Дәріс. Тау кен қысымын басқару.

11.1 Жалпы мағлұматтар.

Тау қысымын басқару дегеніміз – пайдалы қазынды толық және тиімді түрде қазып алу үшін керекті өндірістік және қауіпсіз жағдай туғызу мақсатында, тазартпа кенжарында жұмыс кеңістігінде болатын тау қысымын реттеуге бағытталған шаралардың жиынтығы.

Тау қысымының пайда болу себептері геологиялық факторларға (жыныстардың физика-механикалық қасиеттеріне, жатыс жағдайына, т.б), кен қазбаларының өлшемдеріне, т.б. байланысты. Соның ішінде негізгі себеп болып салмақ күші есептеледі, өйткені үстінде жатқан жыныс қабаттары өздерінің салмағымен астындағы қабаттарды жаншып басады, ал ол қысымға қарсылық көрсетеді.

Тың сілемде, қазба жүргізбес бұрын, тау жыныстары тепе-теңді кернеу жағдайында болады. Кен қазбаларын жүргізген кезде айналасындағы жыныстардың кернеу күштері бөлініп, күрделі кернеу пайда болады. Яғни, қазбаның үстіндегі жыныстар тікелей айырылғаннан кейін, жыныстың салмағы сілемнің шектес бөліктеріне түседі. Қазбаның бүйірлеріндегі сығылу және төбесі мен табанындағы созылу кернеулері шоғырланады.

Кернеулердің ең көп шоғырлануы қазбаның бұрыштарында байқалады. Сондықтан ондай жағдайды болдырмау үшін қазбаның көлденең қима пішінін дөңгелек жасаған дұрыс. Көлденең қимасы дөңгелек қазбаның барлық периметріне бірдей тараған, тек қана сығылыс кернеулер болады.

Кен қазбаларын жүргізудің әсерінен жыныстарда, кернеулері мен деформациялары тегіс емес бөлінген аймақтар пайда болады. Егерде қазбалар бір-біріне жақын орналасса, олардың кернеулері қосылады да кернеу шоғыры өседі. Жоғары шоғырланған кернеу тәрізді тау қысымы, кенжар маңындағы жыныстарды қысу арқылы деформацияға ұшыратады. Егер кернеу, жыныстың серпімділік шегінен артық болса, онда пластикалық деформация басталады және арты қазбаның төбесінің майысуына, қабат аралықтары ашылып, төбесінің жыныстарының бұзылуына әкеліп соғады. Кейбір кездері тау қысымы қазбаның бүйірлері мен табанында да деформацияға ұшыратады. Сонымен, сілем жыныстарының кернеу және деформация жағдайлары түгелдей тау қысымына байланысты.

Кен қазбаларының түріне байланысты тау қысымын меңгерудің бірнеше түрлері бар. Оларға мыналар жатады: қазбаны бекіту; жыныстан кентірек қалдыру; кені алынған кеңістікті толтыру; кені алынған кеңістіктің төбесін құлату. 11.1 кестеде қазым кеңістікті толтырмалау әдістерімен оның ерекшеліктері келтірілген.

Жерасты кен қазу жұмыстарынан пайда болатын қысымы мынадай тәсілдермен басқарылады:

-кені алынған тазартпа кеңістіктерді жасанды бекітпелермен және табиғи кентіректермен, толтырмалармен, ал кейде екеуін қатар қолданып құлатпай сақтау;

-тазартпа кеңістіктерд кентіректер қалдырып сақтау;

-тазартпа кеңістіктерге үстіңгі жыныстарды құлатып, толтыру.

11.1 кесте

Қазым кеңістікті толтырмалау әдістері және оның ерекшеліктері

Толтырмалау тәсілдері мен топтары	Ерекшеліктері
I. Қатты (монолитті)	Толтырымдау массиві монолиттерден тұрады
1. Қатаюшы:	Толтырма құрамына байланыстырушы, қатаюшы заттар кіреді.
а) қатайтылып құйылған	Қазым кеңістікке дайын өнім беріледі.
ә) инъекциялы	Қазым кеңістікке орналастырылған инертті қоспа сіңіп содан ерітіндімен қатырылады.
б) бөлектеп қатаюшы	Толтырма мен қатыратын зат бөлек-бөлек беріліп қазым кеңістікте араласады.
2. Мұзды:	Қазым кеңістікке берілетін судың қабатталып суып мұзға айналуы
а) табиғи мұзды	Көп жылдық мұзды жағдайда
ә) құм, ұсақталған жыныстармен араластырылып жасалған мұзды	-
3. Блокты	Тас блоктарды жабыстыратын ерітінділермен қатайтатылып қаланады.
I I. Сусымалы:	Толтырмалау материалы сумен құбыр арқылы қазым кеңістікке беріледі.
1. Гидравликалық
2. Құрғақ:	Толтырмалау материалы өзінің салмақ күші мен сырғытылып қазым кеңістікке өздігінен беріледі.
а) өздігінен
ә) механикалық	Толтырмалау материалы қазым кеңістікке құбырлармен арнайы машиналар арқылы лақтырылады.
б)ауалық	Толтырмалау материалы қазым кеңістікке құбырлар арқылы сығылған ауа қысымымен беріледі.

11.2 Қазылған кеңістікті кентіректермен ұстау

Кені алынған кеңістіктердің қалпын сақтап кен қазу, тау жыныстарының беріктігіне байланысты. Егер жанас жыныстар берік болса, онда ашық тазартпа кеңістікті кен қазу жүйесі қолданылады. Мұндай жағдайда кентіректер қалдырылып отырады. Ашық тазартпа кеңістікті сақтау оның көлеміне, пішініне, өлшеміне, сондай-ақ кентіректердің өлшемдеріне, пішініне және орналастыру тәртібіне байланысты. Кентіректер ленталы немесе оқшау-оқшау болады. Олардың пішіндері төртбұрышты, текше, жұмыр, сопақ болулары мүмкін және белгілі жүйемен, ал кейде жүйесіз де қалдырылады. Атқаратын қызметіне байланысты кентіректер тосқауылды (шахта аралық), үлкен учаскелерді бөлетін панельдік, қабатаралық, блокаралық, камера аралық (жіңгекті) кентіректер болып бөлінеді. Кентіректердің өлшемі – тазартпа кеңістікке түсетін тау қысымына және кен қазу тереңдігіне байланысты. Кентірек шаршы болып келсе, оның өлшемі 3х3 -тен 6х6 м, төртбұрышты болса 3х4-6х8 м, жұмыр кентіректің диаметрі 3-8 м, панельдік кентіректің ені 10-30 м дейін барады.

11.3 Қазылған кеңістікті бекіту

Азылған кеңістікті бекіту түрі кен-геологиялық жағдайларға сәйкес кен қазу жүйесіне байланысты болады. Кенді тазартпалап қазу кезінде тау қысымының әсерінен жыныстар құлап кетпеуі үшін әр түрлі бекітпелер пайдаланылады. Кен жұмысында жиі кездесетін бекітпелер; рамалы, күшейтілген керме, торғауыт бекітпелері (станковая крепь), анкер бекітпелері, шашыранды бетон бекітпелері.

Рама бекітпелері көбінесе қазбаны жүргізгенде қолданылады. Рамалы екі тіреуден және маңдайшадан тұрады. Рамалар бір-біріне алшақ немесе тұтас қатарлап қойылады.

Алыңдығы орташа және жұқа көлбеу, күртқұлама кен сілемін тазартпалап алу кезінде кеңістікті құлатпай сақтау үшін күшейтілген керме бекітпелер қойылады. Егер күшейтілген керме бекітпе тау қысымына төтеп бере алмайтын болса, онда кені алынған кеңістік бос жыныстармен толтырылып отырады.

Бекіту жұмысын арзандату және жеңілдету мақсатында анкер бекітпелерін пайдалануды қажет етеді. Анкер бекітпенің атқаратын жұмысы – ашылған төбе жыныстарының қатпарларын көлденең тесіп, болтпен (штангамен) бір-біріне қосып “тігеді”, сөйтіп берік бір қатпар жасайды. Анкер темірден, темірбетоннан және болат полимерден жасалады. Олардың ұзындығы 1,5-3 м, ал диаметрі 25 мм. Анкердің ұшы кептеліп қалатындай етіліп, басы бұрандалы болып келеді. Анкердің төбе жыныстары жарықшақты болып келсе, темір тормен көмкере анкермен бекітіледі.

Азба қабырғаларын шашыранды бетонмен бекіту тәсілі әр түрлі кен-геологиялық жағдайда қолданылады. Бұл тәсіл өз алдына жеке немесе басқа да тәсілдермен қоса қолданылуы мүмкін. Шашыранды бетонмен қазбаны бекіту тиімді және өнімді. Оны жеке қолданғанда 2-5 см, ал басқа бекітпелермен қоса қолданғанда қалыңдығы 2-3 см етіп алады. Шашыранды бетон жұмыстары механикалық әдістермен орындалады.

Дата добавления: 2015-10-24