіледі. Екі жаққа тасыма штректер мен тілме пештер жүргізіледі, жаңа оқпан албары тұрғызылады. Осындай тәртіппен келесі этаждардың даярлануы жүзеге асырылады. Екінші этажды қазу кезінде желдетпе ретінде бірінші этаждың тасыма штрегі қолданылады.

Күрт көлбеу және күрт тақталарды  тік оқпандармен және этаждық квершлагтармен ашу

3.31 – суретте күрт көлбеу және күрт тақталарды тік оқпандармен және этаждық квершлагтармен ашу көрсетілген. Өнеркәсіптік алаңның астындағы қорғау кендіңгектері көмірлерінің жоғалымын болдырмау мақсатымен оқпандарды свитаның жатпа бүйірі тұсына орналастырады. Бұндай жағдайда оқпандар тазартпа жұмыстарының әсерінен өзгерістерге (деформацияға) душар болмайды.

 Ашу кезінде оқпандар бірінші этаждың көліктік горизонтының белгісіне дейін өтіледі. Онда оқпан албары жүргізіледі. Оқпан албарынан көмір тақталарына қатынасты қамтамасыздандыратын этаждық квершлаг өтіледі. Бірінші этаждың қазымдау жұмыстары аяқталып қалғанда оқпан екінші горизонтқа (этажға) дейін тереңдетіледі. Басқа горизонтқа (этажға) қатысты жұмыстар осы тәртіппен орындалады.

Күрт көлбеу және күрт тақталарды  тік оқпандармен және этаждық квершлагтармен ашудың артықшылығы: тасымалдау және желдету схемаларының оңайлығы. Кемшілігі – этаждың қызмет көрсету мерзімінің шамалылығы, оқпандарды тереңдетудің жиілігі, әрбір горизонтта оқпан албарларын жабдықтандыру қажеттілігі және т.б.

3.31 – сурет -  Күрт көлбеу және күрт тақталарды  тік оқпандармен және этаждық квершлагтармен ашу: 1 – басты оқпан; 2 – көмекші оқпан;               3 – тасымалық штрек; 4 – этаждық квершлаг; 5 – шурф; 6 – тау-кен жыныстарының сырғу жазықтығы

Күрткөлбеу және күрт тақталарды ашу

Олардың жайпақ тақталарды ашу тәсілдерімен салыстырғандағы негізгі өзгешелігі. Күрт тақталарды ашу үшін тік оқпандар мен этаждық квершлагтарды қолдана көп горизонтты схемалар пайдаланылады.  Бастапқыда оқпандар бірінші этаждың тасымалық штрегінің горизонтына дейін өтіледі және тасымалық пен желдетпе горизонттарында оқпан албарын жабдықтандырады. Оқпандардан этаждық квершлагтар жүргізіледі: тақталарды қиып өткенше этаждық тасымалық және желдетпе квершлагтар өтіледі. Этаждық квершлагтардың тақталармен қиылысқан жерінен екі жаққа этаждық тасымалық және желдетпе штректер өтіледі.

Жайпақ және күрт құлама тақталарды штольнялармен ашу

3.32 – суретте жайпақ және күрт құлама тақталарды штольнялармен ашу көрсетілген. Бұл ашу схемалары таулы жерлерде қолданылады. Өнеркәсібтік алаңның орналасу жағдайына байланысты және кірме жолдарды төсеуге жағдай туғызу мақсатымен штольнялар пайдалы қазбаның созылым қиысына немесе пайдалы қазбаның қапталынан (флангесінен) өтілуі мүмкін. Оқпанның аузы жазғытұрғы су тасқынының максимальды деңгейінен биіктеу орналасуы қажет.

Штольнялармен ашу тақталардың кез келген құламаларында қолданылуы мүмкін. Штольнялық горизонтта жайпақ тақталардың қорларын қазымдау бремсбергтік және еңістік алаптармен жүзеге асырылуы мүмкін. Еңістік алаптан шықпа ағысты жер бетіне шығару үшін желдетпелік штольняны өту қажет.

3.32 – сурет -  Жайпақ (a) және күрт құлама (b) тақталарды штольнялармен ашу: 1, 2 – штольнялар; 3 – гезенк; 4 – квершлаг; 5 – соқыр оқпан

Оқпандармен салыстырғанда штольнялармен ашудың артықшылығы: су төкпесі және жүктерді тасымалдау схемаларының қолайлылығы; көтерме ыдыстарының қажет еместігі; жер беті кешені схемасының қарапайымдылығы.

Штольнялармен кен орындарын ашу

Таулы жерлердегі немесе таулармен қиылысқан тақталарды тік немесе көлбеу оқпандармен ашудың мүмкіндігі болмаған немесе экономикалық тұрғыдан тиімсіз жағдайда тақталарды штольнялармен ашады. Штольнялардың  орналасу орнын таңдау кезінде келесі факторларды ескеру қажет: штольнялардың ауыздары тұсында техникалық ғимараттарды орналастыруға арналған өнеркәсіптік алаң болуға тиісті; өнеркәсіптік алаңы, темір жолдары және тас жолдары орналасатын алқап болуға тиісті; штольняның аузы алқаптағы (долинадағы) судың максимальды көтерілу деңгейінен  жоғары орналасуы қажет. Екінші жағынан салыстырғанда штольняны кен орындарының мүмкіндігінше үлкен көлемді қорларын горизонттан жоғары орналастыру мақсатымен жүргізу қажет. Демек, кен орны көмірді көтермей және сутөкпені механикаландырусыз қазымдалуға мүмкін.

Тақталарды көлбеу және тік оқпандармен құранды ашу

Құранды ашу әртүрлі ашу схемаларымен қажетті технологиялық және экономикалық тиімділіктерге жету мүмкіндікті болған жағдайларда қолданылады.

Құранды ашу әртүрлі типті негізгі ашу қазбаларын құрайды: тік және көлбеу оқпандарды; штольняларды және тік оқпандарды; штольняларды және көлбеу оқпандарды және т.б. Басты ашушы қазба ретінде 18° - тан жоғары емес құлама бұрышпен өтілетін көлбеу оқпан, ал көмекші ашушы қазба ретінде тік оқпан қолданылады. Басты көлбеу оқпанды қуатты таспалы науамен жабдықтайды. Бұл пайдалы қазбаларды кенжардан жер бетіне дейін науалық көлікпен қамтамасыздандырады. Тік оқпан бойынша көмекші көлік жүзеге асырылады: адамдарды түсіріп-көтеру, материалдарды және жабдықтарды жеткізу және т.б.

3.33 – суретте тақталарды құранды ашу, яғни күрделі квершлагпен және көмірді тікелей көлбеу оқпанға тиеу келтірілген.

3.33 – сурет -  Тақталарды көлбеу және тік оқпандармен құранды ашу:1 – штректер; 2 – күрделі квершлаг; 3 – көмекші тік оқпан; 4 – басты көлбеу оқпан; 5 – тиеу шанағы (бункері)

3.8 Көмір тақталарын қазу жүйелері

Қазу жүйелері жөнінде жалпы түсінік

Көмір кенорның қазу жүйесі деп нақты көмір тақтасының геологиялық жағдайы мен кенқазу жабдықтары айқындалған, кеңістік пен уақыт бойынша бір-бірімен қалыптастырылған, қазымдалатын тақтаның бөлігінде дайындау және тазартпа жұмыстарының орындалу тәртібі мен ретін атаймыз. Бұл бөліктерге этаж (этаж аралық), панель, ярус (ярус аралық), құлама немесе өрлеме бойынша жолақтар жатуы мүмкін.

Көмір тақталарының рациональды қазу жүйелері көмірдің минимальды жоғалымын, пайдалы қазбаны өндірудің минимальды өзіндік құнын, еңбек өнімділігінің жоғарғы деңгейін және кен жұмыстарының қауіпсіздікті жүргізілуін қамтамасыз етуі қажет.

Қазу жүйелерін таңдауға мыналар әсер етеді: тақтаның жатыс пішіні, құрылымы, қуаты және құлама бұрышы; көмірдің және жанас (вмещающих) жыныстардың қасиеттері; кен орнының газдылығы және су молдылығы; көмірдің өздігінен жануға бейімділігі; көмір тақталарының тау соққысына бейімділігі, көмірдің және газдың кенеттен лақтырысы; кен жұмыстарының тереңдігі; даярлық және тазартпа жұмыстарының механикаландырылу жолдары.

Қазу жүйелерін таңдауда тақтаның қуаты мен құлама бұрышы біршама әсер етеді. Тақтаның қуатынан мыналар байланысты: тау-кен қазбаларының күтіп ұсталуы және өту тәсілдері, тазартпа жұмыстарының технологиясы, тақтаны толық қуатымен немесе оны бөле қазып алынуы және т.б.

Тақтаның құлама бұрышынан мыналар байланысты: тазартпа жұмыстарының механикаландырылу жолдарын таңдау, төбені басқару және бекітпелеу, кенжардағы көмірді жеткізу. Бұл фактор тазартпа кенжардың ұзындығын және пішінін таңдау кезінде шешуші болып саналады.

Жанас жыныстардың қасиеті тазартпа жұмыстарының механикаландырылу жолдарын, тау қысымын басқару тәсілін, даярлау қазбаларды күтіп ұстауды және олардың орналасуын таңдау кезінде шешуші фактор болып саналады.

Жоғарыда айтылған факторлар қазу жүйелерін және олардың шамашарттарын  таңдауда комплекстік әсер етеді.

Қазу жүйелеріне мынадай басты талаптар қойылады: орындалатын жұмыстардың қауіпсіздігі, тиімділігі, жер қойнауының құнттылығы, қоршаған ортаның сақталуы және тағы басқалар.

Тау-кен жұмыстары қауіпсіз жағдайда өту үшін міндетті түрде келесідей талаптар орындалуға тиісті: тазартпа кенжардан ең аз дегенде екі шығыс жолы қалдырылады, кенжарлар үздіксіз желдетіліп тұрады, жерасты жұмыс орындары берікті бекітіледі (тіреуленеді), шаң шығуын, көмір-газ кенетті лақтырыстары мен тау-кен қозғалыстарын ескерту үшін алдын ала арнайы шаралар қолданылады.

Жоғары тиімділікке жету үшін қазу жүйелердің қаржы, еңбек, энергия, материалдар шығындары төмен деңгейде болуға тиісті. Жұмыс үдірістерін механикаландыру және автоматтандыру, еңбекті ғылыми түрде ұйымдастыру, қазу жүйелерін дұрыс таңдау, ұтымды конструктивтік шешімдерді қолдану – бұлардың барлығы еңбек шығындарын төмендетуге бағытталған қажетті ұмтылыстар. Жоғары еңбек өнімділігі – барлық қазу жүйелерін тиімді қылатын жағдай, өйткені оған дәлел болатыны: 1 тонна қазылған көмірдің өздік құнында еңбекақысына жататын үлесі 40 % дейін құрайды.

Жер қойнауын қорғау мәселесі мемлекет заңында тәртіптелген. Пайдалы кен жоғалымы мемлекет пен халыққа үлкен зиян әкелетіндігі айқын. Жерастында көмір жоғалымы шақтыны жобалау кезінде де, ұтымды қазу жүйені де таңдауда міндетті түрде ескеріледі. Бүкіл көмір өндірісінің, шақтылардың техника-экономикалық көрсеткіштері осы мәселемен байланыстырылады: мысалы, көмір жоғалымы жоғары болған сайын кәсіпорындарға айып салынады, көмірдің өзіндік құны мен бағасы өседі, шақтының қызмет мерзімі қысқарады. Сондықтан бұл талапты орындау барлық басшылар мен мамандардың борышы.

Дұрыс таңдалынған қазу жүйесі өндірістік процестерді комплекстік механикаландыру мәселесіне, тау-кен жұмыстарын шоғырландыруға (бір тазартпа кенжарға, тақтаға, панелге, горизонтқа, шақтыға жоғары өнімділікке жол ашу), жұмыс беріктігіне мүмкіншілік тудыруға тиісті.

Қазу жүйесінің бойындағы тау-кен жұмыстары қауіпсіз, тұрақты және өнімді болу үшін даярлау және тазартпа жұмыстары тәуелді өткені жақсы, одан көлік пен желдету үдірістерінің орындалуы жекеленеді, тау-кен қазбаларын қорғау жұмысы жеңілденеді, газдану қауіптігі азаяды және тағы басқа ұтымды жағдайлар туады.

Қазу жүйелерін топтастыру. Көмірді кәдімгі технологиямен қазу кезінде топтастыру нышаны ретінде оның бір сипаттық ерекшелігі таңдалынған. Ол  даярлау мен тазартпа жұмыстарының реттік орындалуын және қазу жүйлерінің түрлерін анықтайды — ұзын тазартпа кенжарларын (лаваларды немесе жолақтарды) қолдану кезінде жаппай және бағаналы, ал қысқа тазартпа кенжарларын қолдану кезінде камералық және камералы-бағаналық қазу жүйелерін қолдануға болады.

Бағаналы қазу жүйелері үшін сипаттық болып тазартпа жұмыстары басталмай тұрып даярлық және тілме қазбалары өтіледі. Олар қазу алабы, бағандар немесе ярустар шегіндегі қорларды толығымен кемкереді (жиектейді). Жаппай қазу жүйелері кезінде даярлық қазбаларды өту және көмірді алу қазу бағаны немесе алабы, ярус шегінде бір мезгілде орындалады. 

Негізгі ерекшелік бірнеше нышандармен толықтырылады:

Бірінші нышан — көмірді тазартпалық қазу технологиясы. Осы нышан бойынша қазу жүйелері екі топқа бөлінеді: көмірді ұзын кенжарлармен (лавалармен және жолақтармен) қазу; көмірді қысқа кенжарлармен (камералармен) қазу.

Көмірді ұзын кенжарлармен қазу жүйелері кезінде топты екі топтамаға бөледі: тақталарды тұтас қабатымен қазып алу жүйелері; тақталарды қабаттарға бөліп қазып алу жүйелері (көлбеу қатпарлап қазу жүйесі, жазық қатпарлап қазу жүйесі, көлденеңді-көлбеу қатпарлап қазу жүйесі, қиғаш (диагональды) қатпарлап қазу жүйесі).

Тазартпа кенжардың жылжу бағыты бойынша пайдалы қазбаны тақтаның жатыс элементтері бойынша келесі варианттармен қазуға болады: жазылым бағыты бойынша ұзын бағаналы қазу жүйесі; құлама бағыты бойынша ұзын бағаналы қазу жүйесі; өрлеме бағыты бойынша ұзын бағаналы қазу жүйесі

Жайпақ тақталарды жаппай қазу жүйесі

Қазу алабында тазартпа және даярлау жұмыстары бір мезгілде жүргізілген жағдайда жүйе жаппай деп аталынады. Бұндай жағдайда желдетпе және тасыма штректердің кенжарларының жылжу бағыты тазартпа кенжардың бағытымен сәйкес келеді. Бірақта, даярлау қазбаларының кенжарлары  тазартпа кенжарларын азғантай оза өтеді.

Егерде этаждың (ярустың) шегінде бір кенжар орналасатын болса, онда бұндай жаппай қазу жүйесінің вариантын лава-этаж (лава-ярус) деп атайды (3.34 - сурет).

Шақты алабын этаждық даярлау кезінде қазу жүйесі келесіге бөлінеді: этажды аралық этаждарға бөлмей ұзын бағаналы қазу жүйелері; этажды аралық этаждарға бөліп алатын ұзын бағаналы қазу жүйелері.

Бірінші қазу жүйесінде этаж қанаты шегінде бір лава жұмыс істейді. Ол шақты алабы шекарасының тұсында кесіледі. Жүйе қанат ұзындығы 1,5—2 км жіңішке және орташа қалыңдықты тақталарда қолданылады. Лаваның ұзындығы 200—250 м құрайды және кенжарда жоғарғы жүктемені қамтамасыз етеді.

Әрбір этаждағы даярлау жұмыстары күрделі көлбеу қазбалардан этаждық тасымалық, желдетпелік және аралық штректерді өтуден басталады. Штректер пештермен түйіспеленеді.

Аралық штректер қазу алабының шекарасына дейін өтіледі, ал этаждық желдетпелік және тасымалық штректер алдын ала тазартпалық қазудың екінші және келесі қазу алаптарын даярлау үшін жүргізіледі.

Шақты алабын панелдік даярлау кезінде ярусте бір мезгілде қазымдалатын лавалардың сандарына, желдететін және көмірді тасымалдаушы схемаларға байланысты бағаналы қазу жүйелерін бірнеше варианттарға бөледі. Ярустар кері жүріспен қазымдалады.

Бірінші вариант — әрбір қанатта бір-бірден панелде екі лава орналасады. Екінші вариант — панелде бір мезгілде екі ярус қазымдалады және әрбір қанатта екі-екіден төрт лава орналасады.

Жаппай қазу жүйесінің  ерекшеліктері мынада: тура қазымдау тәртібі; желдетпе штрегінің жыныстық кенжары тазартпа кенжарының артынан орнын ауыстырады, ал тасыма штрегінің кенжары тазартпа кенжарын 50 – 70 м-ге баса оза өтіледі; даярлау қазбалары кен алынған кеңістіктін әсер ету аймағында күтіп ұсталынады.

 Желдетпелік штректі қорғау жұмысы бітеме (бутов) жолағымен жүзеге асырылады.

Желдетпелік штрегі кенжарында бүйір жыныстарды қопару (подрывка) кезінде алынған жыныстар бітеме (бутов) жолағын қалауда қолданылады. Бітеме (бутов) жолағын қалау өте қиын жұмыс. 

Жаппай қазу жүйесінің артықшылығы: тазартпа кенжарлардың пайдалануға тез келтірілуі және даярлау қазбаларын өту кезінде алынған бос жыныстарды шақтыда орналастыру, яғни бітеме (бутов) жолақтарын қалауда оларды қолдану мүмкіндігі.

Жаппай қазу жүйесінің кемшілігі: бір қазу алабында тазартпа жұмыстарын даярлық жұмыстарынан айыруға болмайтындығы; даярлау қазбаларын күтіп ұстауға шығынның көп жұмсалуы; көмір тақтасының жатыс жағдайларын барлауға болмайтындығы; кен алынған кеңістік арқылы ауаның жоғалымы.

3.34 – сурет - Жайпақ тақталарды жаппай қазу жүйесі (лава-этаж):
1 – күрделі бремсберг; 2 – жүріс жол; 3 – этаждық тасыма штрек; 4 – қима қазба (просек); 5 – пеш (печь); 6 – тазартпа кенжар; 7 – этаждық желдетпе штрек; 8 – бітеме (бутов) жолағы

Ұзын бағаналы қазу жүйесі

Ұзын бағаналы қазу жүйесі уақыт аралығы мен кеңістікте даярлау мен тазартпа жұмыстарының бөлек жүргізілуін қарастырады.

Тазартпа жұмыстарды жүргізу алдында тақтаның бөлігі этаж, ярус, қазу алабы немесе жолақ шеттерінде толығымен даярлау қазбаларымен  бөлініп тасталынған болса, онда оны бағаналы қазу жүйесі деп атайды.

Тазартпа кенжардың жылжу бағыты мен тақтаның жатыс элементтеріне байланысты оларды келесі түрлерге бөледі: жазылым бағыты бойынша ұзын бағаналы қазу жүйесі; құлама бағыты бойынша ұзын бағаналы қазу жүйесі; өрлеме бағыты бойынша ұзын бағаналы қазу жүйесі.

Ұзын бағаналы қазу жүйесінің  ерекшеліктері мынада: кері қазымдау тәртібі; уақыт аралығы мен кеңістікте даярлау мен тазартпа жұмыстарының бөлек жүргізілуі; даярлау қазбаларының қоршаған массивте күтіп ұсталынуы.

Жазылым бағыты бойынша ұзын бағаналы қазу жүйесінің қарапайым варианты болып лава-этаж немесе лава-ярус саналады (3.35 - сурет). Ол үшін күрделі бремсбергтен шақты алабының (панелдің) шекарасына дейін этаждық (ярустық) тасымалық және желдетпе штректер өтіледі. Оларды бір-бірімен тілме пеш (құрастыру камерасы) арқылы қосылады. Құрастыру камерасында тазартпа жабдықтары жинақталынады және шақты алабының (панелдің) шекарасынан күрделі бремсбергке бағыттала қазу жұмыстары жүргізіледі.

Көлбеу және күрт құлама тақталарда этажды аралық этаждарға бөліп алатын ұзын бағаналы қазу жүйелері қолданылады  (3.36 - сурет).

Жазылым бойынша ұзын бағаналы қазу жүйесі орташа қалыңдықты тақталардың кез келген құламаларында, ал қалыңдығы 5 – 6 м құрайтын жайпақ тақталарда механикаландырылған жиынтықтарды қолдана жүзеге асырылады.

3.35 – сурет -  Тақталарды жазылым бағыты бойынша ұзын бағаналы қазу жүйесі (лава-этаж): 1 – күрделі бремсберг және жүріс жол; 2 – этаждық желдетпе штрек; 3 – этаждық тасыма штрек; 4 – тазартпа кенжар

Жүйенің артықшылығы: даярлау қазбаларын күтіп ұстауға жұмсалатын шығындардың төмендігі; тазартпа мен даярлау жұмыстарының бір-бірінен тәуелсіз орындалуы. Жүйенің кемшілігі: қазу алаптарының пайдалануға өте кеш өткізілуі және этажды аралық этаждарға бөлген жағдайда желдету схемасының күрделілігі.

Механикаландырылған жиынтықтарды қолданған кезде тақталарды құлама бойынша ұзын бағаналы қазу жүйелерінің әртүрлі варианттары пайдаланылуға ұсынылады. 3.37 – суретте оқшау (жекеленген) лавалармен құлама бойынша тақталарды  ұзын бағандармен қазу жүйесі келтірілген. Қазу бағандары тасымалық және желдетпелік горизонттың арасында орналасады. Қазу бағандарын даярлау тасыма штректен желдетпе штрекке дейін көлбеу қазбаларды жүргізу арқылы жүзеге асырылады.

3.36 – сурет -  Тақталарды жазылым бойынша этажды аралық этаждарға бөліп алатын ұзын бағаналы қазу жүйесі: 1 – этаждық тасыма квершлаг; 2 – сырғымалар; 3 –этаждық тасыма штрек; 4 – қима қазба (просек);

5 – аралық  штрек; 6 – этаждық желдетпе штрек; 7 – түйіспе; 8 – этаждық желдетпе квершлаг

Құлама (өрлеме) бойынша бағандарды тілу (нарезка) көлбеу қазбалардың параллельдігін сақтауға мүмкіндік жасайды. Бұл ұзын лаваның тұрақтылығын кепілдейді. Әсіресе бұл механикаландырылған тазартпа жиынтықтардың жұмыстары кезінде өте маңызды. Себебі, пайдалану кезеңінде олардың ұзындықтарын ұзарту немесе қысқарту белгілі бір қиыншылықтарға байланысты (лаваның жұмыссыз тұруы, көмірді өндірудің төмендеуі және т.б.). Құлама (өрлеме) бойынша тақтаны ұзын бағандармен қазу жүйесінің артықшылығы: жерастылық көлік схемасының қарапайымдылығы және беріктігі, лаваның шықпа ауа ағысын тазартпалай лаваны тура бағытты схемамен желдетілуі (әсіресе тым газдылықты тақталарды қазу кезінде өте маңызды).

 Құлама (өрлеме) бойынша тақтаны ұзын бағандармен қазу жүйесінің кемшілігі: көлбеу қазбалардың үлкен көлемде өтілуі. Негізінде жазық қазбалармен салыстырғанда бұл көлбеу қазбаларды жүргізуді және пайдалануды қымбатқа түсіреді.

3.37 – сурет -  Оқшау (жекеленген) лавалармен құлама бойынша тақталарды  ұзын бағандармен қазу жүйесі: 1 – басты далалық желдетпе штрегі; 2 – басты далалық тасыма штрегі; 3 – ауа беру штрегі; 4 – желдетпе бремсбергі;

5 – конвейер бремсбергі

Құлама бойынша ұзын бағандармен қазу жүйесінің қолдану орны: құлама бұрышы 12 – 15° тақталарда; қуаттылығы 4,5 - 5 м тақталарда; жанас жыныстардың су молдылығы шамалы болған жағдайда; күрделі гипсометриялы тақталарда.

Суы мол кен орындарында тақталарды өрлеме бойынша ұзын бағандармен қазу жүйесі ұсынылады. Себебі, бұл кен алынған кеңістіктің артында суды шығару мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Негізінде өрлеме бойынша құлама бұрышы 8 - 10° және қуаттылығы 1,8 – 2 м тақталарды қазымдау жөн болады.

Тау-кен жұмыстарын 600 м және одан жоғары тереңдіктерде жүргізу кезінде даярлау қазбаларын көмір діңгектерімен қорғау тиімді емес: қойнаулардағы көмірдің жоғалымдары өседі, газдинамикалық құбылыстың қауіптілігі, лавалар мен көршілес тақталардағы қазбалардың опырылыстары артады, көмірді тасымалдау және т.б. күрделінеді.

Осыған байланысты тақталарды қазымдаудың оңтайлы технологиялық схемалары болып қазбаларды қорғау үшін көмір діңгектерін қалдыруды қажет етпейтін схемалар, яғни тақталарды діңгексіз қазудың  технологиялық схемалары саналады.

Қысқа кенжарлы қазу жүйелері

Камералы қазу жүйелері

         Қысқа кенжарлы қазу жүйелеріне камералы, камера-бағаналы, қысқа бағанды жүйелер жатады. Бұл үш жүйенің негізгі ерекшеліктері – төбе жыныстарындағы тау-кен қысымын үздіксіз және уақытша кендіңгектер арқылы игеруде, ал көмірді қысқа кенжарлармен қазып алуда.

Камералы қазу жүйелерінде тазартпа жұмыстары камералар ішінде өтеді, олардың араларында міндетті түрде қайта алынбайтын кендіңгектер қалдырылады. Камералар, қабылданған қазу технологиясы түрі мен көлік жабдығына сәйкес, тақтаның созылым бағытында қажетті бұрышпен орналасады. Сондықтан, оларды панелдік және этаждық дайындықтың кез келген вариантында пайдалана беруге болады.

Камералар жүйелі және кезеңді түрде орналасулары мүмкін. Бірінші жағдайда, камерааралық өлшемдері бір жобалы технологиялық діңгектер қалдырылса; екіншісінде, олардан басқа этаж немесе панел бойынша учаскелерге бөлетін тағы діңгектер бар. Камерааралық және учаскелік діңгектер тау-кен қысымынан сақтандыру үшін пайдаланылады.

Камералар еңі жанасты жыныстар тұрақтылығына байланысты 4 – 12 м, ал ұзындықтары – 200 – 300 м дейін құрайды. Камерааралық діңгектер ені – 2 – 6 м, учаске жағдайында – 5 – 10 м.

Қазба учаскелерінің жазылым бағытындағы ұзындықтары (төбе жыныстарының құлау уақытына тәуелді) 50 – 150 м аралығында таңдалып алынады.

Камералар көмірі бұрғылау-жару не механикалық әдіспен қазылып алынады.

Көмір жоғалымының мөлшері жоғары болғандықтан ТМД елдерінде камералы қазу жүйелері сирек пайдаланылады (40 пайыздан аспайды). Осындай технология негізінен тас тұздарын, құрылыс материалдарын, жанба тақта тастарды қазуда қолданылады.

Тақталардың таугеологиялық жағдайлары қолайлы (саяз және жазық жатуы, орташа қалыңдықты, тұрақты жыныстар арасында орналасуы, газдың аздығы және тағы басқалар) және жабдықтар өнімділігі мен беріктігі жоғары болғандықтан камералы қазу жүйелері АҚШ, Канада, Австралия және тағы басқа мемлекеттерде кеңінен пайдаланылады.

Негізгі технологиялық жүйеге комбайндармен көмір қазу әдісі жатады. Олар, камера ішінде үздіксіз немесе үзілісті жұмыс істеуі мүмкін. Үзілісті әдісте комбайнның маневр жасауына мүмкіншілік беріледі. Үздіксіз әдісте комбайн жүктиегіш машинамен бірге жұмыс атқарады. Жүктиегіш машинасы арқылы көмір өзіжүргіш вагоншаларға тиеледі. Учаскеден көмір тасымалдау үшін камералық, кенжарлық және құранды конвейерлер қолданылады. Құранды конвейерлер бүктелмелі, телескопты және көпірлі болып бөлінеді.

Комбайнмен жұмыс істейтін камералы қазу жүйесінің бір түрі 3.38 -суретте көрсетіледі.

3.38 – сурет – Комбайнмен орындалатын камералы қазу жүйесі: 1 – көмір қазатын комбайн; 2 – конвейер

Камералы-бағаналы қазу жүйелері

Камералы-бағаналы қазу жүйелері қалыңдықтары 1,5 – 3,0 м, құлама бұрыштары 15 градус, тереңдіктері 300 м дейінгі, бүйір жыныстары тұрақты және орташа тұрақты, ал газдылығы 10 м³/т аспайтын көмір тақталарын қазып алу үшін пайдаланылады. Жұмыс қауіптілігін сақтау мақсатында бұл жүйелерді көмірі өздігімен жанатын, кенеттен лақтырылыс пен тау-кен соққысына бейімді тақталарда қолдануға тыйым салынады.

Бұл технологияны төбе жыныстары ауыр опырылатын, табан жыныстары ісінгіш, қалыңдықтары өзгермелі, геологиялық бұзылымдары бойынша жиі шағын учаскелерге бөлінетін (300 м дейін) күрделі тақталарда және қисық пішінді алаптарда пайдалануға болады.

Тазартпа және дайындау жұмыстарын толық механикаландыру, сол сияқты, жоғары өнім алу мақсатында бұрғы немесе комбайннан тұратын жылжымалы жабдықтар кешені, өздігімен жүретін жүк вагоншалары, телескопты конвейерлер, қарнақ орнатқыштар мен жүктиегіш машиналар қолданылады.

Камералы-бағаналы қазу жүйелерін дайындау тәртібі келесідей. Шақты алабы тақта жатысы жағдайымен байланыстырыла панелдерге бөлінеді. Панелдік көлбеу үңгілерден, ендері 3,6 – 5,4 м, екі штрек өткізіліп қарнақтармен бекітіледі (3.39 - сурет). Ярустың көлбеу биіктігі 160 – 200 м шамасында жобаланады. Панел ярустары кері бағытта қазылып алынады.

Тазартпа жұмыстары камераларды алғаннан кейін  кендіңгектерде жалғасады. Ені 5,4 м камералар өрлеме бағытында ярустың бүкіл биіктігі бойынша қазылып, қарнақтармен бекітіледі. Камерааралық діңгектер ені 12 – 15 м құрайды.

3.39 – сурет - Кендіңгектерді кірме қазбалар арқылы қиғаштап алатын камералы-бағаналы қазу жүйесі: 1 – көмір қазу комбайны;

2 - өздік жүретін вагонша; 3 - өздік жүретін бұрғылау арбасы; 4 – телескопты  конвейердің  тартқыш станциясы;  5  – конвейер жолы

Бір-бірімен 35 – 40 м сайын түйіспелер арқылы қосылып тұратын, алғашқы екі камера өткізіледі. Шығыс жолы қызметі мен желдету процесін қоса атқаратын екінші камера өткізілген соң комбайн желдетпе штрек ішімен бірінші камераға бағытталады. Одан төмен қарай диагонал орналасқан кірме қазбалар арқылы камерааралық діңгектердің қазылуы басталады.

Кірме қазба дегеніміз – қазылған кеңістікке жанаса орналасқан немесе қазба жұмыстары кезінде шағын кендіңгектер арқылы уақытша ажырасқан тазартпа үңгі.

 Кірме ені 7,2 м шамасында болса, аралықтарындағы кендіңгектер ені – 1,0 - 1,5 м құрайды. Камерааралық кендіңгектер тіреусіз қазылып алынады.

Кендіңгектер алынған соң жаңадан үшінші камера өткізіледі, ал екінші камерадан кезекті кендіңгектің қазба жұмысы басталады.

Камералардағы көмірді тасымалдау мақсатында ярустық штректе ленталы конвейер орнатылады. Алғашқы, ұзындығы 35 – 40 м, камераларды комбайнмен өткізген кезде көмір конвейерге өздігімен жүретін немесе төнкерілетін вагоншалар арқылы тасымалданады. Осыдан кейін, ұзындығы 30 м, телескопты конвейер жинақталады.

Камерааралық кендіңгекті қазып аларда телескопты конвейер іргелес камерада қалдырылады. Кендіңгектер қазылып алынған сайын конвейер қысқартылып отырады.

Өздігімен жүретін вагоншалармен артылған көмір, конвейерге түйіспе қазбалар арқылы жеткізіледі. Тасымалдау жолының ұзындығы 15 метрден 60 метрге дейін болуы мүмкін.

Көмір өндіру ауысымдарында 7 – 9 кеншілер жұмыс істейді, ішінде машинист пен оның көмекшісі де бар.

Камералы-бағаналы қазу жүйелерінің негізгі артықшылықтары болып тазартпа және дайындық жұмыстарын орындау үшін біртектес жабдықтарды пайдалану мүмкіншілігі мен тазартпа жұмыстарының жоғары техника-экономикалық көрсеткіштері саналады.

Кемшіліктері қатарында көмірдің үлкен жоғалымы (35% - дан астам) мен тақталар құлама бұрышы, газдылығы және тау-кен жұмыстары тереңдігі бойынша шектелуін айтуға болады.

Қуатты тақталарды қатпарларға бөле қазу жүйелері

Қатпарлап қазу жүйесі кезінде қуатты көмір тақталары бөлектенген қатпарлармен қазымдалады. Қатпар деп екі параллельді жазықтықпен шектелінген қуатты көмір тақтасының бір бөлігін атайды. Қатпар орташа қалыңдықты қазып алу сияқты қазымдалады. Қуатты тақталарды келесі қатпарларға бөлуге болады: көлбеу, жазық және көлденеңді-көлбеу қатпарлар (3.40 - сурет).

Механикаландырылған тіреулерді қолдану кезінде қатпардың қуаты 4,5 – 5,0 м-ге дейін құрауы мүмкін. Қатпарларды қазымдау құламалы және өрлемелі тәртіппен жүзеге асырылуы мүмкін. Көмірді құламалы тәртіппен қазымдауда ең алдымен жоғарғы қатпар, ал содан кейін ең төменгі қатпар қазып алынады. Көмірді өрлемелі тәртіппен қазымдау кезінде ең алдымен төменгі қатпар, ал содан кейін ең жоғарғы қатпар қазып алынады.

3.40 – сурет – Қуатты тақтаны көлбеу (a), жазық (b)  және көлденеңді-көлбеу (c) қатпарларға бөлу схемалары

Төбені толық құлата басқару кезінде қатпарларды құламалы тәртіппен қазу қолданылады. Қатпарларды өрлемелі тәртіппен қазу тек қана кен алынған кеңістікті толығымен толтырмалау кезінде қолданылады.

Қатпарлап қазу жүйелерінің ішіндегі ең көп тараған түрі  көлбеу қатпарлар. Қатпарларды тақтаның жазылымы, құламасы немесе өрлемесі бойынша тазартпа кенжарының орнын ауыстыра ұзын бағаналы қазу жүйесімен жүргізеді. Әрбір қатпарда оны тазартпа қазуға даярлау үшін қажетті даярлық-тілме қазбалары өтіледі. Тек қана бірнеше қатпарларға бір тасыма штрегі жүргізіледі.

Қатпарлар бір мезетте және кезектікпен қазымдалуы мүмкін. Төменгі қатпардың кенжарлық кеңістігін құлаған жыныстардың енуінен қорғау үшін  көмір қабатшалары қалдырылады немесе қатпар аралық жапқыш орнатылады.

3.9 Ұзын тазартпа кенжарларда көмірді қазып алудың технологиясы

Пайдалы қазбаларды өндіру тәсілдері

Пайдалы қазбаларды өндіру деп кен орнын қазу арқасында пайдалы қазбаларды жер қойнауынан шығаруды атайды. Өндіру тәсілін екі түрге айырады: пайдалы қазбаның агрегатты күйінің өзгеруімен және өзгермеуімен. Пайдалы қазбаның агрегатты күйінің өзгермеуіне қатты пайдалы қазбаларды жерасты, ашық және су асты тәсілдерімен өндіру, ал өзгеруімен — көмірді жерасты газдандыру жатады. Жерасты және ашық әдістер кеңінен тараған тәсілдер болып саналады.

Тазартпа кенжарындағы көмірді қазып алу, кенжарды тіреу және төбені басқару жұмыстарын тазартпа жұмыстары деп атайды. Тазартпа қазу деп көмірді қазып алу, оны кенжар науасына (конвейеріне) тиеу және жақын жердегі тасымалық қазбаға (конвейер штрегіне, бремсбергке, еңіске және т.б.) жеткізу үдірістерінің жиынтығын атайды. Тазартпа қазу тазартпа жұмыстарының негізгі үдірісі болып саналады. Тазартпа қазу кезінде кенжарды тіреу және төбені басқару тазартпа жұмыстардың қауіпсіз орындалуын қамтамасыз етеді.

Тазартпа кенжары деп көмірді қазып алу жұмыстары жүргізілетін орынды атайды. Тазартпа кенжарлары өздерінің технологиялық принциптері бойынша екі түрге бөлінеді:

- ұзын тазартпа кенжары;

- қысқа тазартпа кенжары.

Ұзындығы 20 м-ден артығырақ кенжар ұзын тазартпа кенжар деп, ал одан аздау кенжар қысқа тазартпа кенжар деп аталады.

Көмірді жерасты қазудың тәсілдері

Тазартпа қазу технологиясы деп белгілі тәртіппен кеңістікте және уақыт аралығында орындалатын өндірістік үдірістердің (процестердің) жиынтығын және дайын өнімді алуға бағытталған жолдарды түсінуге болады. 

Қатты пайдалы қазбаларды өндіру технологиясының негізгі үдірісі болып оларды бұзу саналады, яғни массивтен пайдалы қазбаларды бөліктеу және оларды тасымалдауға ыңғайландыру үшін кондициондық кесектікке дейін уату.

Тазартпа жұмыстарында қолданылатын механикаландыру тәсілдеріне және кенжар кеңістігінде жалаңаштанған жыныстарды күтіп ұстауға байланысты көмірді қазу тәсілін келесідей бөлуге болады: жабдықтар кешенімен, тазартпа кешенімен және тазартпа агрегатымен, сондай-ақ қолданылатын уатпа балғасымен және атылғыш заттармен (АЗ).

Тазартпа кенжардың жабдықтар кешені деп қол күшімен орнатылатын дара тіреуден, қазып алу машинасынан және кенжар конвейерінен тұратын жабдықтар жиынтығын атайды. Олардың қолдану орны бірте-бірте қысқарып отыр және алдағы перспективасы байқалмайды.

Тазартпа кенжардың механикаландырылған кешені деп жергілікті басқару кезінде көмірді қазу үдірістерін кешендік механикаландырылуын қамтамасыз ететін, сондай-ақ, бір-бірімен өздерінің шамашарттарымен және кинематикалық байланыстарымен тығыз байланысты машиналар мен жабдықтар жиынтығын атайды. Кешендерде бір жабдықты басқа жабдықтың түрімен (мысалы, комбайнды, тіреуді) ауыстыруға рұқсат етіледі.

Тазартпа (көмір өндіруші) агрегат деп конструктивтік және техникалық жағынан біртұтас байланысты және жергілікті немесе дистанциондық басқару арқылы тазартпа кенжарында көмірді кешендік механикаландыру үдірістерімен қазуға арналған машиналар мен механизмдердің кешенің атайды.

Қазу тәсілін екі түрге айырады: кеңалымдап қазу; қысқаалымдап қазу. Қысқаалымдап қазу келесі түрлерге бөлінеді: комбайнмен флангелі және қапталдай (фронтальды) қазу, көмірді жаңқалай (стругты) қазу. Флангелік қазу кезінде көмірді бұзу кенжар бойымен комбайнның (жонғыштың) жылжуымен жүзеге асырылады, ал кешен кенжардың жылжу бағытымен орнын ауыстырады. Қазып алу машинасы бір жақты (кері қайтқанда бастапқы орнына бос жүріспен) және екі жақты челнокты схема бойынша жұмыс істеуі мүмкін.  Қапталдай (фронтальды) қазу кезінде агрегат қазу машинасымен бірге кенжардың жылжу бағытына орнын ауыстырады. Бұл жағдайда көмір массиві бірден кенжардың барлық  ұзындығы бойынша бұзылады.

Лава деп аталатын ұзын тазартпа кенжарларда қазудың екі схемасы қолданылады: флангелік және қапталдық (фронтальдық). Флангелік схема кезінде (3.41 - сурет, а) көмірді массивтен ажырату кенжарды бойлай жылжитын алым машинасымен жүзеге асырылады.

Алым машинасының қауып алу еніне байланысты ол келесі түрлерге бөлінеді: кең енді алымды (широкозахватный) комбайн, тар енсіз алымды (узкозахватный) комбайн және жоңғыш қондырғысы.  Кең енді алымды қазу кезінде көмірді қауып алу ені  1 м-ден артығырақ, тар енсіз алымды қазу кезінде – 0,5 - 1,0 м, ал көмірді жоңғыш қондырғысымен қазу кезінде – 0,1 –0,2 м. Қазіргі кезде көмірді кең енді алымды қазу жұмысы қолданылмайды. Ұзын тазартпа кенжарларда негізгі алым машиналарының қатарларына тар енсіз алымды комбайндар және жонғыш қондырғылар жатады.

3.41 – сурет – Тазартпа жұмыстарының технологиялық схемалары:
a – флангелік; b – қапталдық (фронтальдық); 1 – алым машинасы; 2 – көмірді қазып алу агрегаты

Қапталдық (фронтальдық) қазу кезінде (3.41 - сурет, b) ұзын тазартпа кенжары бойынша көмірді массивтен ажырату қазып алу агрегатымен бір мезетте жүзеге асырылады.

Ұзын тазартпа кенжарлары тақтаның жатыс элементтеріне қатысты (3.42 - сурет) келесідей орналасуы мүмкін: тақтаның құламасы (a) немесе жазылымы (b, c) бойынша және жазылым (a), құлама (b) немесе өрлеме (c) бойынша орнын ауыстыруы мүмкін.

Көмірді массивтен ажырату және оны ұсақтау комбайндардың, жонғыштардың, агрегаттардың, суатқыштардың (гидромониторлардың), механогидравликалық машиналардың және бұрғы аттырмалық жұмыстардың арқасында жүзеге асырылуы мүмкін. Көмірді қазудың негізгі механикаландырылған  тәсілі болып тазартпа комбайндары саналады. Тазартпа комбайндары бір мезетте массивтен көмірді уатпалау, оны тасымалдау кесектері өлшемдеріне дейін ұсақтау және кенжар конвейеріне үю жұмыстарын орындайды. Көмір комбайны (3.43 - сурет) мыналардан тұрады: электрдвигателінен 5, ілгерілетпе тетігінен 4, атқару ағзасынан 1, тиеу құрылғысынан 6, басқару жүйелерінен 3 және шаң басудан.

Көптеген заманауи тар енсіз алымды комбайндар шнекті атқару ағзаларымен жабдықталынған. Олардың артықшылықтары: шнектердің көмегімен көмірді конвейерге тиеу жұмысы жүзеге асырылады. Негізінде  тар енсіз алымды комбайндар екі шнектермен жабдықталынған. Олар комбайн қорабының бір немесе екі жағына орналасады. Биіктік бойынша шнектердің қалпы су көтергіштермен (гидродомкраттармен) жеңіл реттелінеді. Бұл тақта қуатының әртүрлі кезінде көмірді қазып алуға мүмкіндік жасайды.

3.42 – сурет – Тазартпа кенжарлардың орнын ауыстыру схемалары:
a – жазылым бойынша; b – құлама бойынша; c – өрлеме бойынша

Комбайндардың конструкциясы тақтаға шнектердің қапталдық (фронтальдық) шабылуын  және лаваның шеттік учаскелерінде көмірді оймаларсыз (нишаларсыз) қазып алуын қамтамасыз етеді. Тар енсіз алымды комбайндар кенжар конвейерінің рамасы бойынша тісті дөңгелектің көмегімен шынжыр мөлшер қадам арқылы орнын ауыстырады.

3.43 – сурет -  Тар енсіз алымды көмір комбайны: 1 – шнектер;

2–конвейер; 3 – басқару тетігі; 4 – ілгерілетпе тетігі (механизм подачи);

5 – электродвигатель; 6 – тиегіш қалқаны

Комбайнды пайдаланудың маңызды сипаттамасы болып оның өнімділігі саналады, яғни уақыт аралығында көмірді қазып алудың мөлшері. Алым машинасының өнімділігі тазартпа кенжардың жүктемесін және техника-экономикалық көрсеткіштердің деңгейін анықтайды.

Жоңғыш қондырғы  тазартпа кенжарларда көмірді механикалық уатуға, тиеуге және жеткізуге арналған алым машинасын құрайды. Жоңғыш қондырғысының  атқару ағзасы болып жоңғыш саналады. Жоңғыштың кенжарды бойлай жылжуы кезінде қалыңдығы 50 – 150 мм көмірдің жоңқасы (стружка) кесіліп алынады және ол жоңғыштың қорабымен конвейерге тиелінеді.

Жоңғыштық қазу кезінде қазып алынатын көмірдің сапалылығы жақсарады және шаңның бөлінісі азаяды, көмірдің бұзылу үдірісінің біршама төмен энергиялық сыйымдылығы қамтамасыз етіледі.

Қазіргі кезде статикалық әрекетті тез жүрісті жоңғыш қондырғылары қолданылуда. Статикалық әрекеттіден басқа да қатты және тұтқырлы көмірлерді бұзуға арналған динамикалық әрекетті жоңғыш жасалынған. Жоңғыш қондырғылардың берік жұмыс істеуі үшін жұқа және орташа қалындықты тақталардың (2,0 м-ге дейін) жатысы жайбарақатты, ұстамды, төбесі төзімділі, сондай-ақ, көмір тақтасында қатты жыныс қатпаршаларының болмауы қажет. 

Жоңғыш қондырғылар механикаландырылған тіреумен бірге қолданылады. Осы себеппен механикаландырылған жоңғыштық тазартпа комплексі және жоңғыш агрегаты жасалынған. Бұл кенжарда көмірді қазып алу жұмысын комплексті автоматтандыруға мүмкіндік жасады.

Статикалық әрекетті жоңғыш қондырғысы (3.44 - сурет) жылжымалы сырма конвейерден 2 және тістерден тұратын жоңғыштан 4 тұрады.

3.44 – сурет – Жоңғыштық қондырғы

Жоңғыш бағыттаушы бойынша 3 орнын ауыстырады және кенжарға конвейермен бірге домкраттардың 1 көмегімен қысылады. Жоңғыштың тарту ағзасы болып калибрлендірілген шыңжыр 5 және жүргізгіш 6 саналады. Кенжарлық конвейерді қозғалысқа жүргізгіш 7 келтіреді.

Ұзын тазартпа кенжарларында жазық және көлбеу тақталардағы көмірді жеткізу сырма науаларымен жүзеге асырылады. Сырма науалар тазартпа комбайндарымен, жоңғыштармен және механикаландырылған тіреулермен бірге жұмыс істейді. Олар заманауи механикаландырылған кешендердің (комплекстердің) базасы болып саналады.

 Сырма науа (3.45 - сурет) жоғарғы және төменгі металдық арқалардан (желобтардан) тұрады. Олар арқылы сырмадан тұратын шексіз шыңжыр жылжиды. Конвейердің шет жақтарында тарту және жүргізу бастары орналасады. Конвейердің арқасы (желобы) тез айырылып алынатын құлыптардың көмегімен біріктірілетін жекеленген секциялардан (рештактардан) жиналады. Конвейердің шынжыры жеке бөліктерге жеңіл бөлшектенеді. Осының арқасында конвейердің буыны жаңа орында тез бөлшектенеді және жиналады, сондай-ақ, тез қысқартылады немесе ұзартылады.

Жазық жазықтық бойымен науа жалғамасының иілуі арқасында сырма конвейерлер тазартпа кенжардың жылжу кезегімен оның артынан тізбекті түрде бөлшектікті оқтын-оқтын орнын ауыстырады.

Қысқа тазартпа кенжарларында көмірді жеткізу жұмысы қысым жүрісті өзі жүргіш вагонеткалармен, тиеп-жеткізуші машиналармен және телескопты конвейерлермен жүзеге асырылады.

3.45 – сурет -  СПЦ26 типті кенжарлық сырма конвейері

Күрт көлбеу және күрт тақталардың тазартпа кенжарларында көмір тақтаның табаны бойынша өз салмағының әрекеті арқасында жоғарыдан төмен қарай түсіріледі. Егерде тақтаның құлама бұрышы көмірді тақтаның табаны бойынша өздігінен жеткізе алмаса, онда тазартпа кенжарында арнайы желоб төселеді. 

Тазартпа кенжарындағы тау қысымы

Тау қысымы деп тау-кен қазбаларын қоршаған жыныс массивінде пайда болған кернеуді атайды. Ол тіреудің бұзылысы мен өзгерісі (деформациясы), тау-кен қазбаларын қоршаған жыныстың отырысы және құлауы, табанның ісінісі, кендіңгектердің жаңшып тасталуы, толтырма массивінің тығыздалуы кезінде және т.б. жағдайларда байқалады. Тау қысымының пайда болуына келесі себептер жатады: жыныстың өзіндік салмағы, тектоникалық күш және температуралық градиенттер. Тау қысымының пайда болу сипатына әсер етуші факторларға мыналар жатады: геологиялық және кентехникалық. Геологиялық факторға мыналар жатады: тау-кен жыныстарының физика-механикалық қасиеті, оның құлама бұрышы мен қуаты, Пайдалы қазындылардың жатыс тереңдігі, төбенің, табанның құрылымы және оны құрайтын қатпарлардың қуаты және т.б. Кентехникалық факторларға мыналар жатады: қазбаның өлшемдері, оны күтіп ұстау мерзімі, лаваның орнын ауыстыру жылдамдығы, пайдалы қазбаларды қазу тәсілі, түрлері және қолданылатын тіреудің сипаттамасы, тау қысымын басқару тәсілі.

Төбе жыныстарының кейбір қабатшаларының өздігінен құлауы, сондай-ақ, олардың көмір тақтасына қатынасы бойынша жыныстарды келесі түрлерге айырады: жалған төбе, өзіндік төбе және негізгі төбе.

Жалған төбе деп қазып алынатын тақтаның  үстіңгі тұсында жайғасқан шамалы қуатты (0,5—0,6 м-ге дейін) жыныс қабатшасын атайды. Ол қазылатын көмірмен бір мезгілде немесе одан біраз кешігіңкіреп құлауы мүмкін. Өзіндік төбе деп тақтаның немесе жалған төбе үстіне жайғасқан жыныс қыртысын атайды. Ол тазартпа қазбасы тіреуінің жылжуы кезінен кейін жеңіл құлайды. Негізгі төбе деп өзіндік төбенің үстіне жайғасқан және едәуір жалаңаштану кезінде құлайтын  қатты, төзімділі жыныстардың қыртысын атайды. Негізгі төбе көмір тақтасының үстінде жайғасуы мүмкін.

Төбе жыныстарының құлауға бейімділігі олардың құрамына және құрылымына байланысты. Құм тастар және әк тастар ауыр құлайтын жыныстардың қатарына, ал әртүрлі жанар тастар - жеңіл құлайтын жыныстардың қатарына жатады.  Төбе жыныстарының қатпарланғыштығы және жарықшақтығы олардың құлауын үдетуге әрекет жасайды. Құлауы бойынша төбе жыныстар төрт класқа бөлінеді:

- өзіндік төбеде қазымдау тақтасының қуатынан 6 – 8-еседен кем емес жеңіл құламалы қуатты жыныстар жатыстанады;

- өзіндік төбеде қазымдау тақтасының қуатынан 6 – 8-еседен кем емес жеңіл құламалы қуатты жыныстар жатыстанады, ал негізгі төбеде ауыр құлайтын жыныстар жатыстанады. Негізгі төбе негізінде ауданы айтарлықтай жалаңаштанғаннан кейін опырылып түседі;

- өзіндік төбеде көмірді қазып алудан және тіреуді жылжытудан кейін опырылмайтын ауыр құлайтын қуатты жыныстар қатпарлары жатыстанады. Төбе жалаңаштанғаннан кейін өзінің төзімділігін сақтай алатын қабілеттігі бар;

- өзіндік төбеде айтарлықтай жарықшақтықсыз бір қалыпты иілуге және үзілуге қабілетті жыныстар жатыстанады (қуаттылығы 1,0 м-ге дейінгі тақталарда).

Өзіндік төбедегі жыныстар класы тау-кен қысымының байқалу сипатын алдын ала анықтайды. Өзіндік төбеде бірінші кластың жынысы болған жағдайда тіреуге түсетін қысым өзіндік төбе жынысының тек қана буда (пачка) салмағының әрекетімен қалыптасады. Екінші және үшінші кластың жыныстары кезінде негізгі төбе қабынбаған жағдайда тіреуге түсетін қысым  өзіндік және негізгі төбе жыныстарының қатпарлары салмақтарымен қалыптасады. Бұл жағдайда тіреу пайда болған жүктемеге әрдайым қарсы тұра алмайды.

Бүтін жыныстық массив әрқашанда тепе-теңдік кернеулік күйде болады. Н тереңдікті көмір тақтасында σ = γH  кернеулік байқалады, мұнда γ –  жоғары тұста жатқан тау-кен жыныстарының орташа тығыздығы, кг/м³; Н – тақтаның жатыс тереңдігі, м. Көмірді қазу үдірісі кезінде тазартпа кенжарының айналасында кернеулер пайда болады (3.46 – сурет). Бұндай жағдайда қысым үш аймаққа бөлінеді.

1-ші аймақта бүтін жыныстық массивке қатысты кернеу сақталынады.  

2-ші аймақ – таяныштық қысымның аймағы. Ол жоғары кернеулікпен сипатталынады σ = kγН, мұнда k – кернеулердің жиналым коэффициенті (k > 1).

Таяныштық қысым даярлық қазбалардың тіреулеріне әсер етеді және көмір кендіңгектерінің бұзылуын шақыруы мүмкін.

3.46 – сурет – Тазартпа кенжарының алдындағы көмір тақтасында таяныштық қысымның тарау схемасы: а – тақтаның төбесінде; б – тақтаның табанында

3-ші аймақ тікелей тазартпа кенжарына жанасады. Мұнда көмір жаңшып тасталынған және кернеулік күй толығымен оған жұмсалынған. Бұл алым машиналарының атқару ағзаларымен көмірді массивтен жеңілдеу қазымдауға мүмкіндік жасайды. Тазартпа кенжарының жылжуымен таяныштық қысым өзінің орнын ауыстырады.

Кенжарда пайдалы қазбаны қазып алудың арқасында тазартпа қазбасының төбесі жалаңаштанады. Төбе өзіндік салмағы және жоғарыда жатқан жыныстардың салмағы арқасында жылжи бастайды. Төбені түсірген кезде оның қабатталу жазықтығы бойынша жыныстардың қатпарлануы байқалады. Осының арқасында қандайда бір уақыт аралығында төбе құлай бастайды. Бастапқыда өзіндік төбе, ал содан кейін негізгі төбе құлайды.

Тазартпа кенжарындағы төбе жыныстарының күйлерін түсіндіру және тіреуге түсетін жүктемені анықтау үшін әртүрлі тау қысымдық болжамдар ұсынылған: М.М. Протодьяконовтың күмбездік болжамы, В.Д. Слесаревтің мәткелік (балкалық) болжамы, Г.Н. Кузнецовтың шарнирлік блоктар болжамы және т.б.

Кенжарлық кеңістікте қауіпсіздік жағдайды құру үшін тазартпа қазбасында тіреулер орнатылады және тау қысымын басқару бойынша шаралардың жиынтығы жүзеге асырылады. Төбе жыныс тікелей кенжарға жақындау жатқан жағдайда тіреу төбенің құлауын ұстай алуы мүмкін.

Тазартпа қазбаларының тіреулері

Тазартпа қазбаларының тіреулері деп төбе жыныстарының құлауына қарсы тұру, кен алынған кеңістіктің көлденең қимасының ауданын сақтау және тау қысымын басқару үшін орнатылатын жасанды ғимаратты атайды.

Тіреудің беріктігі деп оның бұзылмай және пішінін өзгертпей, тау қысымына қарсы тұра алатын қабілеттілігін атайды.

Жұмыс кедергісі деп тіреудің өзгерісіне қатысты қауіпсіз саналатын жүктеме кедергісін атайды.

Тіреудің төзімділігі деп тау қысымы әсерінен тіреудің бастапқы күйінде сақталу қабілеттілігін атайды.

Тіреудің қаттылығы деп оның пішінің өзгетуге қарсы келу қабілеттілігін атайды. Қаттылығы бойынша тіреулер екі түрге бөлінеді: қатты тіреу және отырма (податливая) тіреу. Тау қысымының әрекетінен қатты тіреу серпімділі  өзгеріске ұшырайды. Отырма (податливая) тіреу қатты тіреумен салыстырғанда оған түскен жүктеменің әрекетінен биіктігі бойынша өзінің ұзындық өлшемдерін өзгерте алу  қабілеттілігі. Бұндай жағдайда отырма тіреу өзінің төзімділік қабілеттілігін сақтай алады. Тіреудің  өз өлшемдерін өзгерту қабілеттілігі оның конструкциясында қарастырылған. Тазартпа кенжардың отырма (податливая) тіреуі өзіне түскен жүктемені тепе-тең бөледі, өзіндік төбенің төменгі қатпарларындағы кернеулікті азайтады және тау қысымынан жеңіл босайды. 

Тазартпа қазбалардың барлық тіреулері үш түрге бөлінеді: дара тіреу, жиынтықты тіреу, жылжымалы тіреу.

Дара тіреу деп кенжардың жылжуынан кейін қол күшімен орнатылатын және конструктивтік элементтері бойынша бір бірімен байланысы жоқ бөлектенген тіреуді атайды. Дара тіреулер екі түрге бөлінеді: кенжарлық тіреу және арнайылық тіреу.

Тазартпа кенжар жылжығаннан кейін кенжарлық тіреу оның артынан бір мезетте орнатылады. Ол жұмыс кеңістігінде өзіндік төбені күтіп ұстау үшін қолданылады және маңдайшалар мен тіректерден тұрады (3.47 – сурет).

Арнайылық тіреу кен алынған кеңістіктін жыныс құлайтын шекарасында орнатылады және толық опырылушы төбені басқару кезінде таяныш ролін атқарады.

Жиынтықты тіреу деп ұзындығы бойынша бір-бірімен байланысы жоқ бөлектенген жиынтықты құрайтын жылжымалы тіреулерді атайды. Бұл тіреулер өте сирек қолданылады. 

Жылжымалы тіреулерде орнату және орнын ауыстыру үдірісі үздіксіз жүзеге асырылады. Оларға мына тіреулер жатады: механикалы жиынтықты тіреулер, әртүрлі конструкциялы қалқандықты жабушы тіреулер және т.б.

Тазартпа жиынтықтардың және агрегаттардың  механикаландырылған тіреулері тазартпа кенжар жылжыған сайын домкраттардың көмегімен өздерінің орындарын ауыстырып отырады. Олар бөлек секциялардан тұрады. Әрбір секция табанды, гидравликалы тіреуді, маңдайшаны және секцияны жылжытуға арналған гидравликалы домкратты құрайды.

3.47 – сурет –  Кенжарлық дара тіреу: 1 – тірек; 2 – маңдайша;                    3 – арнайылық тіреу (отырма тумбасы)

Механикаландырылған тіреу кенжарлық кеңістікті қоршау, бекітпелеу үдірісін механикаландыру және төбені басқару қызметін атқарады. Механикаландырылған тіреулердің секциялары лаваның ұзындығы бойынша орнатылады. 

Механикаландырылған тіреулер бүйір жыныстармен әрекеттестігі бойынша келесі типтерге бөлінеді: қоршаушы, сүйемелдеуші, қоршап-сүйемелдеуші және сүйемелдей-қоршаушы.

Қоршаушы типті тіреулер тек қана қоршаушы элементтерден ғана тұрады. Олар төбе тұстан құлаған жыныстардың кенжарлық кеңістікке кірулеріне қарсылық көрсетеді.

Сүйемелдеуші типті тіреулер (3.48 – сурет, а) кенжарлық кеңістіктін барлық ені бойынша төбені сүйемелдейтін маңдайшадан тұрады. Сүйемелдеуші тіреуде қоршаушы элемент болмайды немесе лаваның жұмыс кеңістігіне төбе жыныстарының енуін тоқтату мақсатымен көмекші роль атқарады.

Қоршап-сүйемелдеуші тіреу (3.48 – сурет, в) орақ тәріздес қоршауыштан және қабақтан (козырек) тұрады. Олар лаваның жұмыс кеңістігіне жыныстардың кіруін тоқтатуға, құлаған төбе жыныстарын сүйемелдеуге, сондай-ақ, төбені кенжарда тікелей ұстауға арналған.

 Сүйемелдей-қоршаушы типті тіреулер (3.48 – сурет, с) төбе жыныстары тұсынан жүктемені белсенді қабылдай алатын сүйемелдеуші және қоршаушы элементтерден тұрады. 

 Механикаландырылған тіреулердің секциялары бір және көп тіреулерден тұруы мүмкін. Қоршап-сүйемелдеуші тіреулердің секциялары бір тіректен, ал сүйемелдеуші және сүйемелдей-қоршаушы тіреулердің секциялары көп тіректерден тұрады. Көптеген механикаландырылған тіреулердің секцияларын жылжытуға арналған гидродомкраттар төменгі тұста орналасқан. Осы гидродомкраттардың көмегімен конвейерлер де жылжытылады.

Механикаландырылған тіреулер тазартпа кенжарларында жұмыстарды жиынтықты механикаландыруға мүмкіндік жасайды.

3.48 – сурет - Сүйемелдеуші (a), қоршап-сүйемелдеуші (b) және  сүйемелдей-қоршаушы (c) типті механикаландырылған тіреулер

Тау қысымын басқару

Тау қысымын басқару (төбелерді басқару) деп қажетті өндірістік жағдайларды және қауіпсіздікті қамтамасыздандыру мақсатымен тазартпа кенжарында тау қысымының байқалуын реттеуге арналған шаралардың жиынтығын атайды. Төбелерді басқару тәсілдерін үш топқа бөлуге болады:

- кенжарлық кеңістіктің шегі артында төбе жыныстарын құлату;

- кен алынған кеңістікті толықтай толтырмалау арқылы төбені жасанды күтіп ұстау;

- кен алынған кеңістікті көмір кендіңгектерін қалдыру арқылы табиғи күтіп ұстау.

Төбелерді басқарудың ең жиі тараған тәсілі болып төбені толық құлату саналады. Төбені толық құлату келесідей орындалады: көмірді қазудың әсерінен тазартпа кенжардың барлық ұзындығы бойынша төніп тұрған төбе жыныстарын оқтын-оқтын құлату арқылы. Төбе жыныстарын құлатуды жүзеге асырушы арақашықтық құлату қадымы (шаг обрушения) деп аталынады. Механикаландырылған тіреулерді қолданған жағдайда құлату қадымының шамасы тіреуді жылжытудың қадамына тең болады.

Өзіндік төбе жыныстарының құлауы олардың көлемдерінің өсуімен тығыз байланысты.

Механикаландырылған жиынтықтармен жабдықталынған кенжарларда тіреу секцияларын жылжытқаннан кейін оның артындағы төбе жыныстарының құлауы кенеттен туады.

Кен алынған кеңістікті толтырмалармен толық толтыру жұмысы тау қысымын басқару мақсатымен орындалады, ал қолданылған материал толтырма материалы деп аталынады.

Кен алынған кеңістікті толық толтыруды жүзеге асыру қосымша шығындардың жұмсалуын қажет етеді және пайдалы қазбаның жоғалымын азайту, өздінен тұтану өртін төмендету және жер бетіндегі ойықтардың құлауын болдырмау мақсатымен қолданылуы мүмкін.

Толтырма материалы ретінде құм, гравий, ұнтақталған жыныстар, байыту фабрикаларының үйінділері, сондай ақ шақтының жыныс үйінділері қолданылады. Кен алынған кеңістікті толтырмалау келесі тәсілдермен орындалады: гидравликалық, қысымдық, төгілмелік және механикалық. Төгілмелік және механикалық толтырмалау кезінде толтырма массивінің біршама шөгінуі (усадка) байқалады. Сондықтан толтырмалаудың бұл түрлері іс жүзінде қолданылмайды.

Берік толтырылған массив және оның минимальды шөгінуі гидравликалық толтырмалау кезінде алынады. Толтырма материалы судың ағысымен құбыр бойынша жер бетінен кен алынған кеңістікке жеткізіледі. Кен алынған кеңістікте толтырма массиві шөгінеді, ал одан бөлінген су насостың көмегімен жер бетіне шығарылады. 

Қысымдық толтырмалау кезінде толтырма материалы қысылған ауаның көмегімен құбыр бойынша тасымалданады. Әртүрлі конструкциялы арнайы қысымдық толтырмалық машиналардың көмегімен қысылған ауаны және толтырма материалды араластыру жүзеге асырылады. Гидравликалық толтырмамен салыстырғанда қысымдық толтырманың толтырма массивінің  беріктігі біршама төмен.

Тазартпа жұмыстарының осы заманғы технологиялары

Заманауи көмірді қазудың технологиясы әртүрлі алым машиналарын қолданумен негізделген. Механикаландырылған жиынтықтардың құрамына мыналар кіреді: механикаландырылған тіреу, тазартпа комбайны және кенжар конвейері. Механикаландырылған жиынтықтың жабдығын қажет болған жағдайда басқа жабдықтармен ауыстыру мүмкіндігі бар.

Тазартпа агрегатының құрамына мыналар кіреді: механикаландырылған тіреу, жоңғыш және кенжар конвейері. Тазартпа  агрегаттары тазартпа қазудың технологиялық үдірісін жиынтықты автоматтандыруды жүзеге асыруға мүмкіндік жасайды.

Механикалы жиынтықты қазу кезінде тазартпа кенжарында жұмыс үдірістерінің жоғарғы механикаландыру деңгейі жетіледі: комбайнның атқару ағзасымен көмірді уату, оны кенжар конвейеріне тиеу және штректік тиегішке немесе конвейерге дейін тасымалдау, конвейерді жылжыту, тіреу секцияларын жылжыту (бекітпелеу және төбені басқару), шеттік операциялар.

Көмірді қазу челнокты немесе бір жақты болуы мүмкін. Челноктық схемамен қазуда комбайн кез келген жылжу бағытында көмір жолағын қазады. Бұндай жағдайда жолақтың ені  комбайнның атқару ағзасының қауып алу еніне тең келеді. Жылжыған комбайнның артынан тіреудің секциялары және кенжарлық конвейер кенжар тұсына жылжытылады. Бір жақты схема кезінде комбайн бір бағытта жылжи көмір жолағын қазады, ал кері бағытпен жылжыған кезде табандағы көмірді тиейді. 

Тазартпа кенжарындағы шеттік операциялардың жұмыстары мыналарды құрайды: көмірдің кезектік жолағын қазу үшін жабдықтарды дайындау. Көмірді қазу жұмысы комбайнның атқару ағзасы тақтаға толығымен енгізілгеннен кейін басталады. Бұл операция қисық бұрылмалармен жүзеге асырылуы мүмкін (3.49 - сурет).

 Тақтаны қисық бұрылмалармен шабу келесі кезектікпен жүзеге асырылады: 1 – комбайнның жолақты қазудан кейінгі қалпы. Соңғы учаскені есепке алмағанда конвейер лаваның барлық ұзындығы бойынша кенжарға жылжытылады; 2 – ұзындығы 12 – 15 м жолақты сына тәріздес қазу және комбайнмен тік сызықты учаскеге шығу; 3 – соңғы учаскеде конвейерді жылжыту; 4 – комбайнның кері жылжуы кезінде сына тәріздес кендіңгекті қазу және жолақты қазуды бастау алдында комбайнды алғашқы қалпына айдау.

3.49 – сурет -  Комбайнның тақтаны қисық бұрылмалармен шабуы

Тазартпа қазудың шамашарттары және көмірдің қасиеті

Көмірдің бұзылу объектісі ретінде қасиеті. Көмірдің бұзылыс тәсілдерін таңдауға оның механикалық қасиетінің әсері ықпал жасайды: петрографиялық құрылымы, метаморфизиялық дәрежесі, көмірдің жарықшақтығы, жыныс қабатшаларының және қатты минералдардың  болуы. Көмірдің беріктік қасиеті сығылу, сырғу және керілу көрсеткіштерімен бағаланады.

Механикалық бұзылыс кезінде көмірдің механикалық беріктік қасиеттері мен бұзылыс процестері сипаттамаларының (көмірдің бұзылуға және кесілуге қарсылығын) байланысын білу қажет.

Тазартпа жұмыстарын жүргізу кезінде көмір тақтасының кернеулік-деформациялық күйі өзгереді. Тау-кен жұмыстарының орындалуымен байланысты кенжар аймағында көмірдің беріктігінің төмендеуі байқалады. Кенжардан массив тереңдігіне дейін көмірдің тұтастық бұзылым дәрежесі төмендейді. Ол көмір тақтасының және бүйір жыныстарының сипаттамаларына, тақтаның құлама бұрышына және қуатына, тазартпа кенжардың жылжу жылдамдығына, лаваның ұзындығына, комбайнның немесе жоңғыштың жолақ еніне және т.б. байланысты.

Көмірді жерасты қазу тәсілдерінің жіктелуі (классификациясы). Тазартпа қазу технологиясы деп белгілі тәртіппен кеңістікте және уақыт аралығында орындалатын өндірістік үдірістердің (процестердің) жиынтығын және дайын өнімді алуға бағытталған жолдарды түсінуге болады. 

3.10 Скиптік көтерме және жерастылық көлік

Көмір шақтысының жерастылық көлігі мыналарды тасымалдау үшін қызмет атқарады: тазартпа кенжарларынан көмірді және даярлық қазбалардың кенжарларынан тау-кен массасын оқпан албарларына дейін немесе көлбеу оқпан болған жағдайда жер бетіне дейін тасымалдауды; материалдар мен жабдықтарды оқпан албарынан тазартпа мен даярлау қазбаларының кенжарларына дейін бағыттай және кері бағыттай тасымалдауды; адамдарды жұмыс орнына және кері тасымалдауды.

Қазымдау учаскелері мен оқпандар албарлары арасындағы жүктерді тасымалдауға арналған көліктік жүйелер мен құрылғылардың жиынтығы магистральдық көлікті құрайды. Басты жазық қазбалар бойынша негізгі көліктің түрі болып рельстік және науалық, ал көлбеу қазбалар бойынша – науалық саналады. Негізінде стационарлық таспалы науалар (ленточные конвейера) қолданылады. Жолақтың ені 0,8; 1 және 1,2 м (3.50 - сурет). Олар құлама бұрышы –16°... +18° қазбаларда жұмыс істей алады.

3.50 – сурет -  Таспалы науаның схемасы

Толығымен науаландырылған шақтыларда көмір тазартпа және даярлық кенжарлардан жер бетіне дейін жеткізіледі, ал қосалқы материалдарды, жабдықтарды және адамдарды жеткізу үшін екінші көліктік жүйе болуы қажет.

Көмір шақтыларында локомотивтік көлік көмірді және қосалқы жүктер мен адамдарды жазық қазбалар бойынша тасымалдау үшін қызмет атқарады. Сондай-ақ, тоқтаусыз жұмыс істейтін науалар көлігімен салыстырғанда циклдік түрде жұмыс істейтін көліктің түрі болып саналады.

Шақтыларда аккумуляторлы (3.51 – сурет) және тұрақты тоқпен жұмыс істейтін түйіспелі (контактілі) электровоздар,  сондай-ақ, инерционды локомотивтер – гировоздар мен дизелевоздар қолданылады.

 Пайдалы қазбаларды, жыныстарды, адамдарды және материалдарды локомотивтік көлікпен жеткізу кезінде жүктік, пассажирлік және көмекші вагонеткалар қолданылады.

  Қораптың конструкциясы және түсіру тәсілі бойынша жүктік вагонеткалар (3.52 – сурет)  келесі түрлерге бөлінеді: тұйық кузовты құрайтын вагонеткалар (a), аударымды түпті құрайтын кузовты вагонеткалар (b) және тұйық аударымды кузовты құрайтын вагонеткалар (c). Жүктік вагонеткалардың кузовының сыйымдылығы  0,8 – 8 м³ құрайды.

3.51 – сурет – Аккумуляторлы шақтылық электровоз

Массасы 4 – 6 т жүктерді және адамдарды кенжарларға дейін жеткізу үшін аспалы дара рельсті жолдар қолданылады (3.53 – сурет). Олар ұзындығы  3 км аспайтын және құлама бұрышы 45° дейінгі қазбаларда қолданылады.

Құлама  бұрышы 35° жоғары сырғымалар және тік гезенктер бойынша көмірлер өз салмағымен түсіріліп тасымалданады.

3.52 – сурет – Аударылмайтын тұйық (қораптан) кузовтан тұратын шақтылық вагонеткалар

3.53 – сурет – Дара рельс жолы: 1 – дара рельс; 2 – жүктік секция;

3 – локомотив; 4 – пассажирлік секция

Шақтылық көтергіш (3.54 – сурет) адамдарды көтеруге (түсіруге) және жүктерді тік шақтылық оқпандар бойынша көтеруге арналған машиналар мен механизмдердің жиынтықтарын құрайды. Шақтылық көтергіш мыналарды құрайды: көтергіш машинаны 1, көтергіш арқанды 2, көтергіш ыдысты (скипті 3) және шақтылық діңге (коперге) 5 құрылған бағыттаушы шкивті 4. Пайдалы қазбаларды түсіру үшін түсіру құрылғысы 6 қолданылады, ал оларды аударып түсіру қабылдаушы бункермен 7 жүзеге асырылады.

3.54 - сурет – Шақтылық скиптік көтергіштің схемасы

Көтергіш машина мыналарды құрайды: көтергіш арқанды, тоқтату жүйесін, редукторды, электр двигателін, басқару жүйесін.

Скиптер көмірді және жыныстарды жер бетіне шығару үшін, ал клеттер адамдарды, материалдар мен жабдықтарды түсіріп–көтеру үшін және жыныстарды шығару үшін қолданылады. Көтергіш ыдыстарының типтері бойынша көтеру қондырғылары келесі түрлерге бөлінеді: скиптік және клеттік. Оқпандарды жүргізу кезінді көтергіш бадьялар қолданылады.

Көтергіш ыдыстардың жылжу бағыттарын бағыттау үшін оқпандар металды немесе ағашты және арқанды бағыттаушылармен армираландырылады.

Негізінде скиптердің сыйымдылықтары 8 – 15 м³, кейбір жағдайларда 20 м³, ал көп арқанды көтергіштерді қолданған кезде – 35 м³ құрайды.

Клеттер бір немесе екі вагонеткаларға арналған бір этажды және көп этажды болуы мүмкін. Көтергіш арқандардың үзілу кезінде клеттерді ұстап қалу және бір қалыпты тоқтату мақсатымен бағыттаушыларға қауып алынған  парашюттер немесе арнайы тоқтатқыш арқандар қолданылады.

Көтергіш арқандар диаметрі 0,0014 - 0,003 м құрайтын болат сымдардан дайындалады. Арқандардың жүрегі органикалық материалды немесе жұмсақ болатты құрайды. Арқандар бумалармен, арқан қимасының және буманың пішінімен, арқандар құрамына кіретін сымдар қимасының пішінімен және т.б. ерекшеленеді.

Көтергіш, амортизациялау, тоқтатқыш және бағыттаушы арқандар ретінде шеңберлі арқандар қолданылады. Жүктерді көтеру негізінде автоматтық режимде орындалады.

3.11 Жерастылық тау-кен қазбаларын желдету

Шақтылардың тау-кен қазбаларында өндірістік үдірістерді орындау арқасында кеніштік (шақтылық) атмосфера деп аталынатын ауа ортасы пайда болады. Шақтылық атмосфераның құрамына табиғи газдар (метан, көмір қышқылы, күкіртті сутегі, күкіртті газ және т.б.), технологиялық газдар (аттырыс жұмыстарының өнімдерінен бөлінетін газдар және двигательдердің жұмысы кезінде бөлінетін газдар), көмір мен жыныстардың шаңдары және судың булары.

Шақтылардан және кеніштерден бөлінетін табиғи және технологиялық газдар кеніштік газдар деп аталынатын атау алды.  

Құрғақ атмосфералық ауа азоттан (78,08%), оттегінен (20,95%), аргоннан (0,93%), көмірқышқыл газынан (0,03%) және басқада газдардан (0,01 %) тұрады. Территория бойынша, сондай-ақ, жер бетінен 85 км  биіктікке дейін ауаның құрамы тұрақты. Атмосфералық ауада сулық будың көлемдік мөлшері 0,1 - 4 % құрайды.

Кеніштік газдар келесі түрлерге бөлінеді: токсилік, атылысқа қауіпті және инертті. Токсилік газдарға шақтыларда жиі тараған көмірқышқылы газдары, оксидті көміртегі, күкіртті сутегі, күкіртті газ, азотты оксид және т.б. газдар жатады. 

Атылысқа қауіпті газдарға сутегі және метан газдары жатады. Сутегі газы ауадағы концентраттың мөлшері 4 - 74 %  құраған жағдайда атылады және шақтының ауасына жыныстардан, көмірден және калий рудаларынан келеді. Сондай-ақ, аккумуляторлық батареяларды зарядтау кезінде пайда болады. Зарядтау камераларында сутегі газының рұқсат етілген концентраты 0,5 % құрайды.

Метан – исі және түсі жоқ газ. Ауада көлемдік концентрациясы 4,9 - 15,4 % құраған жағдайда атылады.  Метан газының ең көп атылыс күші көлемдік мөлшер 9,5 % тең болған жағдайда жетеді.  

Метан газы көмір тақталарында және жанастық жыныстарда құралады және тау-кен жұмыстарын жүргізу кезінде қазбаларға бөлінеді. Метан бөлінісі екі түрге бөлінеді: шектеулі (абсолютная) және қатысты (относительная). Шектеулі (абсолютная) метанның бөлінісі деп уақыт аралығында (м³/мин, м³/тәулігіне) қазбаға бөлінген метанның көлемін атайды. Қатысты (относительная) метанның бөлінісі деп қандайда бір уақыт аралығында қазып алынған көмірден осы уақыт аралығында (м³/т) көмірдің салмағына қатысты бөлінген метанның көлемін атайды.  

Жерасты тау-кен қазбаларының атмосферасында қауіпсіздік ережелері бойынша метанның келесі рұқсат етілген концентрациясы (%) анықталынған:

Учаскенің (лаваның) немесе тұйық қазбалардың, камералардың ластанған ауа ағысында	1 аспауы қажет
Шақты қанатының ластанған ағысында	1 аспауы қажет
Тазартпа немесе даярлық кенжарлардың таза ауа ағысында	0,5 аспауы қажет
Тазартпа мен даярлық және басқада қазбалардың жергілікті жиналымында	2 аспауы қажет

Тау-кен қазбаларына метанның бөлінісін азайту үшін шақты алабын қазымдау алдында оны жер бетінен бұрғыланған төтелдер арқылы газсыздандыру жұмысы орындалады, ал қазып алынатын көмір тақталарын газсыздандыру жұмысы даярлық қазбаларынан бұрғыланған төтелдермен жүзеге асырылады. Бұндай жағдайда газды жер бетіне шығару жұмысы шақтының газсыздандыру жүйесін қолдана вакуум-сораптардың көмегімен құбырлар бойынша іске асырылады. 

Шақтылық (кеніштік) шаң жіңішке диспергерлік минералдық түйіршіктерден тұрады. Олар тау-кен қазбаларында салмақтық немесе отырылған күйді құрайды және көмір мен бос жыныстардан пайда болады. Шаң түйіршіктерінің өлшемдері 1 мм-ден микрон мөлшерлеріне дейін өзгереді.

Адамдардың организміне әрекет етуі бойынша шаңды екі түрге бөледі: токсикологиялы және улы емес шаңдар. Шаңның адамның организміне әрекеті оның химиялық құрамына және дисперлігіне байланысты. Бос диоксид кремниін құрайтын (SiO₂) жеңіл шаңдармен ауырған ауруды силикозды, ал көмір шаңдарымен ауырғандарды – антрикозды деп атайды.

Көмір шаңдары атылыстық қасиеттерімен ерекшеленеді. Жандырғыш  көзі болған жағдайда бастапқыда шаңның қызуынан бөлінген ұшқыш жанғыш заттар, содан кейін шаңнан қалған қатты қалдықтар от алады.

Қазымдау жерлерінде тау-кен қазбаларына шаңның бөлінісін азайту үшін тазартпа және ұңғымалық комбайндардың атқару ағзаларына (исполнительный орган), теспелер мен төтелдерді бұрғылауда, тау-кен масасын бір науадан екінші науаға тиемелеу кезінде және т.б. жағдайларда суды интенсивті  бүркіту жұмыстары жүзеге асырылады. Шаңның от алу көзінің пайда болуына кедергі жасау үшін сақтандырғыш АЗ, атылыстан сақтандырылған электр жабдықтары және т.б. қолданылады.  

Көмір шаңдарының атылысын жою бойынша шаралар инертті шаңдарды немесе атылыстың жайылу алаңын азайту мақсатымен суды қолдану негізделген. Оларға келесі жұмыстар жатады: қазбаларды сланецтендіру, сланецтік немесе сулы қорғаныштарды қолдану.

Қауіпсіздік ережелері бойынша шақтыны желдету жер бетінде орнатылған үздіксіз әрекетті желдеткіштердің көмегімен жүзеге асырылуы тиісті. Шақтыны желдету үшін таза ауа жерасты қазбаларына ауа беретін оқпан арқылы беріледі, ал желдетпе (сорушы) оқпан бойынша ластанған ауа шақтыдан шығарылады (3.55 - сурет).

3.55 – сурет – Шақтыны желдету схемасы: а – айдама; б – сорма

Желдету схемалары келесі түрлерге бөлінеді: айдамалы (a) (таза ауа шақтыға айдамалы күйде беріледі), сормалы (b) (ластанған ауа шақтыдан сорылып шығарылады, ал таза ауа шақтыға айдала беріледі) және айдамалы-сормалы. Газды көмір шақтыларында тек қана айдамалы желдету жүйесін қолдануға рұқсат етілген.

Шақтыларда желдетпелік қазбалардың жүйесі өте күрделі. Желдетпе ағысы қазбалар бойынша тізбекті түрде тарайды немесе параллельді қазбалар бойынша тармақталады. Желдетуге қажетті ауаның мөлшері есептік жолмен анықталынады: шақтыға бөлінген газдың мөлшері, жерасты қазбаларында бір мезетте жұмыс істейтін адамдардың саны, көмірдің бір тәулік ішінде қазылу шамасы және атылғыш материалдарының жұмсалуы бойынша.

Тау-кен  қазбаларына ауаны тарату үшін әртүрлі желдеткіш қондырғылары қолданылады. Оларға мыналар жатады: желдетпе далдалары (перемычки), желдетпе есіктері, ауа өткелдері (кроссинги), желдетпе құбырлары. Желдетпе далдалары отырғызылған қазбаларды оқшаулату (изоляция) үшін және таза мен ластанған ағыстарды бөліп тарату үшін арналған. Желдетпе далдалары адам жүрісі болмайтын және жүктер мен материалдардың тасымалдануы жүзеге асырылмайтын қазбаларда орнатылады.

Желдетпе есіктері желдетпе далдалары сияқты қызмет атқарады, бірақта оларды адамдар жүретін және жүктер тасымалданатын қазбаларда орнатады. Негізінде  желдетпе есіктерін шлюздеуді қамтамасыздандыру үшін екеулетіп орнатады. Екі есіктің болуы жұмыс учаскелерінде желдетуді бұзбай жүктерді өткізуге мүмкіндік жасайды.

Қазбалардың түйісу жерлерінде кіру және шықпа ауа ағыстарын айырып алуға арналған ауа өткелдері (кроссинги) орнатылады.

Жұмыс істеу принципі бойынша шақтылық желдеткіштер келесі түрлерге бөлінеді: ортадан теппелі (a) және осьтік (b) желдеткіштерге (3.56 - сурет).

Ортадан теппелі желдеткіштердің негізгі жұмыс ағзасы болып спиральдық сауытта айналатын және қалақшаларды құрайтын жұмыс дөңгелегі саналады. Дөңгелектің айналысы кезінде ауа ортадан теппелі күштің әрекетімен қалақшалармен қауып алынып ортадан дөңгелектің перифериіне ауысады және спиральдық сауытқа итеріліп шығарылады.

3.56 – сурет – Ортадан теппелі (a) және осьтік (b) желдеткіштер

Осьтік желдеткіштердің жұмыс істеу принципі авиациондық винттердің жұмыс істеу принципімен бірдей. Айналымды қалақшалар ауаның жылжуына әрекет жасайды. Осының арқасында ауаның тартымы пайда болады. Ауа ағысы жұмыс дөңгелегінің айналым осін бойлай жылжиды.

Жүргізілетін қазбалардың кенжарларын желдету үшін осьтік жергілікті желдеткіш қолданылады. Бұл желдеткіштер тасымалды. Жалпы шақтылық желдеткіштермен салыстырғанда осьтік жергілікті желдеткіштердің қуаты және өлшемдері шамалы.

3.12 Шақты үстінің технологиялық кешені

Шақты үстінің технологиялық кешені келесі кешендерді құрайды: көмірді көтеруге, қабылдауға, технологиялық өңдеуге және жөнелтуге арналған ғимараттар мен жабдықтарды; жыныстарды қабылдауға және түсіруге, материалдарды, жабдықтарды және адамдарды түсіріп көтеруге, жерасты қазбаларын желдетуге арналған ғимараттар; жерасты жұмыстарын энергиялармен қамтамасыздандыруға, еңбекшілерге қызмет көрсетуге арналған өндірістік-тұрмыстық және басқа да  үдірістерге арналған ғимараттар.

Шақты үстіне қызмет көрсететін негізгі технологиялық кешендерге мыналар жатады: көмір жиынтығы, жыныс жиынтығы, шақты үсті ғимараттарында вагонеткаларды ауыстыру және тасымалдау жиынтығы, стационарлық қондырғылар, қоймалар, жөндеу қызметкерлері, еңбекшілерге өндірістік-тұрмыстық қызмет көрсетушілер.

Заманауи шақтыларда негізгі және көмекші міндет жүктелген ғимараттар үш ірі блоктарда орналастырылады: басты оқпанда, көмекші оқпанда және әкімшілік-тұрмыстық комбинатта. Сондай-ақ, бөлек тұрғызылған ғимараттар қарастырылған.

Басты оқпанның блогі мыналарды құрайды: діңді (копер), шақты үсті ғимаратын, көмір мен жынысты қабылдауға арналған шанақтарды (бункера), көмірден жыныс кесектерін айырып алуға арналған құрылғыны, теміржол вагондарына көмірді тиейтін орындарды, жыныстарды тиейтін станцияларды, от шоқыларын және көтерме қондырғыларының бөлмелерін.

Көмір жиынтығы келесі технологиялық үдірістерді құрайды: тау-кен массасын бастапқы өңдеуді, теміржол вагондарына көмірді тиеуді, көмірді қоймаларға жинап қоюды.

Жыныс жиынтығының негізгі үдірістері мыналарды құрайды: жынысты үйіндіге тасымалдауды және жинап қоюды.

Көмекші оқпанның блогі мыналарды құрайды: діңді, шақты үсті ғимараттарында вагонеткаларды ауыстыру мен тасымалау жиынтығын, жөндеу шеберханасын, көтергі машинасының бөлмесін, материалдар мен жабдықтар қоймаларын, калорифер мен компрессор қондырғыларын, өрт сөндіргіш материалдарының қоймасын.

Көмекші оқпан арқылы шақтыға негізінде барлық жабдықтар, материалдар мен адамдар түсіріліп көтеріледі.

Шақтыдан шығарылатын материалдарды қабылдау мен вагонеткаларды алмастыру, сондай-ақ,  материалдарды, адамдарды түсіріп көтеру үшін шақты үсті ғимаратында қабылдау алаңы жабдықталынады. Клеттерде вагонеткаларды алмастыру жұмыстарын механикаландыру үшін итергіштер қолданылады.

Әкімшілік-тұрмыстық комбинаттың (ӘТК) блогі келесі  негізгі қызмет пен бөлмелерді құрайды: әкімшілік-конторлық; санитарлы-тұрмыстық және санитарлы-медициналық қызмет көрсету; өндірістік-қосалқы және т.б. бөлмелерді.

Шақты үстінің басты жоспары оқпан албары қазбаларымен байланысы болуы қажет. Оқпан албарының тасымалық қазбалары клеттік көтермелердің бойлама осьтерінің бағыты бойынша бағдарлануы қажет. Шақты үстінде ғимараттардың оңтайлы орналасуын қамтамасыз ету үшін және оқпан албары қазбаларының төзімділігін арттыру үшін оқпандардың арақашықтығы негізінде 70 – 80 м тең болуы қажет.