4    МЕТАЛДЫ КЕН ОРЫНДАРЫН ЖЕРАСТЫ ҚАЗЫП ӨНДІРУ

 

4.1 Металды кен орындарын қазып өндірудің ерекшелігі

 

Пайдалы компоненттің құндылығы руданы қазуға және қайта өңдеуге жұмсалған шығынмен тең болған жағдайда металды кен орындарындағы пайдалы компоненттің орташа құрамын минимальды өнеркәсіптік құрам немесе өнеркәсіптік минимум деп атайды. Тау-кен жынысының құрамындағы пайдалы компоненттің мөлшері өнеркәсіптік минимумға тең немесе одан жоғары болатын болса, онда ол рудаға, ал одан төмен болатын болса – бос жынысқа жатады.

Құндылығы шамалы рудамен салыстырғанда құнды руданың мөлшері өнеркәсіптік минимумнан төмен. Мысалы, темір рудасы үшін  өнеркәсіптік минимум шамамен 20 – 40 % құраса, ал қорғасын, мырыш және мыс рудалары үшін ол 0,6 - 0,9 % құрайды. Егерде техниканы және технологияны жетілдіру арқасында руданы қазу мен қайта өңдеуге жұмсалған шығын өзгеретін болса, онда біраз уақыттан кейін нақтылы кен орны үшін өнеркәсіптік минимум төмендеуі мүмкін.

Металды кен орындарын қазып өндіру кезінде пайдалы қазбаның жоғалымы болмай қоймайтыны белгілі. Жоғалым баланстық қорлардан 5 – 15 %, ал күрделі жағдайларда ол 30 % және одан да жоғары құрауы мүмкін. Жоғалым пайдалы қазбаның жер қойнауынан толық алынуын сипаттайды. Руданы қазып алу кезінде руданың құнарсыздануы (разубоживание руды) пайда болады, яғни бос жынысты қазу үдірісі кезінде рудадағы қоспаның арқасында қазып алынған руда массасында оның массивтегі құрамымен салыстырғанда пайдалы компонент құрамының төмендеуі байқалады. Демек, руда – бұл, жер қойнауында орналасқан және кен орнын құрайды, ал  рудалық масса – бұл, массивтен бөлініп алынған және жер бетіне онымен араласқан бос жыныстармен шығарылған кен.

Көмір кен орындарымен салыстырғанда металды кен орындары бірнеше ерекшеліктерімен айрықшаланады. Олар қазу технологиясына біршама әсер етеді:

1. Көмірмен салыстырғанда руданың қаттылығы өте жоғары және түрпілікті (абразивті). Бұл атпалық уатпалауды қолдануды анықтайды.

2. Руда денесінің жатыс элементтерінің құбылмалылығы және пішіндерінің әртүрлілігі ашу схемаларын, дайындау әдістерін және қазу жүйелерін таңдау кезінде қабылданған технологиялық шешімдерге әсер етеді.

3. Руда сілемінің (залежь) көлемі бойынша минералдық құрам мен пайдалы компоненттер мөлшерлерінің құбылмалылығы әртүрлі блоктардан алынатын руда массасының орташаланған сапасын қабылдауға мәжбүр етеді. 

 

4. Кеннің өздігінен орнын ауыстыру кезінде уатпаланған кеннің аз бұзылуы кен қазындысының (массасының) кенқұдықтары (рудоспуск) бойынша түсірілуі кезінде кеңінен қолданылады.

5. Кен-геологиялық жағдайлар жөнінде хабарлар дұрыстығының аздығы технологиялық үдірістердің орындалуын оперативті бақылауды қиындатады.

6. Кендердің және жанас жыныстардың тұрақтылықтарының кеңдік диапазондары тазартпа кеңістігін күтіп ұстаудың және қазу жүйелерінің көптеген тәсілдерін анықтайды.

7. Кейбір кендердің тапталғыштыққа және өздігінен жануға қабілеттілігі қоймалап қазу жүйесін қолдануды болғызбайды.

8. Көптеген кендердің жоғарғы құндылығы кенді көбірек алудың толықтылығын қажет етеді.

9. Кеніш ауасында зиянды газдардың шамалы мөлшерді құрауы немесе толығымен болмауы кеніштерді желдету үшін қолайлы жағдай туғызады, сондай-ақ, қалыпты жұмыс істейтін электр аппаратураларын және ашық жалынды қолдануға рұқсат етеді.

 

4.2 Кен орындарын ашу және қазып өндіруге дайындау

 

Кеніштердің алаптары тік және көлбеу оқпандармен, штольнялармен ашылады, ал құранды әдіспен ашу кезінде айтылған қазбаларды үйлестіре қолданады.  

Кен орындарын ашу әдістеріне қойылатын негізгі талаптар: жер бетіне кем дегенде екі шықпа жолдарының болуы, жер үсті кешендерін орналастыруға арналған қолайлы алаңдардың қажеттілігі, жаңа горизонтты дер кезінде дайындаудың мүмкіндігі. Кен діңгектерді қалдырмау және Пайдалы қазындылардың жоғалымын асырмау үшін оқпандарды мүмкіндігі бойынша жанас жыныстардың сырғу аймағынан тыс орналастыру қажет. Үлкен  көлемді алаңды құрайтын жазық және жайпақ кен орындарын ашу кезінде кен діңгектерді қалдыру қажеттілігі туады.

Егерде кен денесінің ұзындығы жазылым (созылым) бағыты бойынша 600 – 800 м шаманы құрайтын болса, онда басты және көмекші оқпандарды сілемдердің (залежи) қапталдарына (флангах) орналастырады (4.1 - сурет).

Кен қыртысының (денесінің) ұзындығы үлкенірек болған жағдайда басты оқпанды шақты алабының ортасына, ал көмекші және желдетпе оқпандарын қапталдарда орналастырады (4.2 - сурет). Желдетпе оқпандарын қапталдық орналастыру кеніштің барлық тау-кен қазбаларын сенімді желдетуді қамтамасыз етеді. Басты кенді көтеру оқпандарының сандары 1-ден 3-ке дейін құрауы мүмкін және кеніштің қуатына, қазып алынатын кеннің көп сапалылығына, тәуелсіз көтермелік горизонттардың сандарына байланысты.

 

4.1 – сурет – Жайпақ кен сілемдерін ашу схемасы:

1 – басты оқпан; 2 – басты тасымалық штрек; 3 –тиеу люктері; 4 – орттар;

5 – көмекші оқпандар

 

 

 

 

 

4.2 – сурет – Кен сілемдерін тік оқпандармен және этаждық квершлагтармен ашу: 1 – орталықты оқпандар;

2 – қапталдық (флангелік) оқпандар; 3 – ауа беруші тасымалық квершлагтар;

4 – тасымалық штректер;

5 – жанас жыныстардың сырғу аймақтарының шекаралары;

6 – қапталдық квершлагтар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Үлкен тереңдіктегі кен орындарын қазып өндіру кезінде екі сатылық ашу қолданылады.

Көп арқанды көтермені қолданудың техникалық мүмкіндігі болған жағдайда тік оқпандарды 1500 – 1800 м-ге дейін өтеді. Одан төмен тереңдікте тік соқыр оқпандар немесе көлбеу оқпандар өтіледі (4.3 - сурет).

Кенді тік соқыр оқпандар бойынша көтеру жұмыстары скиптермен немесе клеттерде вагонеткалармен, ал көлбеу оқпандар бойынша науалармен (конвейерлермен) жүзеге асырылады. Бұндай жағдайда негізгі көтерме горизонтында орналасқан квершлагтардың ұзындықтары біршама қысқарады. Тік соқыр оқпандар кезінде тиеу орындарының болуы көлік схемаларын күрделендіреді.

 

 

4.3 – сурет - Кен қырты-сын (денесін)  екі саты-лық ашу: a – тік соқыр оқ-панмен; b – көлбеу соқыр оқ-панмен; 1 – басты скиптік оқ-пан; 2 – квершлагтар; 3 – со-қыр оқпан; 4 – кенқұдық (ру-доспуск); 5 – көлбеу соқыр оқпан

 

Егерде кен орындарындағы кендер таулы жерлерде орналасса, онда олар басымдылықпен штольнялармен ашылуы мүмкін. Штольнялық горизонттан жоғары орналасқан кен қыртысының бөлігін дайындау үшін квершлагтар мен кенқұдықтар (рудоспуск) қолданылуы мүмкін (4.4 - сурет). Штольнялық горизонттан төмен орналасқан кен қыртысының бөлігін ашу үшін соқыр оқпан қолданылады.  

 

 

4.4 – сурет – Кен қыртысын штольнялармен ашу: 1 – басты штольня; 2 –желдетпелік штольня;

3 – кенқұдық (рудоспуск);

4 – квершлаг

 

Металды кен орындарын даярлау кезінде шақты алабы этаждарға және панелдерге бөлінеді. Этаждық даярлау көлбеу және күрт сілемдерді қазып өндіру кезінде, ал панелдік даярлау жайпақ сілемдерді қазып өндіру кезінде қолданылады.

Этаждар және панелдер қосымша блоктарға бөлінеді. Жазылым (созылым) бағыты бойынша блоктардың өлшемдері 30-дан 100 м-ге дейін өзгереді, биіктігі этаждың биіктігіне сәйкес келеді, ал панелдік даярлауда – сілемнің қуатына сәйкес келеді. Блок өзіндік біртұтасты қазып өндіруді құрайды, сондай-ақ, оның шегінде даярлық-тілме және тазартпа жұмыстарының барлық жиынтығы жүргізіледі. 

Металды кен орындары пайдалы компоненттер құрамдарының және жатыс элементтерінің тұрақсыздығымен, сондай-ақ, табан мен төбе қыртыстары шекараларының дұрыс белгіленбеуімен сипатталынады. Сондықтан металды кен орындарын барлау жұмыстары негізінде оны қазып өндірудің  барлық мерзімінде орындалады.  Сондықтан даярлық қазбаларын мүмкіндігінше бірмезетте барлаушы қызметін атқару мақсатымен оларды өтуде кен мен бос жыныстың түйісуін анықтай алатындай қылып орналастырады.

Орташа қуатты және қуатты қыртыстардың (залежь) этаждық горизонттарын дайындау кезінде штректік немесе  құранды орттық даярлау қолданылады. Штректік даярлауда кендік және далалық штректер өтіледі (4.5 – сурет, а). Олар бір-бірімен квершлагтар арқылы қосылады. Кен орнының учаскесін қосымша барлау және қорғаушы кеңдіктерді азайту мақсатымен кендік штректі жатпа бүйірдің тұсына орналастырады. Штректі аспалы бүйірдің тұсына немесе кен сілемінің ортасына орналастырады. Орттық даярлауда (4.5 – сурет, в) екі далалық штрек өтіледі: біреу жатпа бүйірде, ал екіншісі – аспалы бүйірде. Штректерді орттармен қосады.

    

 

    4.5 – сурет – Күрт қуатты

    сілемдерді этаждық горизонтпен

    дайындау: а – кендік және далалық

     штректермен; b –    орттармен

 

 

         Блоктін шегі бойынша тасыма және желдетпе горизонттардың қазбаларын бір немесе бірнеше блоктік өрлемелермен және кенқұдықтармен қосады. Өрлемелер блоктарды тілу, желдету және тасымдау мақсаты үшін арналған. Қабылданған тасыма горизонтты даярлаудың схемасына байланысты өрлемелер мен кенқұдықтарды кендік пайдалы қазба бойынша штректен немесе орттан, сондай-ақ, жатпа бүйірдің бос жыныстары бойынша далалық штректен өтіледі.  

Блокта тілме қазбаларын өтеді: этаж аралық штректер, орттар, блоктың табанынан қазымдалатын кен массивін бөлу үшін кентүсірме қазбалары орналасқан қию қазбаларын өтеді. Олардың қызметі және орналасуы қабылданған қазу жүйелерімен және тазартпа жұмыстарын жүргізудің технологияларымен анықталынады.

Этаждағы блоктарды қазымдау жұмысы тура немесе кері жүрісті орындалуы мүмкін. Кеннің және жанас жыныстардың тұрақсыздығы және кен қыртысының өте қуаттылығы кезінде блоктарды шахматтық тәртіппен, ал кен сапасы сипаттамасының әртүрлілігі кезінде таңдамалы тәртіппен қазымдау қолданылады.    

Жайпақ кен орындарды даярлау панелдік штректерді жүргізуден тұрады. Панелдік штректер кендік алапты панелдерге және кеналма штректері панелді блоктарға немесе алу бағандарына бөледі. Егерде кеннің құлама бұрышы 3°-тан артпаса, онда кендік даярлау қолданылады, яғни штректер пайдалы қазбаның табаны бойынша өтіледі. Кеннің құлама бұрышы 3°-тан артқан кезде және оның тұрпатөлшемі (гипсометрия) күрделі болған жағдайда далалық даярлау қолданылады. Демек, штректерді астыңғы жыныстарда орналастырады (4.1 - сурет).  

 

4.3 Кенді тазартпалық қазуда орындалатын негізгі өндірістік үдірістер

 

Кенді тазартпалық қазудың негізгі өндірістік үдірістеріне келесі жұмыстар жатады: кенді уатпалау; кенді қайталама ұсақталу (вторичное дробление); уатпалаған кенді тасыма горизонтына дейін жеткізу және түсіру; тау қысымын басқару.  

Жоғарыда айтылған үдірістердің әрбіреуі басқа үдірістердің көрсеткіштеріне елеулі әсер етуі мүмкін. Мысалы, уатпалау кезінде кеннің нашар ұсақталынуы қайталама ұсақталудың үлкен көлемін қажет етеді және кенді жеткізудің өнімділігін азайтады.

 

4.3.1 Кенді уатпалау

 

Кенді уатпалау деп кеннің бөлігін массивтен айырып алып, оны бірмезетте кесектерге ұсақтатуды атайды. Уатпалау кеннің массивтен нұсқалық жобаның шамасында толығымен айырылып алынуын, қайталама ұсақтатуды қажет ететін ірі кесектердің шығуын төмендете жақсы сапалы ұсақталуын  қамтамасыз етуі қажет.

Кенді уатпалау бұрғыаттырмалық жұмыстарды, механикалық тәсілдерді және кеннің өздігінен құлауын қолдана жүзеге асырылады. Уатпалау тәсілін таңдау кен-геологиялық жағдайларға, кеннің физика-механикалық қасиетіне және қабылданған қазу жүйелеріне байланысты.  

Теспелік уатпалау (қопару) кезінде теспелерді (шпуры) кен қыртысына 5 м-ден асырмай және 75 мм-ге дейінгі диаметрмен бұрғылайды. Теспелерді бұрғылау үшін перфораторлар немесе қысым доңғалақты немесе шынжыр табанды жүрісті өзіжүргіш бұрғы арбаларын (каретки) қолданады. Тазартпа кенжардың жылжу бағытына байланысты теспелерді жазық, тік немесе төменнен жоғары немесе жоғарыдан төмен көлбеу орналастырады (4.6 - сурет). Теспелердің тереңдігі, диаметрі, саны және атылғыш заттың оқтамасының (заряда) массасы арнайы есептемемен қабылданады.

 

 

4.6 – сурет – Кенді теспелермен уатпалаудың (қопарудың) схемасы:

а – жазық теспелермен уатпалауда кенді төмен бағытта қабаттық қазып алу; б – тік теспелермен уатпалауда кенді төмен бағытта қабаттық қазып алу; в – жазық теспелермен уатпалауда кенді жоғары бағытта қабаттық қазып алу; г – тік теспелермен уатпалауда кенді жоғары бағытта қабаттық қазып алу; д – кенді кертпелі қазып алу;

е – жарты этажды уатпалай қазып алу

 

Кенді теспелермен уатпалау кезінде ол біршама бірқалыпты және ұсақ уатылады, қыртыстың жанасымында толығымен қазып алынады және кеннің аз сұйылуы (разубоживание) байқалады. Бірақта кенді теспелік уатпалауда кеннің үлкен көлемін бірмезетте опыру (құлату) қиындатылады, еңбек жағдайының қолайлылығы төмендейді және жұмыс көлемділігі артады. Теспелік уатпалау қазылған бос кеңістікті бекітпелей тұрақсыз кенді, сондай-ақ, қуаттылығы 5 – 8 м-ден аспайтын қыртысты қазып алуда қолданылады. 

Төтелдік уатпалау (қопару) кезінде төтелдерді 5 – 50 м немесе одан артығырақ тереңдікпен және 60-тан 150 мм-ге дейінгі диаметрмен бұрғылайды. Төтелдердегі оқтамаларды аттырмалай кенді уату қуатты кен қыртыстарын (денелерін) қазып алу кезінде кеңінен тараған. Оларды бұрғылау үшін әртүрлі жабдықтар қолданылады: перфораторлар (қысымдық бұрғылау құралдары), батырмалы қысымұрғыштар (погружные пневмоударники), бұрғылау агрегаттары және станоктар.   

Төтелдерді қатпарланып уатпаланатын кеннің массив бетіне құлама бұрышпен немесе параллельді орналастырады. Егерде массивтің беті бос кеңістікпен шектесетін болса, онда кен бос теңгерме кеңістікте (свободное компенсационное пространство) уатпаланады. Егерде массивтін беті кесектерге ұсақталынған тау-кен қазындысымен (массасымен) шектесетін болса, онда кен қыспаланған күйінде (в зажиме) уатпаланады (4.7 - сурет). Кенді қыспаланған күйінде уату қуатты және орташа қуатты, сондай-ақ, қатты және орташа қатты кендерді кез келген бұрышпен уатпалау үшін ұсынылады. Оны тапталғышқа (слеживанию) бейімділі босаң кенде қолдануға болмайды. Себебі, төтелдерді аттырмалау кезінде оның тығыздалуы мүмкін. Демек, кеннің түсуін қиындатады немесе оның келесіде түсірілуін мүмкін еместей жасайды. Кенді қыспада уатпалау ірі кезектердің шығымын азайтуға мүмкіндік тудырады. Бұл кеннің түсуін және жеткізілуін жеңілдетеді.

 

 

4.7 – сурет – Төтелдермен кенді уатудың (қопарудың) схемасы: а – ашық теңгерме кеңістігіне (компенсационное пространство); б – сығымды (қыспа) кеңістікте

 

 

 

Қатпарда төтелдер параллельді және тарауықты (веерлі) орналасуы мүмкін (4.8 - сурет). Қатпарда төтелдер тарауықты орналасқан жағдайда станоктің бір күйінен төтелдердің серияларын бұрғылауға мүмкіндік туады. Бірақта бұндай жағдайда кеннің біркелкі емес ұсақталуы мүмкін. Демек, төтелдердің тұсында кен өте жақсы ұсақталады, ал төтелдердің ұшында ол жеткіліксіз ұсақталады. Орташа қаттылықты кенді уату кезінде, сондай-ақ параллельді төтелдерді бұрғылау қиындау болған жағдайда, төтелдерді тарауықты орналастыру қолданылады.

Қатты және өте қатты кеннің ұсатылуына үлкен  мән берілген жағдайда, сондай-ақ, төтелдерді бұрғылау тазартпа кеңістігінен жүргізілген кезде төтелдер параллельді орналастырылады.

Теспелікпен салыстырғанда төтелдік уатпалау кенді уату бойынша еңбек өнімділігін 2 – 3 есе арттыруға, жұмыстың қауіпсіздігін ұлғайтуға, кеніш ауасының шаңдылығын азайтуға мүмкіндік жасайды. Кенді төтелдік уатпалау кен орнының қуаты 6 – 8 м-ден кем емес және кеннің орнықтылығы кезінде қолданылады.

 

 

 

4.8 – сурет – Қабатта төтелдерді орналастыру:

а – параллельді; б – тарауықты (веерлі)

 

        

Кенді миндік уатпалау арнайы өтілген немесе жұмыс қазбаларында орналастырылған массасы үлкен шоғырланған оқтамаларды аттырмалаудың арқасында жүзеге асырылады. Миндік уатпалау қуатты кен орындарын қазып өндіру кезінде қолданылады. Қазбаларда атылғыш заттарды орналастыру үшін камералар өтіледі. Қазбаны жыныстармен толтырмалайды немесе ашық қалдырады.  

Пайдалы қазбаларды механикалық уатпалау уатпа балғалардың немесе механикалық тіреулердің жиынтықтарынан тұратын комбайндардың көмегімен жүзеге асырылады. Механикалық уатпалау жұмсақ кендерді (марганецті, калий тұздарын) қазымдауда қолданылады.

Кеннің өздігінен құлауы массивтен кенді айырып алудың тиімді тәсілі болып табылады. Ол кеннің өзіне меншікті салмағының әрекеті және жанасқан жыныстардың қысымы арқасында іске асырылады. Бұл тәсіл өте сирек қолданылады. Себебі, онда кеннің уатылу сапасын басқару мүмкін емес. Кеннің өздігінен құлауы кезінде ірі шойтастардың шығымы (выход негабарита) өте жоғары. Бұл кенді қайталама ұсақтатуды (вторичное дробление) арттырады және оның жеткізілуін қиындатады.  

 

4.3.2 Кенді қайталама ұсақтату

 

Технологиялық үдірістердің шарттары бойынша уатылган кен белгілі бір кесектің ірілігін құрауы қажет. Есептеу арқылы анықталатын кенді түсіргіш қазбалардың, тиеу және көлік жабдықтарының кесектерді қабылдағыш рұқсат етілген максимальды өлшемі кондиционды деп аталады. Кондициондық кесектердің өлшемдері 300-ден 1000 мм-ге дейін, ал жіңішке желілерді қазуда – 200 – 250 мм-ді  құрауы мүмкін. Бірақта кенді бұрғы аттырмалық тәсілмен уатпалау кезінде кондициондық емес кейбір ірі кесектер пайда болады. Ондай кесектер шойтастар (негабариты) деп аталынады. Оларды қайтадан ұсатуға тура келеді. Бұндай жұмыстарды іске асыру үшін атылғыш заттар немесе механикалық ұсатқыштар қолданылады. Атылғыш заттардың көмегімен ірі кесектерді қайтадан ұсату кезінде бастырма оқтамаларды (накладные заряды) немесе теспелік оқтамаларды (шпуровые заряды) қолданады.

Кенді механикалық ұсақтату кезінде арнайы ұсатқыш қондырғылары қолданылады. Олар скиптік көтерменің қабылдау шанағына жақындау камераларға орналастырылады. Ұсатқыш қондырғыларының берік жұмыс істеуі кесектердің іріліктері 400 – 500 мм шамадан асырылмаған жағдайда мүмкін.

        

         4.9 – сурет – Кеннің түсірілуі кезінде оның тұрып қалуы: а – сырмалап жеткізу кезінде; б – машинамен тиеу кезінде

 

Шойтастар түсіргіш тесігінің тамақшасынан өтпеген жағдайда кеннің тұрып қалуы (затор) пайда болады (4.9 - сурет).  

Түсіргіш қазбаларында тұрып қалған кенді тарату шестарға бекітілген фугастік оқтамаларды аттыру арқылы жүзеге асырылады. Көрсетілген аттырыс тәсілі ұзақ желдетуді қажет етеді және қазбалардың бұзылуына себепкер болады. Кеннің тұрып қалуын жою үшін ату жүйелерін (гранатометтерді) қолданған жөн болады. Олар жұмыстардың қауіпсіздігін арттырады және қиындықты жеңілдетеді.

Жайпақ сілемдерді қазымдау кезінде кеннің шойтасты кесектерін қайтадан ұсақтау бойынша жұмыстарды орындау тазартпа кеңістігінде, сондай-ақ, арнайы қазбаларда немесе негізгі горизонттың вагондарына кенді тиеу орындарында жүзеге асырылуы мүмкін.

Кейбір қазу жүйелерін қолдану кезінде кен өзіне меншікті салмақтың әрекетімен қазым кеңістігінде орнын ауыстыра тазартпа кеңістігінен блок табанынан өтілген түсірме қазбаларына түседі. Ондағы кен тасыма ыдыстарына жеткізіледі. Кенді жеткізу үшін сырмалар, өзіжүргіш машиналар, науашалар (питатели) және науалар қолданылады. Бұндай жағдайларда шойтасты кесектерді қайтадан ұсақтау жеткізу қазбаларының табанында іске асырылады (4.10 - сурет).

  Кейбір кезде кенді блоктан арнайы елеу камераларында (4.11 - сурет) орнатылған қозғалмайтын колосникті елеуішке түсіреді. Елеу камераларын қайтадан ұсату горизонты штрегінің ұзын бойына шахматтық тәртіппен орналастырады. Камераның табанына ауыр типті рельстерден жасалынған елеуішті құрады. Елеуіштің астына сыйымдылығы сай келетін кенқұдық (рудоспуск) өтіледі.

 

        

         4.10 – сурет – Кенді түсірудің және оны негізгі горизонттың

табанында қайталама ұсақтатудың схемасы: 1– шойтастар (негабариты)

 

         4.11 – сурет – Қайталама ұсақтату горизонтының қазбалары: 1 – шұңқыр; 2 – тамақша (горловина); 3 – таселек (грохот); 4 – ұсақтату камерасы; 5 – кенқұдық (рудоспуск); 6 – ұсақтату горизонтының штрегі

4.3.3 Кенді түсіру және жеткізу

 

Кенді жеткізу деп уатылған кеннің кенжардан тасымалық горизонтқа дейін орнын ауыстырып келесіде негізгі горизонт бойынша тасымалдануын айтамыз. Кенді жеткізу оның өзіне меншікті салмағының әрекетімен немесе механикалық тәсілдермен, яғни өзіжүргіш вагондармен, тиеп-жеткізбелік машиналармен, науалармен (конвейерлермен) және сырмалық қондырғылармен (скреперными установками) жүзеге асырылады.  

Кенді өздігінен жеткізу тазартпа кеңістігі немесе кенқұдықтар бойынша іске асырылады. Кеннің өздігінен жылжуы кен сілемінің табаны бойынша, демек сілемнің құлама бұрышы 45 - 550 кем емес болған жағдайда мүмкін. Рештактар және төсегіштер бойынша кеннің жылжуы кезінде құлама бұрыш  30 - 450 кем емес, ал кенқұдықтар бойынша жылжуы кезінде -  55 - 60° болуы қажет. Тау-кен массасымен толтырылған кеңістіктен кенді түсіру кезінде құлама бұрыш 65 – 80° құрауы қажет.

Кеннің түсірілуі деп тазартпа кеңістігінен жеткізбелік немесе блок табанынан арнайы өтілген түсіру тесіктері арқылы тасымалық қазбаларға өздігінен жеткізілуін атаймыз. Кенді түсіру ең бір қажетті өндірістік үдіріс болып саналады. Ол қазу жүйелерінің негізгі шамашарттарын, кеннің жоғалым шамасын және құнарсыздануын (разубоживание) анықтайды.   

Кенді түсіру екі түрге бөлінеді: түптен (табаннан) түсіру; бүйірден түсіру. Түптен (табаннан) түсіру кезінде кен блоктан блок табаны арқылы өтілген арнайы қазбалар бойынша тасымалық штрекке түсіріледі. Бүйірден түсіру кезінде кен тазартпа кеңістігінен механикалық жеткізу жұмысы жүргізілетін қазбаға түсіріледі.

          Тазартпа кеңістігінде көптеген жағдайларда кенді өздігінен жеткізу, ал даярлық қазбаларында кенді тиеу орнына дейін орнын ауыстыру үшін механикалық тәсіл қолданылады.  

Әртүрлі геологиялық жағдайларда кенді сырмалық қондырғылармен жеткізу кеңінен өріс алған (4.12 - сурет). Бұл қондырғылар тазартпа кеңістігінде және даярлық қазбаларында қолданылады. Сырмалық қондырғы келесі жиынтықтардан тұрады: екі барабаннан тұратын шығырдан (лебедкадан), сыйымдылығы 0,2 – 0,6 м3 және одан жоғары сырмалардан, басты және құйрықты арқандардан, құйрықты және сүйемелдеуші шығыршықтардан (роликтерден). Сырма тиеу орындарында рудамен тиелінеді және елеуішке түсіріледі. Сырмалық қондырғының ұзындығы 50 – 70 м-ден артпайды.

Жайпақ кен орындарын қазымдау кезінде сырмалық жеткізу сілемдердің табаны бойынша, сондай-ақ, тазартпа кеңістігінде немесе сырмалық горизонтты құрайтын арнайы жеткізбелік қазбалар бойынша жүзеге асырылуы мүмкін (4.13 - сурет).    

         4.12 – сурет – Сырмалық жеткізудің схемасы: 1 – шығыр (лебедка);

2 – құйрықты арқан; 3 – елеуіш; 4 – кенқұдық (рудоспуск); 5 – басты арқан;

6 – сүйемелдеуші шығыршық (ролик); 7 – сырма (скрепер); 8 – құйрықты шығыршық

 

         4.13 – сурет – Сырмаландыру (скреперования) горизонты: 1 – орт;

2 – сырмалық штрек; 3 – түсірме шұңқырлары; 4 – оржол (траншея); 5 – шкив;

6 – желдетпе орты; 7 – кенқұдық (рудоспуск); 8 – кенді вагонға тиеуге арналған люк

 

Кейінгі жылдары кенді өздігінен жұмыс істейтін жабдықтармен тиеу және жеткізу кеңінен өріс алған. Өздігінен жұмыс істейтін жабдықтар этаждық горизонтта кенді тиеу және жеткізу үшін қолданылады. Сондай-ақ, аралық этаждарда кенді тазартпа кеңістігінен өздігінен түсіру, жайпақ сілемдерді қазымдау кезінде тазартпа кеңістігіндегі  сілемдердің табанына және көлбеу сілемдерді қазымдау кезінде ашық тазартпа кеңістігіне түсіру, блокты жазық немесе әлсіз көлбеу қатпарлармен қазымдау кезінде қатпарлық тазартпа қазбаларына түсіру кезінде қолданылады.

Кенді жеткізу кезінде қолдануға лайықты өздігінен жұмыс істейтін заманауи жабдықтардың негізгі типтеріне мыналар жатады:

-         шөміш-шанақты қысым доңғалақтан тұратын машиналар. Бұл

машиналар өзіндік шанаққа кенді тиеу, сондай-ақ, кенді түсіру орнына жеткізу және келесіде оны түсіру жұмыстарын атқарады;

-         шөмішті тиеп-жеткізуші қысым доңғалақты құрайтын машиналар.

Бұл машиналар сыйымдылығы 8 м3 және одан жоғары өзіндік шөмішке кенді тиеу, сондай-ақ, кенді жеткізу мен түсіру операцияларын орындайды;

-         әртүрлі типті тиеу машиналары (экскаваторлар, қармау қалақта-

рынан тұратын тиеу машиналары, шөміштен тұратын қысым доңғалақты немесе рельсті тиеу машиналары), жеткізу-тасымдау жиынтығын құрайтын машиналар (автосамосвалдар және өзіжүргіш вагондар).

 

4.4 Кен сілемдерін қазу жүйелері

 

Металды кен орындарын қазу жүйелері кенді қазып алу кезінде тазартпа кеңістігін күтіп ұстау тәсілі бойынша үш класқа бөлінеді.

I класқа тазартпа кеңістігін табиғи күтіп ұстау жүйесі жатады. Бұл жүйеде кен алынған кеңістікті (выработанное пространство) қоршаған жыныстар құламайды (опырылмайды), ал тазартпа қазу жұмыстары тек қана уату, қайталама ұсату және кенді жеткізу үдірістерін құрайды. Осы кластың жүйесі кенді жеткізу тәсілдерімен ерекшеленетін екі топқа бөлінеді  (А тобына – кенді механикалық жеткізу, Б тобына – кенді өздігінен жеткізу жұмыстары жатады).

II класс жүйелерді бірлестіреді. Бұндай жағдайда кеннің және жанас жыныстардың (вмещающих пород) құлатылуы қарастырылады (АЗ қолдана әдейілеп (принудительное) немесе өздігінен құлату). II кластың жүйесі екі топқа бөлінеді. Бірінші топқа уатылған кенді блоктың табанынан өтілген түсіру қазбалары арқылы түсіру жұмыстары қарастырылатын қазу жүйесі жатады. Екінші топқа кенді уату және түсіру жұмыстары  аралықэтаждарда орындалатын қазу жүйесін жатқызуға болады.

III класқа тазартпа кеңістігін жасанды күтіп ұстау жүйесі жатады. I және II кластардан бұл жүйе келесідей ерекшеленеді. Бұл класқа кенді уату, қайталама ұсақтату және жеткізу жұмыстарымен қатар кен алынған кеңістікті бекітпелеу немесе толтырмалау жұмыстары қосылады.

I кластың қазу жүйелері металды кен орындарын қазып өндіру кезінде кеңінен өріс алуда (шамамен жалпы өндірілімнің 40 % құрайды).

Тұтас қазу жүйесі (4.14 - сурет) деп тазартпа кеңістігін табиғи күтіп ұстау жүйесін атайды. Бұл жүйеде панель барлық ені бойынша ашық қазымкеңістікті (выработанное пространство) және төбені алынбайтын тұрақты кендіңгектерді (панелдің шекарасы бойынша таспалы және ішкі панель бойынша ұзын баған тәріздес кендіңгектерді) құрайтын тұтас кенжарлармен (камераларға бөлінбей) қазып алынады (қазымдалады). Кенді қазып алуға дайындық жұмыстары тасымалық, негізгі жеткізбелік және панелдік штректері өтуден (жүргізуден) тұрады.

 

         4.14 – сурет – Тұтас қазу жүйесі: 1 – таспалы кендіңгектер (ленточные целики); 2 – баған тәріздес кендіңгектер (столбообразные целики); 3 – тасымалық штрек; 4 – панелдік штрек; 5 – түйіспе (сбойка); 6 – кенқұдық (рудоспуск); 7 – негізгі жеткізбе штрегі; 8 – қарнақты тіреу (штанговая крепь); 9, 10 – желдетпе қазбалары;

11 – бұрғы арба (буровая каретка); 12 – тиеп-жеткізбелік машина

 

Тұтас қазу жүйесі тұрақтылы кендерді және жанас жыныстарды құрайтын жайпаққұламалы (пологопадающий) және көлбеу сілемдерді қазып алуда қолданылады.

Бұл жүйе жақсы техника-экономикалық көрсеткіштерімен, кен орындарын қазып өндірудің жоғары қарқындылығымен  (интенсивность) және кеннің аз құнарсыздануымен (разубоживание) ерекшеленеді. Бірақта орташа қуатты және қуатты сілемдерді қазу кезінде кеннің кейбір бөлігі кендіңгектерде қалып қалады.

II кластың кенді және жанас жыныстарды құлату жұмыстарынан тұратын жүйесі орташа қуатты және қуатты күртқұлама сілемдерді қазу кезінде кеңінен өріс алған. Бұл жүйе кен алынған кеңістікті күтіп ұстау жұмыстарын қарастырмайды.  

Қазып алынған кен тазартпа кеңістігі бойынша өзіне меншікті салмағының әрекеті арқасында жеткізіледі және блоктың төменгі бөлігіне түсіріледі. Кеннің жалпы түсірілуіне байланысты уатылған кенге жанас жыныстар құлайды және кен алынған кеңістікті толтырады.

Жыныстардың құлауына байланысты күрт сілемдердегі этаждарды құлай қазу тәртібімен (порядок выемки нисходящий) тізбекті түрде қазымдайды. Этаждық құлату жүйелерінде блок толық биіктігі бойынша құлатылады және кенді түсіру блок табанындағы түсіртпелік тесіктер арқыры жүргізіледі.  

Кенді және жанас жыныстарды құлату жұмыстарынан тұратын қазу жүйесі қазып өндірудің өзіндік құнының (себестоимость) төмендігімен, қазып алудың жоғары қарқындылығымен  және өнімділігімен ерекшеленеді. Себебі, бұл жүйеде кен алынған кеңістікті бекітпелеу және толтырмалау үдірістері жүргізілмейді. Демек, бұл жүйеде кенді тазартпа кеңістігі бойынша өздігінен жеткізбелеу және оны жаппай уату жұмыстары қолданылады. Бірақта, бұл кластың қазу жүйесіне кеннің үлкен шамада жоғалымы және оның құлатылған жыныстардың астынан түсірілуіне байланысты құнарсыздануы өзіне тән.

Компенсациондық камераларды, кенді қыспада уатуды қолдана тұтастай қазып алуды құрайтын әдейілеп этаждық құлата қазу жүйелерінің варианттары  кеңінен өріс алған. Бұл қазу жүйелерінде кен бүйірден немесе табаннан түсірілуі мүмкін.

Кенді бүйірден түсіре әдейілеп этаждық қазу жүйесі (4.15 - сурет) кенді және жанас жыныстарды құлата қазу жүйесі деп аталады. Бұл жүйеде қыспадағы кен төтелдермен уатпалана  тұтастай қазу және оны этаждың толық биіктігі бойынша жеткізбелік қазбаның бүйірі арқылы тұп-тура құлатылған үстіңгі жыныстардың астына түсіру жұмыстарымен жүзеге асырылады. Кеннің түсірілу шамасы бойынша жеткізу қазбасының үстіңдегі уақытша кендіңгек қазып алынады, яғни өшіріледі.

 

         4.15 – сурет – Кенді тұтастай қаза және бүйірден түсіре әдейілеп этаждық құлату: 1 – бұрғылау қазбалары; 2 – жеткізу қазбалары; 3 – желдетпе штрегі; 4 – уақытша кендіңгек

 

Тазартпа кеңістігін жасанды түрде күтіп ұстай қазу жүйесі кезінде кенді қазу жұмысы кен алынған кеңістікті толтырмалай немесе кенжардың тұсындағы кеңістікті тіреумен бекітпелей жүзеге асырылады. Тазартпа кеңістігін жасанды түрде күтіп ұстау жұмысы тазартпа қазудың цикліне кіреді. Кенді қазып алғаннан кейін тіреу кен алынған кеңістікте не болмаса қалдырылады (тазартпа кеңістікті бекітпелеп қазу жүйесі), не болмаса кенді қазып алғаннан кейін тіреуді босатып алады. Демек, осының арқасында жанас жыныстар құлатылады (бастапқыда тазартпа кеңістікті бекітпелеп және келесіде жанас жыныстарды құлата қазу жүйесі).  

Кен алынған кеңістікті бекітпелеу және толтырмалау жұмыстары қосымша еңбек шығындарын қажет етеді. Бірақта, кеннің аз мөлшерде жоғалымын және құнарсыздануын қамтамасыз етеді. Себебі, уатылған кеннің үстіне бос жыныстар құлатылмайды.  

          Кен алынған кеңістікті жасанды түрде күтіп ұстау жұмыстары құнды немесе өздігінен жанатын кендерді қазу, сондай-ақ, жер беті қыртысын бұзбау қажет екендігі кезінде қолданылады.  

Жазық қатпарларды толтырмалай қазу жүйесі (4.16 - сурет) деп тазартпа кеңістігін жасанды түрде күтіп ұстай алатын қазу жүйесін атайды. Бұл жүйеде блокты жазық қатпарлармен төменнен жоғары бағыт бойынша қазып алады. Әрбір қатпарды қазып алғаннан кейін ол толтырмаланады. Толтырмалау тазартпа кеңістігінің бүйір тұстарын күтіп ұстау үшін қызмет көрсетеді, ал оның жоғарғы беті жабдықтар мен жұмысшылар үшін платформа ретінде қолданылады.  

 

        

         4.16 – сурет – Қазымкеңістігін толтырмалай жазық қатпарлап қазу жүйесі (система разработки горизонтальными слоями с закладкой):

1 – басты тасымалық  штрек; 2 – кеніштік штрек; 3 – қатпарламен байланыстырушы еңіс; 4 – желдетпелік өрлемелер; 5 – желдетпе-толтырмалық штректер; 6 – толтыр-маларды алып беруге арналған төтелдер; 7 – қатпарлаға қарасты бұрылмалар; 8 – кен-құдықтар (рудоспуски)