Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Казахский национальный технический университет им. К. И. Сатпаева

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

байгурин лекция.doc

Скачиваний:

Добавлен:

13.03.2015

Размер:

7.74 Mб

Скачать

☆

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

№1 Дәріс. Кіріспе. Курс мазмұны, кен орнындарын геометриялаудың дамуы жайында қысқаша мәлімет. П.К.Соболевский және оның шәкірттері.

Жер қойнауы геометирясының ең басты мақсаттарының бірі пайдалы қазбалар кен орнындарын геометриялау болып табылады. Геометриялау арқылы кенді бақылау, өлшеу, геометриялық түрде көрінісін, касиеті немесе белгілерін алу мақсатында есептеу және оның нәтижелерін жинақтап график түрінде бейнелеуге болады. Бұл жұмыстарды орындау үшін геологиялық циклдегі пәндерден басқа, кен орнындарының геометриялық моделін дайындаудағы проекцияларды білу қажет.

Кен орнындарын геометриялауда геологиялық нысандардың геометриялық пішіндері әдетте сандық белгілері бар проекцияда және сиректеу қолданылатын аффиндік және аксонометриялық проекциялармен жүзеге асырылады. Бұл проекциялар курс барысында пайдалы қазбалар кен орнындарын геометриялау мәселелерін шешуде қарастырылады. Кейбір тау-кен-геометриялық мәселелерді шешуде стереографиялық проекциялар да қолданылады.

Егер маркшейдерлік пландар мен қималарда игерілетін кен шоғырының пішіні, оның жатыс жағдайлары мен пайдалы қазбалар қорының орналасуы, оның әртүрлілігі мен құрамы дұрыс бейнеленбесе, онда тау-кен өндірісі дұрыс жобаланбайды және оның құрылысы дұрыс жүргізілмейді, сонымен қатар кенді ашу мен қазу жүйелері дұрыс таңдалмай қалады.

Онсыз кен орнында тау-кен жұмыстары мен барлау жұмыстарын дұрыс жүргізуге қажетті кен орнының құрылымы мен ондағы минералданудың орналасуы бір бірімен байланысын жоғалтады.

Ең басында тау-кен немесе жерасты геометриясы деп маркшейдерлік іс аталған (кейбір елдерде бұл атау қазіргі күнге дейін сақталынған). Кейбір ғалымдар, оның ішінде П.М. Леонтовский кейінгі жылдардың өзінде «маркшейдерия» терминін орынсыз деп санап, «тау-кен геометиясы» терминімен ауыстырған.

Бұл жаңа ғылыми пәнді П.К.Соболевский тау-кен геометиясынан бөлек жер қойнауының геометриясы деп атады. Жер қойнауының геометриясында зерттеу нысаны ретінде жер қойнауын, ал зерттеу әдісі ретінде — геометриялық математиканы қарастырған. Қарастырылып отырған негізгі пәнді П.К. Соболевский екі түрлі жолмен анықтаған: теориялық бөлімінде — геомеханикалық өрістің физикалық-математикалық талдауы немесе геометриялық талдау, ал қолданбалы бөлімінде — тау-кен жұмыстарын жоспарлау және жер қойнауын оңтайлы пайдалану негізі ретінде өндірістік геологиялық барлау және пайдалы қазбалар кен орнындарын геометриялаудың әдәстері.

«Жер қойнауының геометриясы» пәнінің негізгі теориялық жағдайы жайлы ілімді П.К. Соболевский 1932 ж. жариялады. Бұл жұмыс көптеген пайдалы қазбалар кен орындарының барлық кезеңдерінде геометриялау әдісімен өңдеуге негіз болып табылды.

Пайдалы қазбалар кенорнын геометриялау үйрену 30—40-шы жылдары көбірек дамыды — халық шаруашылығын қалпына келтіру мерзімі кезінде. Осы жылдардың ішінде П.К. Соболевский, П.А. Рыжов, П.А. Корольков, Г.И. Вилесов, Д.Н. Оглоблин және баска профессорлардың жетекшілігімен әртүрлі типтегі пайдалы қазбалардың көптеген кен шоғырларын, әсіресе Урал кен орындарын геометриялауда үлкен жұмыстары жасалды. Сонымен қатар А.Ж.Машанов және оның шәкірттері Қазақстан бассейндерінде дәл осындай жұмыстар жүргізді.

Соңғы жылдары компьютердің кең пайдалануы мен тау-кен өндірістеріндегі басқарудың автоматтандырылған жүйесі (БАЖ) талаптарына байланысты түрлі пайдалы қазбалар кен орындарын геометриялау П.А. Рыжов, Г.И. Вилесов, И.Н. Ушаков, Д.А. Казаковский, А.А. Трофимов, А.Ж.Машанов, Гудков, В.В. Ершов, В.Ф. Мягков, В А. Гордеев жұмыстарында әрі қарай дамып, жетілдірілді.

Жер қойнауын геометриялау туралы мәселелер туындаса, ол әрбір үш жылда бір рет өткізілетін маркшейдерлік іс және кен орнының геометриясмы саласындағы халықаралық симпозиумда қарастырылады.

Жер қойнауының геометриясы басқа ғылыми пәндер сияқты көпсалалы болып табылады. Ол геологиялық барлау, тау-кен және маркшейделік іс пәндерінің жалпы кешеніне кіреді.

Алдына қойылған міндеттерін атқаруда «Кен орындарын геометриялау» пәні тау-кен ісі, маркшейдерлік іс, Кен геометриясы және т.б. ғылымдардың деректе-ріне сүйенеді (1-сурет).

1- сурет. Кен орындарын геометриялаудың басқа

ғылыми пәндермен байланыс сұлбасы

Жер қойнауының геометриясы түрлі тау-кен өндірістеріндегі берілген барлау бұрғылау ұңғымаларына тікелей геологиялық бақылаулар, маркшейдерлік түсірістер, жер бетіндегі жалаңаштанған тау жыныстарын зерттеу жұмыстарын, геофизикалық бақылаулар, зертханалық зерттеулерге арқа сүйейді.

Жер қойнауының геометриялауда көптеген мәліметтер оның жүйеленуін, алдын ала өңделуін және дәл бағалануын қажет етеді. Сол себепті жалпы теориялық, яғни физика, математика, химия ғылымдарымен жер қойнауының геометриясы өзара байланысты. Кен орнындарын геометриялау, олардың жан жақты геологиялық зерттеу мен тиімді игеруі үшін қажет. Соңғысына байланысты жер қойнауының геометриясы тау-кен техникалық, яғни кен орнын ашу, өндірістік жүйесі, тау-кен жұмыстары өндірісінің кешенді механикалануы және басқа да сол сияқты пәндермен тығыз байланысты.

Кен орнындарын геометриялаудың ғылыми-өндірістік мағынасы - оның барлық, мүмкін болатын тікелей немесе және жанама жолдармен өлшеніп, санмен өрнектелген барлау нысандарын қажетті дәлдікпен қағаз бетінде бейнелеуінде және жер қойнауын тиімді игеру үшін кеншіге қажет кен шоғырының пішінін, жатыс жағдайын, кеннің орналасу қасиеттерін мен қоршаған тау жыныстарыныңж сипаттамаларын, сонымен қатар өндірістегі кенді оңтайлы игерудің техникалық және технологиялық және т.б. жағдайларын білу үшін қажет.

Кен орнындарын компьютерде модельдеу, көрші учаскелерде кен көрсеткіштерінің орналасуын болжау жер қойнауын кешенді игеру мәселелерін геологиялық, технологиялық және экономикалық факторларды қоса есептегенде оңтайлы шешуге негіз болады. Кен орындарын геометриялау тау-кен өнеркәсібін басқарудың автоматтадылыған жұйесінің (БАЖ) қызметіне де ерекше орын алады.

Большой объем геологической и геометрической информации, поступающей при разведке и особенно при разработке месторождений, требует новых методов сбора, хранения и обработки этой информации с применением компьютерной технологии при геометризации месторождений полезных ископаемых.

Кен орныдарын барлауда, әсіресе кендерді игеру барысында пайда болатын геологиялық және геометриялық мәліметтердің үлкен көлемі пайдалы қазбалардың кен орындарын геометриялауда сол мәліметтерді компьютерлік технологияларды пайдалана отырып жинау, сақтау және өңдеудің жаңа әдістерін қажет етеді.

Әдебиеттер:

Нег.: 1[5-10]; 2[3- 8];

Қос.: 8 [4-8]

Бақылау сұрақтары:

Кен орнындарын геометриялау дегеніміз не?
Кен орнындарын геометриялау қандай ғылымдармен байланысты?
Кен орнындарын геометриялаудың дамуына ғалымдардың қосқан үлесі?
П.К.Соболевский және оның шәкірттері.
А.Ж.Машанов және оның шәкірттері.

№2 Дәріс. Маркшейдерияда қолданылатын проекциялар.

Пайдалы қазбалар кен орындарының геометриялық әдістерінің және тау-кен ісі мен геологобарлау жұмыстарының мәселелерін шешудің теориялық негізгі әдістері болып геологиялық зерттеулер, соның ішінде геохимиялық өріс жайлы, топографиялық көріністер мен соларға математикалық қимылдар, сондай-ақ статистикалық-ықтималдылық және басқа да математикалық әдістер мен проекция жайындағы зерттеулер саналады.

Сандық белгілері бар проекциялар. Проекцияның мәні проекцияның негізгі жазықтығына және заттың дәл нүктелерін тік проекциялауында болып табылады. Осындай проекциялау нәтижесінде заттың проекциясында екі өлшем ғана көрінеді. Үшінші өлшем – проекцияланатын нүктелердің жазық проекциядан ара қашықтығы – осы нүктелердің сандық белгілерімен көрсетілген.

Түзу сызықтар проекциясы.1 суретте АВ түзу сызығы көрсетілген, ол оның кез келген екі А(25, 15, 90) и В(110, 50, 30) нүктелері арқылы анықталады.

2 - сурет. А және В нүктелерінің және АВ түзуінің

үш жазықтықтағы көрінісі

Сонымен қатар суретте осы түзудің ХОY көлденең жазықтығына түскен проекциясы берілген (а₉₀ - б₃₀), ХОZ тік жазықтығына (а₁₅ - б₅₀ ) проекциясы, YOZ тік жазықтығына (а₂₅ - б₁₁₀ ) проекциясы түскен.

Түзудің жазық проекциясына оның көлбеулігі аналитикалық түрде (түзу проекциясының жанына оның құлау бұрышы немесе ылдилығы жазылады) немесе градусталған белгілермен көрсетілуі мумкін.

Аффиндік проекция. Тау-кен өндірісі жекеленген шекаралары түрлі түстермен боялады. Жеке қабаттардың, шректердің және т.б. тазарту жұмыстары түрлі штрих сызықтармен бейнеленеді. Сызбаның астыңғы бөлігінде бояулар мен штрихтармен белгіленген шартты белгілер көрсетіледі.

Геологилық-маркшейдерлік жұмыстардағы толықтырулар аффиндік проекцияда негізгі кен орнында, шахтада, карьердегі пландардадың толықтырулармен бірдей жүргізіліп отырады.

Егер ашық кенорнында немесе кеніштердің штректері мен қабаттар саны аз болса, ал тау-кен немесе барлау қазбаларының кішігірім көлденең қималармен салыстырғанда түбегейлі созылымды болады, аффинді проекцияны нысанның горизонтальді өлшемі мен формасы өзгермейтіндей етіп таңдау керек. Бұл жағдайда аффиндік графиктегі нысанның көлденең қимасына сәйкес масштаб бойынша осы қималарды проекцияға сандық белгілермен графиктің жеке қималарына көшіреді.

3- суретте жерасты өндірісінің сандық белгілермен белгіленген проекциясы берілген: кеніш оқпаны- 1, 20-қабаттың штрегі, 170-қабаттың штрегі, 290-қабаттың штрегі, 20- қабат штрегінің 170- қабат штрегіне еңісі және 170-қабат штрегінен 290 қабат штрегіне еңісі және бір көлденең жазықтықта жатқан үш квершлагқа еңісі, сол себепті планда (пунктирлі сызықшалармен) бір өндіріс секілді бейнеленген.

Осы планда Ох- өсінің шамасын оның проекциялық бағыты штрек бағытымен 30—60° тең болатындай етіп өлшеніп алады. Координаталық торға сәйкес, жоғалтып алмау және қалпына келтіру үшін , өстердің басын 1000 тең абцисса мен 600 тең ординатамен қиылысқан нүктесі арқылы белгілеп жазып қояды. Ұқсастық өсінде кез келген орында аффинді координат бастамасын (0 нүктесін) қолданады.

Ерекше i және l нүктелеріне тән 1, 2, 3... көрсетілген тау-кен өндірісін перпендикулярды ұқсастық өсіне ығыстырады. Осы перпендикулярлардың негіздемесіне дейінгі қашықтық ұқсастық өсінен 0 нүктесінен осы нүктелердің аффинді абсциссасы анықтайды.

Суретте көрсетілген тау-кен өндірісінің аффиндік бейнесін таза қағаз бетіне салып,тау-кен жұмыстарының астыңғы қабатының ұқсастық өсі түсіеді (290 м – қабатта). а ұқсастық өсі шl" 6", 7" нүктелерін олардың абсциссалары 0шl', 06',07 арқылы салады (4 сурет.).

3сурет. Кен орнындағы тау-кен өндірісінің проекциядағы сандық белгісі бар бөлігінің кескіні

4 сурет. Тау-кен өндірісінің 2 суретте

сандық белгіленумен көрсетілген

кескіннің аффинді проекциясының

құрылымы.

Аксонометриялық проекциялар. Кен өндірісінің аксонометриялық көрінісін поекцияда салуға негіз болған 2 және 3 суреттерде көрсетілген сандық белгіленуі бар тау-кен өндірісінің 4 суретте көрсетілген жоспары. Таза қағаз бетінде аксонометриялық өсті таңдалған сәйкес аксонометриялық проекцциямен бірге салынады, осы жағдайда Z өсі тік бағытталады.

5-сурет . 3 және 4-суреттерде бейнеленген кен қазбаларының аксонометриялық проекциясы

Әр аксонометриялық өс үшін сызықтық масштаб салынады, жеке алғанда таңдалған диметриялық поекция үшін X және Z өстері арқылы масштабтар М масштабымен бірдей етіп, ал У өсі үшін 0,5М масштабын таңдайды, мұндағы М – маркшейдерлік планның масштабы.

Содан кейін кен өндірісінің берілген қабатымен (—20 м; —170 м; —290 м) әр қабаттың таңдалған аксонометриялық проекциясына сәйкес координаталық торын, өлшемін және өстердің бағыттарын жазықтықтағы аксонометриялық көрінісін салады. Тордың әр клеткасы кен жұмыстарының негізгі маркшейдерлік пландағы дециметрлік квадраттық торға сәйкес болуы тиіс.

Координаталық тордың әр түзуінде негізгі маркшейдерлік пландағы координаталық тор мәніне сәйкес келуі тиіс координат мәні жазылады. Аксонометриялық координаталық тор көмегімен диметриялық проекциядағы әр қабат бойынша кен өндірісінің бейнесі сызылады.

Өндірістің барлық қабаттарының горизонталь қазындылары олардың өздеріне сәйкес қималарымен жалғастырып салынғаннан кейін, сол кәсіпорнының құлама және көлденең қазындылары салынады.

Кен өндірісінің аксонометриялық көрінісін дайындау негізгі маркшейдерлік пландарда қабылданған шартты белгіленулерді қолданады, сызбада аксонометриялық проекция атауы және аксонометриялық өс арқылы қабылданған масштабтар көрсетілуі тиіс.

Әдебиеттер:

Нег.: 1 [216-219]

Қос.: 3 [66-76]

Бақылау сұрақтар:

Маркшейдерияда қандай проекцияларды қолданады?
Сандық белгілеуі бар прекциялар туралы?
Аффинді проекция дегеніміз не?
Аксонометриялық проекция дегеніміз не?
Стереометриялық проекция дегеніміз не?

№3. Дәріс. Кен орнындарын геометриялаудың теориялық негіздері.

Пайдалы қазбалар кен орнындарын геометриялаудың ғылыми базасы болып пайдалы қазбалар кен орны туралы ілім, проф.П.К. Соболевский жасаған – жер қойнауының геохимиялық өрісінің тоериясы, топографиялық беттерді талдау, осыларға математикалық әрекеттердің аппараты, сонымен қатар берілген бақылаулар өңделуіндегі математикалық статистика әдістері есептелінеді.

Жер қойнауының геометриялық моделін дайындауды зерттеудің негізгі обьектісі - пайдалы қазбалар кенорны, оның формасы және жату шарттары, пайдалы және зиянды компоненттердің және пайдалы қазбалардың басқа да қасиеттері, сонымен қатар жер қойнауында болып жатқан процестер болып табылады. Жер қойнауының осы көрсеткіштерінің барлығының өзіндік геометриясы болады.

Бұл геометрия егерөзіне сәйкес дәлдік дәрежесімен сызбада бейнелеуге мүмкіндік болса, онда белгілі дәрежеге дейін ашық және зерттелген болып саналады. Сонымен қоса, сызба (немесе сызбалар) кен қасиетін немесе формасын бейнелегенде, көрініс шарттарын, сериялығын, құрылыс қарапайымдылығын қанағаттандыруы тиіс..

Алдында айтылғандай, жер қойнауындағы пайдалы қазбалар әр түрлі және күрделі формаға ие. Жер қойнауы аясындағы пайдалы қазбалар кез келген геологиялық дененің жерасты формасы, пайдалы қазбаларды басқа жыныстардын бөліп тұратын бетпен сипатталады. Бір жағдайларда бұл беттер тұйық болып келеді, яғни анықталған көлемді жиектейді, басқа жағдайларда, мысалы, тектоникалық жарылымдардың беттерінің әр түрлілігі, алшақ салынған, соңғысы тұйықталған беттердің жеке жағдайлары болып табылады.

Изосызықтық әдіс жазықтықтың жоспарда бейнеленуінің ең тиімді әдісі болып табылады. Изосызықтық әдістің негізіне сандық белгіленуі бар проекциялар жатады. Жеке алғанда изосызық дегеніміз әртүрлі көрсеткіштердің бірдей мәндегі нүктелерін айтады. Жалпы алғанда изосызық деп қисық, тұйықталған сызықты айтады.

Изосызық (горизонткальдар) көмегімен жазықтықтарды, қисық беттерді және әртүрлі денелерді бейнелейді. Сондай-ақ изосызық көмегімен бедер бетінің және топографиялық беттің қасиеттеріне ие болатын үстірттерді бейнелеуге болады. Топографиялық беттің негізгі қасиеттері тік сызықтан бұл бет бір нүктеде ғана кесіп өтеді.

Математикалық топографиялық бетті z функциясы екі х және у ауыспалылығында көрсетілген:

Z= f(x,y).

Бұл функцияның анық түрі белгісіз болса да, бірақ ол шектілік, мағыналық, үздіксіздік және созылыңқылық шарттарын қанағаттандырады.

Шектілі, және мағыналық шарттары берілген x және y функцияларының аргументтері тек бір ғана және шекті мәндерді көрсетеді.

Үздіксіздік және созылыңқылық шарттары геомеханикалық өрісте және берілген геологиялық дененің аргументтерінің аз ғана үзіліссіз өзгерулерінде функция мәні ауытқусыз өзгереді, математика тілімен айтқанда функция дифференциалданады.

Осы шарттардың тікелей зерттеулері болып пландағы топографиялық бет болып бейнеленген изогипс, яғни - изогистар мен горизонтальдар - салындылар арасындағы тұйық қисықтар арқылы бейнеленген изогипстер мен горизонталдар бір бірімен қиылыспайды.

Кез келген елді мекен жоспарында топографиялық бетті көрсету үшін учаскенің әр түрлі нүктелерінің теңіз деңгейіне және горизонт шарттарына сәйкес биіктік мәндерін анықтау үшін қажет, одан кейін х, у координаталары бойынша осы нүктелерді жоспарда көрсету, жанына биіктіктерін жазып қою керек, нүктелер арасындағы құламалардың сызықтары бойынша қима жүргізіп интерполирование жасау; бірдей белгілері бар нүктелер арқылы ирек қисықтар, яғни елді мекен учаскесінің рельеф бетінің (изосызықтардың дербес жағдайы тәрізді тең биіктіктердің сызықтары) изогипстер.

Сөйтіп, берілген учаскенің планында топографиялық бетінің немесе рельеф бетінің графикалық бейесі көрсетіледі.

Z= f(x, у) функциясын немесе оның топографиялық бетін аналитикалық түрде көрсету мүмкін емес. Егер оны аналитикалық түрде көрсетуге болса , онда ол формула күрделі түрге келеді де, оны іс жүзінде қолдану мүмкіндігі болмай қалады.

Тең биіктікті сызықтар осы функцияның графикалық мағынасын білдіреді, соны қолдану арқылы практикалық мәселелерді оңай шешуге болады.

Пайдалы қазбалардың формасының геометриялық моделін анықтау арқылы геологиялық дененің тұйық беті бір немесе бірнеше топографиялық беттермен көрсетіледі. Әр берілген мәндерді мына берілген жоспар, қималар және графиктер құруда жалпыландыру түрінде кескіндейді:

- егер кен орындары бірнеше пласттардан немесе желілерден тұрса, онда олардың пішіні, жер қойнауының әртүрлі нүктелеріндегі жатыс элементтерін (қалыңдық, тереңдік, координаттары, созылымдар мен құлау бұрыштары), оның санын және жердің бетіне байланысты бір- бірімен орналасуын;

- егер пайдалы қазбалар бірнеше сорттармен көрсетілсе, онда пайдалы қазбалардың кейбір жеке сорттары жер қойнауында жайғасуын;

- кен орны құрамындағы пайдалы және зиянды өндірістік компонентердің жайғасуын;

- қоршаған тау жыныстарын (табандық, төбелік), олардың әртүрлі қатпарларының пішіндері мен қалыңдықтарын;

-кен орнының гидрогеологиясын: жерасты суларының беті, сулы горизонттардың қалыңдығы, судың жетуін дұрыстау және т.б.;

Кен орындарын геометриялау барлау мен кен өндірудің әрбір сатысына үздіксіз жүргізіліп жатады және алынған графиктер толықтырылып отырылады.

Кен орындарын барлау және әсіресе өндіру кезінде алынған әррбір жаңадан алынған мәліметтер алдыңғы мәндермен салыстырғанда дәлірек көрініс тауып, алдыңғы жасалған графиктерді жөндеп, келесі мәселелерді шешуге ықпал етеді.

Бірнеше ондаған жылдар бұрын кен орнын барлау кезінде негізгі құжат ретінде барлау туралы есеп беру болған, онда кенорнының ашу ерекшеліктері қарапайым сөздермен сипатталған. Осы есеп беруге иллюстрация ретінде ғана кейбір карталар, жоспарлар және қималар көрсетілетін болған.

Көптеген кен орындарының сипаттамалары дер кезінде осындай құжаттармен қамтамасыз етілмегендіктен, кендерді ашу және өндіру жұмыстарын жүргізу, жоба құру жасау үшін бұл құжаттар жеткіліксіз болды.

Көптеген есептерде (отчетарда) берілетін иллюстрация ретінде қосылған карталар, пландар және де басқа графиктер кенорнының барлық сипаттамаларын, яғни кенорнындағы кеннің жату формасын, оның тектоникалық бұзылымдарын және пайдалы қазбалардың құрамының кеңістіктегі ерекшеліктері мен оның құлау шарттарын жете көрсетілмеді.

Бұның барлығы өз кезегімен жер қойнауының сипаттамасын субъективті талқылауға алып келіп, жалған аналогтар мен салыстырулар туғызды. Жер қойнауының геометриялық моделін дайындау әдісі ұзақ керексіз сөздерді қысқаша және толық түсінікті изосызықтары бар графиктермен ауыстырды.

Пайдалы қазбалар кенорнының геометриялық моделін дайындау кезіндегі графиктерді зерттеу және түрлі көрсеткіштері бар сызба кеңістігінде бейнеленуінің негізгі әдісі болып изосызықтар әдісі және геологиялық қималар немесе профилдер әдістері есептеледі.

Бұл екі әдісе бір - бірін түсіндіріп және толықтырады және де кенорнының ерекшеліктерін толық көрсетіп тұрады.

Көптеген техникалық әдебиеттерде екінші әдіс бірінші әдіске қарсы қойылған, бірақ негізгісі болып саналады. Бұл дұрыс емес, әр әдіс түрінің өзіне тән қасиеттері сызба бетінде көрсетіледі.

Егер қайсы бір кен денесінің көрсеткіштері изосызықтарда жақсы көрінсе, онда бұл көрсеткіштерде тек изосызықтармен бейнелеген дұрыс. Егер тау-кен жыныстарының өзара қиылысуын көру керек болған жағдайда – қима салады.

Егер бір сызбада кен денесінің шекарасын және ығысатын жыныстарды,олардың литологиялық әртүрліліктерімен көрсету өажет болған жағдайда, сонымен қатар кенді дененің қимасындағы компоненттердің орналасу қасиеттері, бұл көбінесе компоненттер құрамының өзгеруін изосызықтар арқылы бейнеленген геологиялық қима түрінде жақсы көрінеді.

Изосызықтар әдісі арқылы жоспарда кен орнының тектоникалық барлануы арқылы ашылған кен денесінің жату шарты мен формасын анықтайтын бетті бейнелейді, пайдалы қазбалардың өндірістік және техникалық қасиеттерін үлестіру және басқа да көрсеткіштер.

Кен орындарын геометриялаудағы изосызықтар әдісін графикалық модельдеу әдісі деп атайды, себебі осы әдісті қолдану арқылы қағаз бетіндегі жазықтықта кен орындарының көрнекілік ретіндегі бейнесі кеңістіктегі моделімен бірдей көрініс табады.

Изосызықтық әдіс тек көрнекілік ретінде емес, сонымен қатар маңызды сұрақтарға жауап ретінде,не түрлі жағдайларда кендену мен оның құрылымы арасында байланыс орнату үшін де, барлау кезіндегі мәліметтерді объективті бағалап, жаңа жетіспеушіліктердің барлау өндірулері тиімді жерлерде жоспарлануы қажет.

Кен орындарын геометриялауға кен орнының формасы, қасиеттері және басқа да сандық белгідегі көрсеткіштері жатады. Бұл жағдайда кен орнының көрсеткіштері геометрияланатын дененің проекцияларын планда немесе басқа да жазықтықта изосызықтар түрінде көрсетіледі.

Пландағы изосызықтыр түріндегі көрсетілген кен денесінің қай беті екенін көрсетудің дәлдік дәрежесі барланған нүктелердің жиілігіне (анықталған, өлшенген), план масштабына және кен денесінің табиғи көрсеткіштерінің біртіндеп өзгеруіне, яғни жердің үстіңгі бетіндегі және астыңғы топырақ қабатындағы кен денесінің, қасиеттерінің біртіндеп өзгеруіне байланысты.

Геологиялық және тау-кен геометриялық әдебиеттерде изосызықтық әдісті субъективті деп те атайды, себебі ол кейбір жағдайда бір барлану мәліметтері арқылы изосызықтарда екі бетті салуға мүмкіндік береді. Бірақ изосызықтардың бұл әдістік қасиеттері жеткіліксіз, себебі барлау мәліметтерінен де шешім табу жеткіліксіз болып тұр. Сондықтан да, алынған бейнлердің сенімділігін жоғарылату үшін қосымша мәліметтерді алып отыру қажет.

Жер қойнауы әртүрлі заттардың кездейсоқ және ретсіз орналасқан жиынтығы деп айтуға болмайды, оның құрылымын матеамтикалық (геометриялық) түрде бейнелеуге болады.

Пайдалы қазбалардың кез келген кен орны геометризациялау кезінде геомеханикалық өрісті көрсетеді.

Ал, геотектоникалық формалар, шын мәнінде; геохимиялық өрістердің жинақталатын шекаралар болып табылады.

Егер қарастырылып отырған жер қойнауының кез келген қасиеті кез келген нүктеде санмен көрсетілсе, онда осы қасиеттің мәні ретінде кеңістіктегі нүкте мен уақыттың орналасу орнының функциясы ретінде қарастыруға болады.

Егер нүктенің кеңістіктегі орны үш координата x,y,z арқылы көрсетілсе, уақыт өткен сайын олар өзгеріске үшырайды.

Уақыттық координатаны -t деп белгілесек, онда жер қойнауының қандай да бір қасиетінің қарапайым көлемдегі сандық мағынасы - Р кеңістіктегі нүкте координаталары (қарапайым көлемнің центрі) мен уақыт координатсының функциясы болып табылады.

Ол функцияны мынандай түрде өрнектеуге болады:

P = f(x,y,z, t).

Анық түрдегі бұл функцияны көпшілік жағдайда өрнектеуге болмайды. Бірақ қарастырылып отырған жер қойнауының кеңістігінде мұндай құрамын зерттейтін функция шектіліктің шарттарын, бірмағыналылығын, үзіліссіздігін және біртіндеп өзгергіштік қасиеттерін қанағаттандырады. Сонымен қатар, бұл қасиеттердің жеке өлшеулер мен сандық мәндерінің заңдылықтарының өзгеруі геометриялық айқындалған және көрсетілген.

Шектіліктің шарттары функцияның шектік қасиетінің бар екенін білдіреді, яғни жер қойнауының қасиеттері әрбір кеңістік нүктесіндегі жер қойнауының шексіз үлкен сандармен көрсетіле бермейді.

Мағыналық шарттары жер қойнауы кеңістігіндегі кез келген қасиетінің сандық мәні бір х, у, z нүктесінде және берілген сол кездегі - t уақыты бір уақытта екі түрлі мәнде бола алмайды (мысалы, металл құрамы осы көлемнің центрлік нүктесіндегі көлемдік өлшемімен берілген)

Үздіксіздік шарттары бақыланатын нүкте орнының аздап (шексіз азая беретін) өзгерісін, соған байланысты жер қойнауының қарастырылып отырған сандық қасиетінің аздап өзгерін бейнелейді.

Біртіндеп өзгергіштік (созылыңқылық) шарттары бақылау нүктелерінің кез келген үздіксіз аз ғана өлшемге болмашы орын ауыстыруы, х, у, z аргументтерінің өзгеруі және Р функциясы кеңістік шегінде ешкандай қатаң ауытқусыз біртіндеп өзгереді.

Әдебиеттер:

Нег.: 1 [286-293]

Қос.: 2 [56-59]

Бақылау сұрақтары:

Математикалық топографиялық бет дегеніміз не?
Нүктенің кеңістіктегі координатасы дегеніміз не?
Шектіліктің шартты функциясы дегеніміз не?
Мағыналықтың шартты фукццисы дегеніміз не?
Үздіксіздіктің шартты функиясы денгіміз не?

№4 Дәріс. Кен шоғырларының жатыс элементтері

Кен орнындарын тиімді игеру үшін кен денесінің формасын және жер қойнауындағы оның жағдайларын, пайдалы қазбалардың құрамы мен кендегі пайдалы және зиянды компоненттердің орналасуын білу қажет.

Пайдалы қазбалар кен орындары бір бірімен геологиялық генезисі арқылы байланысқан бір немесе бірнеше кен денесінен тұрады.

Геометриялық жағынан қарастырсақ кен денесі бөлімінің беттерімен шектелген пайдалы қазбалардың, оны ығыстыратын тау жыныстарынан болады. Көптеген кен денелерінің беткі бөлімдері айқын көрінеді. Егер пайдалы қазбалар мен олардың ығысатын жыныстары арасында айқын шекаралар көрінбесе, онда шектейтін шоғыр беті ретінде компоненттердің нақтылы құрамы немесе пайдалы қазбалардың нақтылы қасиетін алады.

Формасына қарай кен денесін қарапайым немесе күрделі болып бөлуге болады. Кен денесінің үстіңгі бетінің қарапайым формасы түбегейлі аудандарда жазыққа жақын келеді. Күрделі кен денесі күрделі дұрыс емес геометриялық бетті болып келеді.

Қарапайым пішіндерге қат, қат тәрізді, линза тәрізді, желі тәрізді және курте тәрізді шоғырлар жатады.

Шоғырлардың күрделі формасына күрделі линзалар, қалталар, штоктар, ұяшықтар және көптеген басқалар жатады.

Шоғырлардың пішіндері және олардың жер қойнауы кеңістігіндегі жағдайы туралы нәтижелерді пландардан, басқа да бақылаулардың (өлшемдердің) шешімдерін басқа да қималардың графиктерінен көруге болады және бұл көріністер жеке нүктелердегі шоғыр болып табылады. Бұл нүктелер арқылы шоғырды геологиялық зерттейді, шоғырдың жасанды және табиғи жалаңаштануы болып табылады. Жалаңаштануларды геологиялық зерттелуі шоғырдың геометриялық элементтерінің өлшемдерімен көрсетіледі.

Шоғырдың жату элементтеріне мыналар жатады (6 сурет): жалаңаштанудың орналасуы; жатыс созылымы; құлау бұрышы; қалыңдығы; тереңдігі.

Шоғырдың созылым сызығы деп шоғыр жазығында жату бүйірінде не аспа бүйірінде жатқан горизонталь сызықты айтады.

Шоғырдың құлау сызығы деп шоғыр жазығының жату не аспа бүйіріндегі ең үлкен құлама сызығын айтады. Бұл сызықты шоғырдың жазық бүйірі мен көлденең жазықпен шоғырдың созылым сызығымен перпендикуляр қиылысу сызығы ретінде көрсетуге болады.

Егер құлау сызығына бетпен қарап турса, созылым сызығы бақылаушыдан солға қарай бағытталады.

Шоғыр қалыңдығы деп шоғырдың аспа бүйірі мен жатпа бүйірінің арасындағы қашықтықты айтамыз. Қалыңдықтың бірнеше түрге оның қалай өлшенуіне және бағытына байланысты бөлуге болады.

Пайдалы қазбалардың шоғырының h тереңдігін шоғырдың жер бетіндегі көлденеңінен аспа бүйіріне дейінгі қашықтықты айтады.

Шоғыр учаскесінің барлық нүктелеріндегі нөлге тең орналасу тереңдігіндегі сызығы шоғырдың жер бетіне шығу сызығы деп атайды.

Жату элементтерін анықтаудың бірнеше әдістері бар. Егер жалаңаш шоғырлар бақылаушыға құлау элементтерін табиғи өлшеуге мүмкін болса, онда олар сол орында тиісті приборлармен өлшейді. Жату элементтерін анықтаудың мұндай әдісі тікелей деп аталады.

Жату элементтерін тікелей анықтау көбінесе қиын немесе мүмкін емес. Онда шын мәнінде белгілі тәуелділікте болған басқа да тиімді шамаларын өлшеудің жеткілікті санын анықтайды.

Бұл әдіс орташа немесе жанама деп аталады. Мұндай жағдайда басқа мәндерді өлшеуді аналитикалық геометрия немесе графикалық формулаларды қолдана отырып шоғырдың жату элементтерін табуға болады.

Графикалық әдіс аналитикалық әдіске қарағанда көпшілік жағдайларда артықшылығы бар, себебі мұқият орындалған сәйкес масштабтағы графика тек керекті дәлдіктегі шешімдерді ғана емес, сонымен қатар анықталған өлшемдердің кеңістіктегі ұсынысын қамтамасыз етеді.

Шоғырдың жалаңаштану құжаттамасы. Пайдалы қазбалардың тау жыныстары мен шоғырларының барлық мүмкін болатын табиғи және жасанды жалаңаштануы құжатталады. Құжаттауға жалаңаштану процесін зерттеудегі геологиялық сипаттау мен суреттеу жатады.

Белгілі масштабқа сәйкес жалаңаштануды дәл суреттеп, сипаттау пайдалы қазбалардың жату шарттары мен ығысатын тау жыныстарының,шоғырлардың формасының қасиеттерін пландағы, картадағы, имадағы және басқа да графиктердің жалпыланған негізінен алғанда бастапқы материалға қажет болып табылады. Осындай графиктер кенорнын пайдалы барлау және оны өндіруді жүргізуге қажет.

Пайдалы қазбалар мен тау жыныстарының жалаңаштануының құжаттамасын кенорнын барлау және өндірудің барлық стадиясында жүргізеді. Әрбір жалаңаштанудың жаңа сызбасы кенорнының көрінісін дәлірек көрсетіп, тау-кен техникалық есептердің шешімдерін шешуде қолданылады.

Әдебиеттер:

Нег.: 1 [24-36]

Қос.: 3[293-297]

Бақылау сұрақтары.

Шоғырдың созылып жатуы дегеніміз не ?
Кен денесінің құлауы дегеніміз не?
Кен шоғырының жатуына анықтама беріңіз?
Кен шоғырының тереңдігіне анықтама беріңіз?
Кеннің ашылған орны дегеніміз не?

№5 - дәріс. Кен шоғырының түрі мен жер қойнауында орналасу жағдайын геометриялау.

Кен шоғыры параметрлерін георметриялаудыі жалпы схемасы. Пайдалы қазбалар шоғырларының пішіні мен жатыс жағдайларын геометриялауда, сол кен орнының геологиялық құрылымын мен жатыс жағдайын жан-жақты білу және оны ашу мен қазып алу мәселелерін шешу үшін қажет кен-геометриялық графиктер мен геологиялық қималардың кешені жасалынады. Геометриялау кезіндегі сызбалар өлшеулер жүргізі үшін неғұрлым жеңіл және қолайлы болуы керек. Ол проекция жазықтықтары мен масштабты дүрыс таңдауға тікелей байланысты.

Кен шоғырының жер қойнауында орналасуына байланысты, мәселен, кеннің құлама бұрышы 0° тан 30° аралығында болған жағдайда, геометриялау үшін проекцияның горизонталь жазықтығын пайдаланады, құлама бұрышы 30°тан 60°-қа дейінгі жағдайда – еңкіш, ал кеннің құлама бұрышы 60° тан 90° аралығында болған жағдайда – вертикаль жазықтық пайдаланылады. Бұл жағдайларды жазықтық кен шоғыры бойлығы мен құламасының орташа бұрышына сәйкестеп орналастырады.

Кен-геометриялық сызбаларға кен шоғыры төбесі мен табаны жазықтықтарының, айырылымды бұзылыстардың, сулы қабаттардың, ұңғымалармен кездескен құрылымдық колонкалардың гипсометриялық пландары, шоғырлардың изоқалыңдықтарының, изотереңдіктерінің графиктері, вертикаль және горизонталь геологиялық қималар және т.б. жатады.

Күрделі геологиялық құрылымды кен орындары үшін аксонометриялық, аффиндік, векторлық және басқа да көрнекті проекциялар қолданылады.

Геологиялық қималар және оларды құру әдістері.

Геологиялық қималар: кен шоғырына кесе көлденең вертикаль, кен шоғыры бойлығы бойынша вертикаль және горизонталь қималар болып құрылады.

Вертикаль қималар кен шоғыры бойлығына кесе көлденең, барлау ұңғымалары сызықтары бойымен құрылады.

Төмендегі 7-суретте кен шоғырына кесе көлденең жасалынған геологиялық қима келтірілген. Қима барлау ұңғымалары мен кен қазбаларын зерттеу барысында жасалынған..

7- сурет. Вертикаль геологиялық қима

Геологиялық қиманы құру биіктік торын және жер бедерінің профилін сызудан басталады. Содан кейін оған геологиялық картаға сәйкес тау жыныстарының шығуын, барлау шурфтарының сағасы мен өзектерін және тау-кен қазбаларының остерін салады. Қазба остері бойына шартты белгілермен немесе бояулы түрде тау жыныстары бейнеленеді.Қимада тау жыныстарының шекаралары ұңғылма сағасынан бастап алынған арақашықтығы немесе биікті арқылы есептеліп анықталады.

Пайдалы кендердің қалыңдығы немесе литологиялық қалыңдықтары ұңғыма осі бойына бірінен кейін бірі, керннен немесе каротаждан қалай алынды, сол кезекпен салынып отырылады. Мәліметтердің барлығы барлау қазбаларының далалық журналдарынан алынады. Бұдан кейін қазбалар арасында тау жыныстары бір – бірімен байланыстырылады.

Егерде жер бетіне шығып жатқан тау жыныстары болмаса, онда оларды жер бетіне дейін немесе тасындылар астына орнадастырып бейнелейді. Дәл осындай әдіспен төменгі қабаттапрдағы тау жыныстарын да қимаға тұсіреді.

Кен шоғырларының кесе көлденең вертикаль қималары бойынша тау жыныстарының нормальды, горизонталь және вертикаль қалыңдықтары , сонымен қатар олардың құлама бұрыштары өлшенеді.

Қималардың масштабтары геологиялық немесе құрылымдық карталардың масштабтарына тең етіп алынады. Вертикаль және горизнталь масштабтар бір-біріне тең болады. Кей кезде геологиялық қималарда тау жыныстарының литологиялық түрлерін көрнекті бейнелеу мақсатымен, вертикаль масштабты горизонталь масштабқа қарағанда бірнеше рет ірілеу етіп алады. Мәселен, горизонталь масштаб 1:5000 болса, вертикаль масштаб 1:500 болмақ.

Бұл жағдайда кен шоғырының және жау жыныстары қабаттарының қимадағы құлау бұрыштары бұрмаланады.

Горизонталь қималар, әдетте, жерасты қазбалары қабаттарының деңгейінде құрылады. Оларды құру үшін қажет мәліметтер горизонталь кен қазбаларын жүргізіп жатқан кезде немесе бірнеше вертикаль қималардан алынады.

Геологиялық қималар, гипометримялық пландар және геологиялық карталар бір мезгілде және бір-бірімен х, у, z, координаталары және бейнеленетін нысаннның элементтерімен байланыстырылы жасалынады.

Әдебиеттер.

Негіз.: 1 [39-47], 5 [47-59]

Қос.: 4 [185-198], 6 [10-17],

Бақылау сұрақтар:

Геологиялық карта және қималар деген не?
Барлау ұңғымалары сызығы бойынша жасалған геологиялық қима.
Кен қазбаларының геологиялық қималары.
Кен шоғыры жазықтығының гипсометриялық пландары.
Топографиялық бетті компьютер арқылы бейнелеу.

№6 - дәріс. Кен шоғырының қатпарлы түрлерін геометриялау

. Катпарлардың геометриялық элементтері және параметрлері.

Қатпар дегеніміз физикалық және геометриялық жағынан алғанда, жердегі қозғалыстар кезінде пайда болған, өзіндік элементтері мен параметрлері бар дене. Қатпарлардың геометриялық параметрлері сызықтық және бұрыштық шамаларға бөлінеді, олар қатпарлардың түрін, өлшемдерін және жер қойнауында орналасуын сипаттайды. Мына 7 – суретте кен қатпары жазықтығының бір бөлігі бейнеленген. Жазықтықтың бүйірлік жақтары АВВ₁А₁ и СДД₁С₁,- қатпардың қанаттары деп аталады.

Қатпар бетінің қисық бөлігі ВС, яғни катпардың бір қанатынан екінші қанатына көшу бөлігін қатпардың кілті деп атайды. Ал, қатпардың ішіндегі кеңістік – қатпардың ядросы деп аталады.

8-сурет. Қатпардың геометриялық элементтері

Қатпардың екі қанатының қыйлысу сызығы - ЕЕ₁қатпардың топсасы, ал қатпардың екі қанатыны арасынд пайда болған екі қырлы - АЕД бұрышын қатпардың бұрышы - V деп атайды. Қатпардың бұрышы- V. Катпардың осы көлденең қимадағы қанаттарының шамасын көрсетеді.

Қатпар бұрыштарының биссектрисасы мен тоспасы арқылы өтетін жазықтық FEE₁F₁остік немесе биссекторлық жазықтық деп аталады. Бұл жазықтық қатпар ішінде кеннің екі қанатынан тең қашықтықта орналасқан нүктелер арқылы өтеді.

Остік жазықтық пен кілт жазықтықтығының қыйлысқан сызығы қатпардың остік сызығы болмақ. Егер де қатпар кілтінің жазықтығы сызыққы айналса, онда қатпар тоспалы болып аталады.

Шағын учаскелердегі катпарларды жазықтық ретінде қарауға да болады. Ондай жағдайда қатпардың осі мен тоспасы түзу болады, ал остік бет – жазықтық болып келеді.

Жалпы жағдайда, дәлірек айтқанда қатпарлар қанаттарының жазықтықтары қисық беттер, осі мен тоспалары – қисық сызықтар, ал остік жазықтықтары - қисық жазақтықтар болып келеді.

Қатпардың ұзындығы деп оның осі арқылы өтетін сызықты атайды және оны қатпардың басы мен аяғына дейінгі арақашықтықты өлшеу арқылы анықтайды.

Қатпардың ені немесе оның горизонталь ұсындығы деп оның қанатарының орташа бөлікрері арасындағы қашақтықты атайды.

Қатпардың биіктігі немесе оның вертикаль құлашы деп кіттер арасындағы вертикаль қашықтық.

Қатпарларды бейнелеудің әдістемесі.

Пайдалы қазбалар жатыстарының қатпарлы түрлерін бейнелеудің ең көп таралған әдістеріне :

1) барлау ұңғымалары сызықтары бойынша жасалған геологиялық карталар мен вертикаль қималар;

блок-диаграммалар;
кендердің гипсометриялық немесе құрылымдық пландары .

Геологиялық карталар; вертикаль және горизонталь қималар мен гипсометриялық пландар көптеген жағдайларда бір мезгілде жасалынады және бір-бірін тұзетіп отырады.

1. Кен орнының геологиялық картасы — негізгі тау жыныстарының және пайдалы қазбалардың жер бетіне немесе қорымдар асына шығарылған картасы. Геологиялық карта топографиялық негізге сүйеніп жасалынады.

Кен орны құрылымының картаға жан-жақты бейнеленуі масштабқа, кен орнының күрделі құрылымдығына және жердің бедеріне тікелейбайланысты болып келеді. Көмір кен орындарын игеру кезінде 1:5000—1 : 25 000 масштабты геологиялық карталар, ал рудалық кен орындарында ірі 1 : 1000 — 1 : 10 000

Масштабты карталар жасалынады.

Жергілікті жердің геологиялық картадағы бейнелесіне қарап оның құрылымдық ерекшеліктері және олардың бір-бірімен өзара орналасуы жайлы толық мәлімет алуға болады.

Кеннің картадағы бейнеленуі жердің бедеріне және тау жыныстарының тпішіні мен жер қойнауында орналасуына тікелей байланысты. Сондықтан да геологиялық картаны оқығанда картаның масштабына және жер бедеріне баса көңіл аударған жөн. Олай болмаған жағдайда кен учаскесінің құрылымы туралы жалған түсінік алынуы мүмкін.

Геологиялық қималар. Геологиялық карталар да кей уақытты тау жыныстары мен пайдалы қазбалардың құрылымын көрнекті түрде көрсете алмайды. Сандықтан карталар геологиялық қималармен толықтырылады. Кен орындарын жан-жақты барлау кезінде геологиялық қималар толықтырылы және түзетіліп отырылады.

Төмендегі 9 - суретте қосымша терең ұңғымалар мен кен қазбалары жүргізіліп жатқан кезде жасалынған вертикаль геологиялық қима келтірілген.

Геологиячлық қималар көбінесе тау-кен жұмыстары пландарының масштабында жасалынады. Әр кен орындары үшін қималар 1:10 000 – 1:50 000 масштабтар аралығында сызылады.

Әдебиеттер.

Негіз.: 1 [58-61]

Қосым.: 2 [3-75]

Бақылау сұрақтары:

Қатпарлар қалай пайда болады?
Қатпарлардың қандай элементтерін білісіздер?
Қатпарлар элементтерінің параметрлері.
Геологиялық карталар қандай масштабта сызылады?

Геологиялық қималар қандай

№7- дәріс. Айырылымды бұзылыстарды геометриялау

Жылжытқыштар және олардың пайда болуы. Пайдалы кен қазбалары мен тау жыныстарының жер қойнауында орналасу жағдайының жылжуы, айырылымды бұзылыстар немесе дизъюнктивті ығысулары деп тектоникалық бұзылыстар арқылы жарықшақтар пайда болып, оның негізінде кен шоғыры мен оны қоршап жатқан тау жыныстары тұтастығының бұзылуы және олардың бір-бірінен ығысуы. Тау жыныстарын бір-бірінен ажырататын және ауыстыратын жарықшақты - жылжытқыш деп атайды.

Бұзылыс жарықшақтары тау жыныстарында жиі кездесетін жарықшақтар торларымен байланыты. Бастапқы кезде оларды қарапайым жарықшақтардан ажырату өте қиын. Тау жыныстарының блоктары ауысқан кездерде ұсақ жарықшалар үлкейе бастайды және бір-бірімен қабысып күрделі бұзылыстар құрады. Әрі қарай күрделі бұзылыстар жылжытқыштарға ауысып, тау жыныстарының блоктары пайда болады, сөйтіп жер қойнауында тектоникалық бұзылыстар аймағын құрады.

Жылжытқыш жарышалардың бірсыпыра қалыңдығы болады және ол екі жағынан жазықтықтармен шектелген. Жарықшаның жоғарғы беті төмбе бүйір , ал төменгі беті –жатпа бүйірі деп аталады.

Жылжытқыш жарықшақтың төмбе бүйірі жағынан жанасып жатқанқан тау жыныстарын бұзылыстың төмбе қанаты, ал жатпа бүйірі жағынан жанасып жатқанқан тау жыныстарын жатпа қанаты деп атайды .

Айырылымды бұзылыстардың белгілері және оларды табудың әдістері.

Айырылымды бұзылыстардың негізгі белгілеріне ығыстыру жарықшалары және олардың екі жағындағы тау жыныстары стратиграфиясының бір-біріне сәйкес келмеуі жатады.

Айырылымды бұзылыстар геологиялық карталау, геофизикалық барлау және кен орындарын тікелей, геометриялық және геофизикалық әдістермен игеру кездерінде анықталады. Айырылымды бұзылыстарды тікелей әдіспен анықтау геологиялық карталау немесе кен денелерін картаға түсіру кездерінде анықтайды.

Жылжытқыш жарышалар кей кездерде жер бетіне анық көрініс табады, әсіресе, күрт құлама жартастарда, карьер беткейлері мен кертпештерінен және т.б. көруге болады. Жылжытқыштар тасындылармен жабылған және жер бетіне шықпаған жағдайларда, оларды топографиялық карталардағы кен қабаттарының көністерінен анытайды.

Геологиялық түсірістер және ғарыштық суреттер арқылы тек өте күрделі айырылымдарды, яғни жер қыртысының бұзылыстары анықталады. Олар тек жер қойнауындағы айырылымды бұзылыстар туралы жалпы түсінік береді.

Айырылымды бұзылыстар туралы жан-жақты мәліметті геологиялық-геометриялық әдістерді барлаулы бұрғылаудың мәліметтерімен, яғни геологиялық қималар және кен шоғырларының төбелік (табандық) беттерінің гипосметриялық пландарымен ұштастыру арқылы алынады (10-сурет) .

Барлау бұрғылауы кезіндегі айырылымды бұзылыстардың белгілеріне: ұңғымамен кезіккен тау жыныстарының жалжытқышы; бұрғылау кернінен алынған тау жынытары стратиграфиясының жүйесіздігі; кенннің құлама бұрышының күрт өзгеруі; ұңғыма бойынша тау жыныстары қалыңдықтарының өзгеруі.

10-сурет. Айырылымды бұзылыстардың вертикаль қимадағы көрнісі

Тау жыныстары массивінің жай-күйі туралы мәліметтер табиғи физикалық құбылыстарды мониторингтау нәтижесінде алынады. Пайдалы қақбаларды іздеу, барлау, барлау ұңғылмаларын каротаждау кездерінде геофизикалық әдіс кеңінен қолданылады. Кәзіргі кезде геофизикалық әдістер мен экплуатациялық барлаудың аппаратураларын жасауға, әсіресе электрлік, магниттік барлау, гравитациялық, радиациалық, ультрадыбыстық, сейсмикалық, радиолокациялық және т.б. әдістеріне кеңінен көңіл аударылуда.

Әрбір жоғарыда айтылған әдістердің әрқайсысы белгілі бір мәселелерді жоғары дәрежеде шешеді, десекте олардың әрқайсысының өз ерекшеліктері және кемшіліктері де бар. Сондықтан, зерттеліп отырған кен орнының көрсеткіштері туралы толық мәліметті бірнеше әдістерді кешенді пайдаланып қана алуға болады.

Эксплуатациялық барлауда жарық өткізу әдісі, яғни жарық беру және жарықты қабылдау стансаларын зерттелетін массивтің екі жағында орналастыру, сөйтіп тау жыныстарының жарықшақтылығы туралы мәлімет алынады. Сонымен қатар, соңғы кезде локациялық әдістер де қолданыс табуда.

Әдебиеттер:

Негіз.: 3 [19- 25]

Қосым.: 4 [38-43]

Бақылау сұрақтары:

Айырылымды бұзылыстар деген не?
Жарықшақтар деген не?
Геомеханикадағы негізгі тектоникалық элементтер қандай?.
Бұрғылау керні деген не және одан не анықталады?

Айырылымды бұзылыстар қалай анықталады

№7- дәріс. Айырылымды бұзылыстарды геометриялау

Айырылымды бұзылыстардың белгілері және оларды табудың әдістері.

10-сурет. Айырылымды бұзылыстардың вертикаль қимадағы көрнісі

Әдебиеттер:

Негіз.: 3 [19- 25]

Қосым.: 4 [38-43]

Бақылау сұрақтары:

Айырылымды бұзылыстар деген не?
Жарықшақтар деген не?
Геомеханикадағы негізгі тектоникалық элементтер қандай?.
Бұрғылау керні деген не және одан не анықталады?

Айырылымды бұзылыстар қалай анықталады

№8- дәріс. Жарықшақтар, олардың түрлері және жіктелуі

Жарықшақтар тау ждынытарымен бірге пайда болады және олардың тарихымен бірге өзеріп отырады. Тау жыныстарының жарықшақтары күрделі кеңістік торларын құрады және олардың арасы сумен, газдармен, минеральдық және органикалық заттармен толтырылады. Жарықшақтар түрлеріне, пайда болуы және орналасуына қарай әртүрлі болып келеді.

Тау жыныстары жарықшақтарын зерттеудің нәтижелері Михайлованың, М.В.Рацтың, А.Ж.Машановтың, Н.Н.Куваевтың, М.Б.Нұрпейісованың, Р.П.Окатовтың, В.Н.Поповтың, А.Ш.Бектің және т.б. зерттеушілердің еңбектерінде толық жазылған. Соңғы ғалымдардың еңбектерінде жарықшақтылық жылу ппроцесіне, карьер кемерлерінің орнықтылығана тигізетін ықпалдары тұрғысынан қаралған.

Осы жұмыстарда жарықшақтылық түрлеріне қарай турасызықты, қисық сызықты, толқын тәрізді болып, ал қабырғаларының беттеріне қарай тегіс, текстуралық, кедір-бұдырлы болып бірнеше түрлерге бөлінеді.

Тау жыныстарының жарықшақтылығын зерттеу кабинетте немесе лабораторияда жүргілмейді.. Ол іс жүзінде кенді іздеу, шахта қазу және кенді өндіру өмірдің қажеттілігінен туындайды. Тау-кен өнеркәсібінде кеннің жер қойнауындағы құрылымдық ерекшеліктерін, жарықшақтылығын өлшеу, өңдеу маркшейдерлік-геологиялық қызметке тапсырылған.

Бұл іс, көбінесе, жердің бетін өлшеп, картаға түсірумен айналысатын геодезия ғылымымен байланысты. Екінші жағынан, геолгиямен, тау-кен ісімен тығыз байланысты. Ал, геомеханика болса, ол осы байланыст одан әрі нығайтып терңдете түседі. Сондықтан да, маркшейдерге осы үш мәселені біріктіріп шешуде ең қажеттісі тау жыныстарының жарықшақтығын толық игеру.

Табиғи жағдайда жарықшақтар көптеген түрлері кездеседі және олар әртүрлі қасиеттеріне қарай жіктеуді талап етеді. Қазақстан кен орындарында жарықшақтарды зерттеудің көп жылғы жүргізілгензерттеулерінің нәтижесінде мына төмендегідей жітеме жасалынды: генетикалық (10-сурет); геометриялық (11-сурет); морфологиялық (12-сурет).

Жарықшақтардың геометриялық түріне олардың кеңістікте орналасуы мен өлшемдері, генетикалыққ – пайда болуы, ал морфологиялық түріне – пішіні мен құрылымы жатқызылған.

11-сурет. Тау жыныстарының генетикалық жіктелуі

12-сурет. Тау жыныстарының геометриялық жіктелуі

13-сурет. Тау жыныстарының морфологиялық жіктелуі

Кәзіргі кезде тау-кен өнеркәсібінің ашық кеніштер кемерлерінің орнықтылығын, жерасты әдісімен кен қазудағы жыныстардың жылжуы және тау-кен қысымы сияқты көкейтесті мәселелерін массивтің құрылымдық ерекшеліктерін ескермей шешімін таба алмайтынына көз жетіп отыр. Жарықшақтарды зерттеуде, оның жатыс элементтерін тау компасымен өлшейді.

Ашық кеніштерде, жерасты қабаттарында компаспен жаппай өлшеулер жүргізумен қатар жарықшақтардан пайда болған блоктардың (ірілі-ұсақты кесектердің) ұзындық өлшемдері де анықталады.

Тау компасының жай компастан айырмашылығы – оның магнит тілі мен градусқа бөлінген лимбі төрт бұрышты тақташаға беітілген және шығыс пен батыстың белгілері бірінің орнына бірі ауыстырылып жазылған (14-сурет).

Осыған байланысты 0° - тан 360 °-қа бөлінген лимбтің есебі сағат тілінің жүрісіне қарама-қарсы бағытта саналады. Ал, екінші өзгешелігі – магнит тілінің астындағы инеге жыныстардың , жарықшақтардың көлбеу бұрыштарын өлшейтін жүкше-тіктеуіш ілініп, оның ұшына 0° - тан 90° - қа бөлінген шкала жасалған.

Тау жыныстары жарықшақтарын компаспен, теодолитпен, фототеодолитпен түсіруге және суретке түсіріп өлшеуге де болады

14-сурет. Тау жыныстары массивінің жарықшақтығын компаспен түсіру

Түсірістер ішіндегі ең қолайлысы – компаспен өлшеу және нәтижелерін арнайы журналға жазып отыру.

Жарықшақтар элементтерін далалық түсіріс кезінде тастар бетіндегі кедір-бұдырын тегістеп, топырақтан тазалайды. Ең бірінші, горизонталь бағытта ұсталған компасты тас бетіне ұзын қырымен жанастыру қажет. Колмпастың солтүстік тілі созылым азимутын – А көрсетеді.

Содан кейін компасты 90° -қа бұрып, оның қысқа қырын тасқа жанастырады да, кен шоғырының құлама азимутын өлшейді. Енді компасты тікесінен тас бетіне жанасырып, тіктеуіш тілі арқылы тау жынысының құлама бұрышын-  анықтайды.

Төмендегі 1-кестеде жарықшақтарды далалық түсірудің журналы берілген.

1-кесте.

Жарықшақтарды түсіру журналы

Нүкте-лер	Түсірілген орындар	Тау жыныста-рының аты	Жарықшақтар элементтері		Жарықшақ- тар жиілігі, п шаршы метр
Нүкте-лер	Түсірілген орындар	Тау жыныста-рының аты	А		Жарықшақ- тар жиілігі, п шаршы метр
1	28-маркшейдер- лік нүкте	Порфириттер	260°	70°	8-10
2	2- нүктеден 5 м жерде	Порфириттер	200°	75°	15
3	3 - қабат квершлагы мен батыс штректің қиылысқан жері	Шақпақ тастар	240°	76°	10

Қолы, көзі үйреніп машықтанған адамға жарықшақтар жатыс элементтерін түсірудің ешқандай қиындығы жоқ. Адам бір жолы жүздеген жарықшақтар түсіре алады, кейіннен олар арнайы диаграммаларда өңдледі.

Әдебиеттер:

Негіз.: 1 [19- 25]

Қос.: 3 [38-43]

Бақылау сұрақтары:

Тау жыныстарының жарықшақтылығы деген не?
Жарықшақтар қалай пайда болады?
Жарықшақтар қалай өлшенеді?
Жарықшақтар қандай белгілеріне қарай жіктеледі?
Далалық түсірістерде қолданылатын құрал-жабдықтар қандай?

№9- дәріс. Тау жыныстары жарықшақтылығын геометриялау.

Тау жыныстарының жрықшақтылығын зерттеу кезінде көптеген мәліметтер алынады және олар геометриялаудың әртүрлі әдістері бойынша өңделеді. Жарықшақтылықты геометриялау әдісінің дамуы (эволюциясы) бірнеше сатыдан тұрады (15-сурет).

Роза тәрізді диаграммада жарықшақтардың тек бір бойлықтағы түрлері, сызылса, содан кейін сол бойлық бойынша құлама бұрыштары роза тәрізді болып бейнеленелі. Егер де жарықшақтардың құлама бұрыштарының розасы сызылса, онда, керісінше, созылым азимуттары көрсетілмейді.

А.Е.Ефимовтың сәулелі диаграммасында (1938 жылы) сағат тілінің бойымен жарықшақтардың созылым азимуттары салынады, ал құлама бұрыштары әр 10° сайын жүргізілген дөңгелектер радиустарының ұзындықтарымен бейнеленеді.

а) б) в)

г) д) е)

а)Ефимовтың роза тәрізді диаграммасы»; б) Соколов пен Смирнотың сәулелі диаграммалары; в) Вульф пен Каврайскийдің зкваториалдық торы; г) Хабаковтың нүктелік дөңгелек диаграммалары; д) Сухоручкиннің полярлық ортографиялық диаграммасы; е) Борщь-Копониецтің тік бұрышты диаграммасы)

15-сурет. Жарықшақтар мәліметтерін өңдеу әдістемесінің дамуы

Д.С.Соколов пен А.А.Смирнов диаграммалары (1940 жылы). Бұл диаграммаларда жарықшақтар құлама бұрыштарына қарай үш топқа бөлнеді. Бөлінген бағыттар ішіндегі жарықшақтар саны есептеліп, жалпы санға қарағандағы пайыздық көлемі анықталады және олар дөңгелек диаграммаға трапеция түрінде бейнеленеді.

Вульфтың экваториалдық торы (1934 ж.). Бұл торды аспап сияқты қолданады және барлық құрылымдар калькада орындалады. Ал, В. В. Каврайсийдің экваториальдық торы арқылы руданың жатыс элементтерін анықтауға болады.

А.В.Хабаковтың нүктелік дөңгелек диаграммалары(1948 ж.). Бұл диаграммада кез-келген радиуспен дөңгелек сызып, радиус тең тоғыз бөлікке бөлінеді де, олар арқылы концентрлік шеңберлер сызылады. Содан кейін әр 10° сайын азимуттарды салатын меридиандардың проекциялары тәрізді радиустар жүргізіледі.

Вальтер-Шмидттің торы (1953 ж.). Бұл да дөңгелек диаграмма, тек оның Хабаков диаграммасынан айырмашылығы алдын-ала картон қағаздан трафарет сызу қажеттігі.

В.В.Сухоручкиннің полярлық ортографиялық торы (1954 ж.). Бұл Хабаковтың дөңгелек диаграммасының жақсартылған түрі. Мұнда өлшенген жарықшақтар элементтері нүкте ретінде дөңгелек диаграммаға салынады да, алынған нүктелік диаграммаға жылжымалы терезеше әдісімен статистикалық өңдеу жасалынады. Оның нәтижесін калькаға жазып, ондағы жарықшақтардың орташа шоғырлану мөлшеріне қарай интерполяция әдісімен изосызықтар жүргізіледі.

В.И.Борщ-Компониецтің тік бұрышты торы(1958 ж.). Мұнда өлшенген жарықшақтар элементтері нүкте ретінде тік бұрышты диаграммаға салынады. Абсцисса осіне жарықшалардың құлама азимуттары, ал ордината осіне – құлама бұрышы салынады. Содан кейін алынған терезелердегі жарықшақтар санын оның ортасына жазады және интерполяция әдісімен жарықшақтар шоғырларының изосызықтарын алады.

Сөйтіп, жарықшақтарды далалық түсіру нәтижелерін өңдеу үшін алғашқы кезеңдерінде әртүрле диаграммалар қалданылды, мәселен нүктелік, стереографиялық тор және т.б. Бұлардың әрқайсысының өзіндік кемшіліктері бар.

Барлық дөңгелек стереографиялық торлардың кемшілігі – олардың торлары аудандарының әртүрлілігі, әсіресе тордың центр жағында ауданның кіші болғандығынан, онда шоғырланған нүктелерді интерполяциялау қиынға түседі. Бұл кемшілітер тік бұрышты диаграмаларда мүлдем жоқ.

Далалық түсіріс нәтижелерін математикалық және графиктік өңдегенде мынандай материалдар алынады:

1.Кен орындарының құрылымдық-тектоникалық картасы(16-сурет).

2. Әр қабаттық құрылымдық қималар (17-сурет).

3. Әр кен орындары тау жыныстары жарықшақтарының тік бүрышты диаграммалары (18-сурет).

4. Әр кен орындары тау жыныстары жарықшақтарының дөңгелек диаграммалары (19-сурет).

5. Әр қабаттық жарықшақтылық диаграммалары және т.б..

Бақылау стансасының планымен бірге жасалған тау жыныстары жарықшақтылықтың карталары созылып жатқан Ақжал кенорнында (16-сурет) жарықшақтардың қай учаскеде көп шоғырланғандығын, яғни әлсіз уаскелерді алдын-ала байқауға және қадағалап отыруға мүмкіндік туғызады.

Картадағы векторлардың бағыты жарықшақтардың созылым азимутын –А, ал вектор жанындағы сан оның құлама бұрышын - көрсетеді.

Сонымен қатар, әр кен орындары жарықшақтарының төртбұрыщты немесе дөңгелек диаграммалары жасалынып, олардың геомеханикалық процестерге әсер ететін жүйелері анықталады.

Полярлық ортографиялық немесе төртбұрыштты торкөздеде жарықшақтардың созылым азимуттары – А шеңбердің солтүстігінен бастап сағат

тілінің бойымен салынады да, құлама бұрыштары –  белбеу сызықтарына сәйкес белгіленеді. Төмендегі 16-суретте Ақжал кен орнының құрылымдық картасы және 17-суретте каьер кертпештерінің құрылымдық қималары келтірілген.

16 – сурет. Ақжал кен орны жарықшақтылығының картасы

Массивтегі жыныстардың құлама беттері болады-ау деген, қауіпті жарықшақтар жүйелерін анықтау үшін, әр участке кертпештері мен жерасты қазбалары тау жыныстарының құрылымдық қималары, яғни тау жыныстарының кереге көздері

жасалынады (17-сурет).

Рисунок 17- Структурные разрезы по бортам карьеров

Бұл қималарда құрылымдық блоктардың өлшемдері мен кен қазу жұмыстарының те-реңдігіне байланысты жыныстар сипаттама-ларының өзгерістері көрсетіледі.

Келесі 18 – суретте Ақбақай кеніші тау жыныстарының геометриялау әдісмен алынған әр қабаттық дөңгелек диаграммалары, ал 19-суретте Тишинский кенорны тау жыныстарының тік бұрышты диаграммалары келтірілген.

Әрбір торкөздердегі белгіленген нүктелер саны топтастырылып, горизонтальдар жүргізудегі интерполяция тәсілімен жарықшақтардың шоғырлану жүйелері анықталады..

Карьер Гор.+376м Гор.+336 м

Система

трещин.

А,

град.

δ град

III

185

275

355

Система

трещин.

А. град

Град.

III

200

278

355

Система

трещин.

А, гра.

δ , град.

III

185

270

345

18 – сурет. Ақбақай кеніші тау жыныстарының әр қабаттық дөңгелек диаграммалары

550 м қабат 450м қабат 350 м қабат

19-сурет. Тишинск кен орны тау жыныстары жарышақтарының

Әр өабаттық тік бұрышты диаграммалар

Бұл әдістің ғылыми дәлірек түрі жылжымалы торкөз әдісі, ол әдіс бойынша әрбір торкөз ішіне айналасындағы сегіз, өзімен тоғыз торкөздің сандары қосылып койылады. Оны орындау үшін торкөз есебін бір торкөзге жылжытып отырып есептеу керек ( жылжымалы торкөз аталу себебі содан).

Осылай істеген уақытта жеке өлшеудің кездейсоқ қателері әсерін көп тигізе алмайды. Осылай есептеудің қорытындысында барлық торкөз сандарға ие болады. Сол сандар сол тордың биіктік дәрежесі – потенциалы болып табылады. Одан әрі қарай сол биіктіктер бойынша топографиялық-деңгейлік сызық жүргіземіз. Сонымен, зерттелген ауданның деформациялық картасы жасалды деп білесіз.

Жарықтарды топтастыру санақ-статистика әдісін жоғарыда айттық. Соған қосымша айтарымыз мынау. Ауданының қысымын өлшегенде оның бір шаршы өдшемге түскен салмағын айырады. Оның табиғи физикалық мағынасын табу керек. Сол сияқты, тас жарықтары көп өлшенген жерде олардың топтық статисткалық қасиетін табу керек. Қазіргі табиғат ғылымында статистикалық әдіс маңызды орын алады. Сол себептен геомеханикада, басқа да кен істерінде статистика әдісі басты орын алады. Тас жарықтарын есептеу де сол сияқты. Жер қыртысының басынан кешкен мыңдаған жер сілкінуден пайда болған жарықтарды жалғыз-жарым өлшеумен сипаттау қиын. Оларды белгілі әдіспен топтастырса, сонда ғана табиғи заңның сыры ашылмақ. Сол себептен де статистикалық әдіске кен мамандары зор мән береді.

Әдебиеттер:

Негіз.: 1[52-65]; 2 [18-20 ]

Қос.: 3[126-130]; 4[66-85]

Бақылау сұрақтары:

Жарықшақтарды геометриялаудың әдістері.
Құрылымдық ерекшелік деген не?
Жарықшақтылық картасы нені көрсетеді?
Жарықшақтылықтың қимасы деген не?
Тік бұрышты және дөңгелек диаграммалар не үшін қажет?

№10- дәріс. Кенннің құрылымдық көрсеткіштерін геометриялауда компьютерлік технологияны қолдану

Тау жыныстарының жарықшақтылығын геометриялаудағы көпжылғы тәжрибе тік бұрышты диаграммалардың артықшылығын көрсетті.

Сонымен қатар, соңғы кезде ғылым мен техниканың қарыштап дамуы, есептеу техникасының практикаға енуі, көлемді статистикалық мәліметтерді жоғары дәлдікпен және жылдам өңдеудің компьютерлік бағдарламаларын дүниеге алып келді. Сөйтіп, жарықшақтар элементтерін далада жаппай түсіру нәтижелеріне арнайы бағдарламалық модульде талдау жасау және өңдеудге қол жеткізілді. Жарықшақтық диаграммаларын автоматты түрде құру әдістемесінің алгоритмдік блок-схемасы 20-суретте келтірілген.

20-сурет. Жарықшақтар диаграммаларын аватоматты түрде құру әдістемесі алгоритмінің блок - схемасы

Бағдарламада тау жыныстары жарықшақтардың көптеген нүктелерінің жиынтығын - Z деп алып, олар тік бұрышты диаграммаға (ХОY) остері арқылы бейнеленеді. ОХ-осіне созылым азимутынын (А) шамасын, ОY осіне – жарықшақтың құлама бұрышын () салып, бақылау нүктелерінің орындары мына функция арқылы анықталады:

Z= Z(х,y,t),

мұндағы х, у – жарықшақтардың азимуты мен құлама бұрышының мәндері;

t – осы нүктедегі анықталған жарықшақтардың саны.

Осылайша жарықшақтар жүйесін автоматты түрде алуға болатын «Жарықшақтар диаграммасы» деп аталатын, тау жыныстарының құрылымдық ерекшеліктерін моделдеудің компьютерлік бағдарламасы жасалынды. Бастапқы мәліметтер файлы үш бағанадан тұрады. Алғашқы екі бағанасы X және Y координаталары, ал үшіншісі - t коэффициенті, яғни жарықшақтар саны.Бағдарлама А, В,С бағаналарынан Х, Y, t координаталарын іздейді. Ол файл Microsoft Excel форматы түрінде немесе өзінің Surfer форматты файлында сақталады. Жарықшақтық диаграммасын құру файлды (21-сурет):

21-сурет. Нәтижелерді өңдеу журналы редакторының сыртқы түрі

Бұл бағдарлама геоақпараттық жүйе (ГАЖ) арқылы жүзеге асқан. Айта кету керек, ГАЖ-дар ХХ-ғасырдың 60-жыдарында пайда болды. Жүйедегі бағдарламалардың бірекулері эксперимент түрінде жоғарғы оқу орындарынеда жасалса, екіншісі қазіргі кездегі үлкен жүйелер тәрізді жасалды.

ГАЖ-ға байланысты бүгінгі техника жеткілікті. Басты мәселе – тұтынушының талабына сай бағдарлама жасау.

Жарықшақтар жүйесін компьютерде өңдеу Golden Software Surfer 8.0. бағдарламасы арқылы жұзеге асырылды. Golden Software Surfer 8.0 бағдарламасы геологиялық, топографиялық карталарды жасауда кеңінен қолданыс тауып жүрген болатын.

Мәселен, топографиялық түсірістер нәтижесінде жер бетіндегі нүктелердің биіктіктері алынады. Осы нүктелер биіктері негізінде жердің бедері горизонтальдар арқылы бейнеленеді. Ол үшін ең алдымен жер бедері қимасының биіктігі таңдалып алынады. Содан кейін бір еңістікте жатқан нүктелер түзу сызықпен қосылады да, сол сызықтар бойынан жер бедері қимасының биктігіне сай келетін нүктелер табылады. Бұл әрекетті–интерполяциялау деп атайды. Міне осы интерполяция әлісі бағдарламаға негіз болды.

Енді бұл бағдарлама толықтырылды, оны массивтегі тау жыныстарының құрылымдық ерекшеліктерін компьютер арқылы модельдеуде пайдалануға болады.

Бағдарламамен жұмыс істеген кезде, өңдеудің нәтижесін тікелей басып шығаруға немесе оны әрі қарай қолдану (толықтырып отыру) үшін арнайы форматтағы дискіде сақтауға да болады. Бағдарламадағы жарықшақтардың элементтерін жазатын редактор есептеу терезесінің сол жағында орналасқан.

Жарықшақтық диаграммасын алудың файлын (20-сурет) құру үшін:

1. Кесте менюін ашуқажет.

2. Өз мәліметтер файлыңызды табу керек.

3. Ашылған терезешеде сетка файлының атын көрсету қажет.

4. OК кнопкасын басқаннан кейін құрылымның нәтижелілігі туралы хабарлама балады.

Изосызықтарды (горизонтальдарды) сызу үшін:

Файл менюіне кіру және қима биіктігі таңдалады.

2. Диаграмма менюіне кіреді және жарықшақтықтың диаграммасы құрылады.

3. Сеткадағы өз файлыңызды табасыз.

Міне осы операциялардан кейін, қисық түзетіліп, яғни геометрияланып, сызықтар таңдалады және контурлар толықтырылады.

Төменгі 2-кестеде келтірілген Ақжал кен орны жарықшақтарының далалық түрсіру нәтижелері жарықшақтық диаграммаларын компьютерде өңдеу үшін бағларламаға енгізіліп, оның нәтижесі 22- суретте көрсетілген.

2 – кесте. Бастапқы мәліметтер

№ точки	X,град	Y,град	Z высота	№ точки	X,град	Y, град	Z высота
1	180	50	1	46	240	80	2
2	190	30	1	47	24	50	11
3	190	30	3	48	50	65	4
4	200	60	6	49	118	85	10
5	200	70	7	50	145	70	5
6	195	90	5	51	310	60	5
7	215	65	12	52	315	90	10
8	217	75	11	53	90	30	2
9	220	80	10	54	130	30	2
10	218	85	8	55	185	85	2
11	230	80	5	56	50	20	2
12	70	50	4	57	50	86	3
13	230	50	5	58	110	80	8
14	250	50	2	59	130	80	10
15	255	35	1	60	65	70	2
16	260	50	1	61	320	65	5
17	250	90	1	62	305	85	12
18	258	86	1	63	225	20	1
19	265	75	1	64	8	55	7
20	270	65	1	65	139	85	8
21	280	45	1	66	20	72	8
22	315	28	1	67	42	60	7
23	340	22	1	68	330	86	5
24	360	20	1	69	0	32	5
25	205	86	6	70	345	28	2
26	305	80	10	71	0	65	5
27	265	90	2	72	330	35	3
28	0	25	2	73	350	35	4
29	25	40	7	74	355	40	5
30	125	83	12	75	348	50	5
31	80	80	2	76	356	62	5
32	70	85	1	77	358	70	4
33	65	81	1	78	340	65	4
34	348	45	5	79	335	86	4
35	282	90	5	80	345	85	2
36	295	86	10	81	20	15	1
37	25	82	7	82	90	20	1
38	82	48	3	83	120	12	1
39	65	60	3	84	160	38	1
40	110	60	5	85	180	60	1
41	60	40	4	86	140	52	3
42	325	53	5	87	150	75	4
43	110	50	3	88	80	60	3
44	220	86	6	89	135	68	7
45	160	85	2	90	96	65	3

Алынған бейне (диаграмма) изосызықтар түрінде шешілген есеппен бірге файлда сақталады және кез-келген уақытта, массивтегі тау жыныстарының құрылымдық ерекшеліктері туралы жаңа мәліметтер пайда болғанда толықтырылып отырылады. Алынған нәтижелер изосызытар (2D) түрінде (22,а-сурет) және 3D түрінде (22,б,в-суреттер) сақталады және принтерден басылып шығарылады.

а)

б)

в)

в)

22- сурет. Тау жыныстары жарықшақтарын компьютерде

өңдеудің нәтижесі

22-сурет. Компьютерлік өңдеудің нәтижесі

Жоғарыда келтірілген 21-суреттен Ақжал кен орнына тән 4 негізгі жарықшақтар жүйесі бар екендігін көруге болады. Олардың орташа жатыс элементтері мынаған тең (азимуты, құлама бұрышы): I (30, 55), II (125, 81), III (220, 75) и IV (310, 89).

Сөйтіп, «Жарықшақтар диаграммасы» бағдарламасы жарықшақтарды жаппай түсірудің алғашқы мәліметтерін статистикалық өңдеуге, оған әрі қарай талдау жасап, нәтижелерін карьер кертпештерінің орнықтылығы мен жылжу бұрыштарын алдын-ала болжауда қолдану үшін кен орны жарықшақтығының диаграммасын құруға және принтерден басып шығаруға арналған.

Әдебиеттер;

Негіз.: 1[52-65]; 2 [18-20 ]

Қос.: 3[126-130]; 4[66-85]

Бақылау сұрақтары:

Жарықшақтарды геометриялаудың әдістері.
Құрылымдық ерекшелік деген не?
Жарықшақтылық картасы нені көрсетеді?
Жарықшақтылықтың қимасы деген не?
Тік бұрышты және дөңгелек диаграммалар не үшін қажет?

№11-дәріс. Тау жыныстары масивінің кернеулі-

Деформациялық күйін моделдеу

Тау жыныстарының кернеулі--деформациялануы туралы мәлімет.

Тау-кен жұмыстарының әсерінен жер астында пайда болған қуыстар жыныстар массивінің беріктілігі мен біртұтастығын бұзып жер қойнауында кернеулік-деформациялық өрістер туғызады және тау жыныстары мен жер бетінің жылжуына әкеліп соғады. Жерасты кен қазбаларында тау-кен қысымы кен соққысы да болуы ықтимал. Мұның бәрі, әлбетте жер үстінде және жер астында орналасқан құрылыстарға, жұмыс қауіпсіздігіне және айналадағы қоршаған ортаға экономикалық-материалдық нұсқан келтіреді.

Міне осындай жер қойнауында жүріп жатқан күрделі процесс тау жыныстары массивінің табиғи кернеулі күйі – деформациялық күйге тікелей байланысты. Жыныстардың деформациялануына және жылжуына массивтегі гравтициялық күштер себепкер.

Сыртқы күштер әсерінен тау жыныстары деформацияланып, жыныстардың жеке бөлшектері арасында өзара әсерлеуші күштер тудырады. Инженерлік практикада кеңінен қолданылып жүрген Сен-Венан (өткен ғасырдағы көрнекті француз ғалымы) принципі бойынша дене элементтеріне түскен сыртқы күш әсерінен кернеу пайа болады.

Ал, нүктедегі кернеулі күй деп сол нүкте арқылы өтетін барлық алаңдар бойынша әсер етуші кернеулердің жиынтығын айтады, кернеу МПа мен өлшенеді (23 - сурет).

Бұдан 100 жыл бұрын швейцария геологы А.Гейм жер қойнауының кез келген нүктесіндегі кернеулі күй сол нүктенің жер бетінен бастапқы тереңдігінің функциясы болып келеді деп тұжырымдаған болатын, яғни

_х = _у = _z =  H

мұнда _х ,_у – горизонталь кернеулер;

_z – вертикаль кернеу;

 - жоғарғы қабат жыныстарының орташа көлемдік салмағы;

H – жыныстардың орташа тереңдігі.

Ал осы ғасырдың 20-жылдарындағы А.Н.Динниктің дәлелдемесі бойынша горизонталь кернеулер вертикаль кернеудің бір бөлігі болып ғана келеді деген, яғни

_z =  H

_х = _у = 

мұнда к = /(1 - ) – бүйірлік қысым коэффициенті;

 - көлденең деформация коэффициенті, немесе Пуассон коэффициенті.

Демек, жер қойнауында кернеулі күй біркелкі емес, әр нүктесінде әртүрлі өзгеріп отырады. Тау жыныстары блогінің немесе жерасты қазба жақтарына өзара перпендикуляр алаңдарда әсер ететін _х ,_у және _z кернеулерді бас кернеулер деп атайды, ал _х, _у және _z жанама кернеулер болып келеді. Тау жыныстарының формасы мен бастапқы өлшемдерінің өзгеруін оның дефрмациялануы дейді. Деформациялардың созылу, сығылу (23-сурет), ығысу (24-сурет) және бұралу сияқтытүрлері тау-кен жұмыстары практикасында жиі кездеседі.

23- сурет. Көлемдік 24-сурет. Созылу және 25-сурет. Ығысу

кернеулі күй ығылу деформациялары деформациясы

Деформацияның түрлеріне көз жеткізу үшін тау жынысы – тасты кішкентай кубтараға бөлсек, деформация кезінде әрбір куб жеке деформацияланады, яғни оның қабырғасының ұзындығы, тік бұрышы өзгереді. 24-суретте куб жақтарының сыртқы күштер әсерінен деформацияланғаннан кейнгі түрі үзік сызықпен көрсетілген, яғни АД=қабырғасы А^’B^’ =Д^’C^’ = ₂-ге қысқарған (қысқарған деформациясы).

Деформациялану кезінде тау жыныстарында бекітілген маркшейдерлік нүктелер арақашықтары да дәл 23-суреттегідей шамасына ұзарып немесе қысқарады.

мұндағы - бастапқы шама;

- созылу немесе сығылу шамасы. - ді бастапқы ұзындық-ге қатынасын салыстырмалы деформация деп атайды.

24 - суретте жанама кернеу - әсерінен болған куб жақтарының өзгерістері үзік сызықпен көрсетілген. Мұнда АВ қабырғасы A^’B^’ –на ығысқан, апл деформацияға дейінгі АДС тік бұрышы өзгеріп отырады, созылуда кішірейеді, ал сығылуда үлкейеді.

Салыстырмалы көлденең деформация салыстырмалы бойлық деформацияға тура пропорционал, ал таңбасы жағынан қарама-қарсы.

мұнда - көлденең деформация немесе Пуассон коэффициенті.

Бұл коэффициентті аналитикалық жолмен алғаш француз математигі Пуассон анықтаған, қазір жыныстардың механикалық сипаттамаларының бірі болып саналады. Көлденең деформация немесе Пуассон коэффициентін анықтау кей уақытта қиынға түседі.

Ол жыныстар массивінің кернеулі күйіне байланысты өзгеріп отыратын шама. Әсіресе жарықшақтығы мол жыныстардың физикалық – механикалық қасиеттерін анықтауда Пуассон коэффициентіне міндетті түрде түзетпе енгізіледі.

Осы тараудағы жыныстың беріктік қасиеттерін зерттеуде, аталмыш коэффициентті табиғи деформация элементтерін өлшеу арқылы анықтаудың әдісіне тоқталамыз.

Әлбетте, Пуассон коэффициенті ғана емес, бүйірлік қысым коэффициенті – серпімділік – Е және ығысу G модульдердің жыныстардың структуралық блоктар түрлерінің деформацияланып өзгеруін зерттеу арқылы анықтауға болатыны дәлелденді.

Кейінгі кезде тау жыныстары массивінің кернеулі-деформациялық жай-күйін және де кен игеру кезінде жер қойнауында пайда болатын геомеханикалық процестер болжаудың көптеген әдістері практикада қолданыс табуда.

Мына төмендегі 26-суретте тау жыныстарының жанама кернеулері мен кертпештердің сырғу беттерінің изосызықтары алаңдары және де экскаваторлардың статикалық, динамикалық жүктемелері көрсетілген.

Мұнда кертпештің параметрі: Н = 2Q, м; а = 30°.Дәл осындай есептер басқа моделденетін кертпештер үшін жасалынып отырылады.

Кернеулі күйдегі моделдерді бір-бірімен салыстырма талдау жасау - изосызықтармен бейнеленген топографиялық беттерді бір-бірінен алып тастау әдісімен жүргізіледі.

26- сурет. Әсер ететін жанама кернеулердің а) салмақ түспеген және

б) динамикалыұ салмақ түскен кертпешердегі изосызықтық алаңдары

Алынған суреттен мынандай қортынды жасауға болады:

Ешқандай салмақ түспеген бос кертпеште жанама кернеулер кертпештің төменгі ернеуіне (25,а-сурет) шоғырланған, ал салмақ түскен кертпеште төменгі ернеуден басқа , жабдықтық орналасқан тірек астына да шоғырланған.
Бұзылуға ықтимал деген беттің түрі де күрделі:

салмақ түспеген кертпештің төменгі жағы әртүрлі радиустағы қисық сызық, орта шенінде – түзу, ал жоғарғы жағында қисық сызықтан түзуге айналады;
бос емес кертпешттің жоғарғы ернеуінен 5-15 м жерде түскен салмақ бұзылу беттің өзерісін байқатады. Бұзылыс беі өзінің қисықтығын ылдидлатады, содан кейін ол қайтадан тік қалпына келеді;
кертпештегі тау-кен жабдығының әсерінен пайда болған жанама және нормаль кернеулердің орташа мәндері ұлғайа түседі;
тау-кен жабдығының (5м дейінгі) динамикалық әсері, кертпештің орнықтылық коэффициентін 20-25 % төмендетеді.

Әдебиеттер:

Негіз.: 1 [8-20], 2[16-20].

Қос.: 3 [10-18], 5[26-50].

Бақылау сұрақтары:

Деформациялардың қандай түрлері бар?
Кернеулік – деформациялық күй деген не?
Кернеулік – деформациялық күйді қалай геометриялайды?
Тау жыныстары массивіне геомеханикалық баға беру деген не?

5. Кернеулік – деформациялық күйді бейнелейтін изосызықтардан не анықтауға болады?

№12 -дәріс. Геомеханикалық процестерді болжауда

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
16.09.2019167.94 Кб15Аэродинамика экзаменационные вопросы.doc
#
23.03.2016650.24 Кб26Б&#1201;р&#1171;ылау станогы.doc
#
05.11.2018930.3 Кб6БіКО частина 3(папка розвиток артелерії).doc
#
23.12.2018129.54 Кб7Білети Технології СР.doc
#
23.03.201659.9 Кб15Бірінші д-ріс.doc
#
13.03.20157.74 Mб36байгурин лекция.doc
#
20.09.2019564.22 Кб9Бакина и Локтионова - Общий курс Истории Казахс...doc
#
19.11.2019449.02 Кб4Балжан.doc
#
13.03.201549.83 Кб13банкинг.docx
#
13.03.201548.46 Кб6банкростство.docx
#
13.03.2015643.06 Кб10Баспалдатар.pdf