Геометриялау әдісін пайдалану

Тау жыныстары массивінің кернеулі-деформациялық күйіне және ондағы пайда болған геомеханикалық процестерге әртүрлі жағдайлар мен факторлар әсер етеді. Жағдайлар табғаттан туындайды, және оны жасанды түрде өзгерту мүмкін емес. Технологиялық факторларды өзгерту адамзатқа байланысты. Сондықтан да, оларға әсер ете отыра геомеханикалық процестерді басқаруға болады. Енді осы айтылған топтарға тоқталалық.

Басқаруға болатын (технологиялық) факторларға мыналар жатады.

Тазалау қазбалары жылжуының жылдамдығы геомеханикалық процестерің дамуы мен қарқындылығына тікелей әсер етеді. Қазбалаврды жүргізудің жылдамдығын өгерте отыра, жылжу процесі жекелеген кезеңдерінің мерзімі мен ұзақтығын реттеуге болады.

Тау-кен жұмыстарын жүргізудің тәртібі мен кен қазбаларының өзара орналасуы геомеханикалық процестердің параметрлері мен сипаттамаларына тікелей әсер етеді. Бірінші кезекте, тазалау қазбалары тау жыныстары қабатын кернеулі күйге ұшыратады, онда жоғары және төменгі қысымдар, жарықшақтар аймақтарын тудырады. Осы аймақтардың Тазалау қазбаларында осы аймақтардың түзіуіне байланысты, жылжу процесінің бұрыштық параметрлері күрт құлама немесе көлбеу болуы мүмкін, ал деформациялардың мәндері қалыпты жағдайдан артық не кемжәне т.б. болуы ықтимал.

Қазба жұмыстарының әсерінен жыныстырдың бұзылу (қирау), жылжу процесінің дамуы жылдамдай түседі. Тау жыныстары жарықшақтанып, мөлшерлері өртүрлі блоктарға бөлініп кеңістіктерге құлай бастайды.жазықтардың құлау бұрыштары және созылым азимуттарының жылжу процесіндегі опырылу бұрыштарымен тіеклей баланыстылығы тікелей аналитикалық зерттеулер арқылы дәлелденіп отыр.

Кен денелерін қазып алудағы уақыт аралығы(үзіліс) - геомеханикалық процестердің қарқындылығычн көрсетеді: үзіліс неғұрлым кем болса, процестің соғұрлым қарқынды жүргені.

Қазылып алынған кеңістік (бір кезеңге дейін) жер бетінің шөгуі мен абсолюттік жылжуына көбірек, аз дәрежеде - салыстырмалы деформацмияларға ісер етеді. Қазылған кеңістіктің размерлері жылжу процесінің бұрыштық параметрлеріне көп әсер ете қоймайды.

Қазылып алынған кеңістітегі қалтырылған кентіректер тау жыныстары массивінің кернеулі-деформациялық күйін жәнежылжу мульдасындағы деформациялардың таралуына әжептәуір ықпал жасайды. Кенттіректер тау жыныстарының қабаттарында кернеулерді уақытша күшейте түседі.

Кен шоғырының қалыңдығы және кен қысымын басқару тәсілі жылжу процесінің аймақтарын айқындайтын негізгі факторға жатады, яғни кен-технологиялық факторлар: жер астында қолданылып жатқан кен игеру әдісі, тау қысымын игеру, кенді ұтымды қазып алу, тазалау жобаларынң бағыты және жүргізу жылдамдығы және т,б, жылжу процесінің жылдамдығына, заңдылығына және жер бетінде орналасқан объектілерге әсер етеді.

Табиғи (берілген) жағдайларға мыналар жатады:

Кеннің құлама бұрышы – α жылжу бұрыштарына және жер бетінің деформациялануына әсер етеді. Тікелей орналасқан кендерге жыныстардың сырғуы тән және көбіне горизонталь деформациялар болады, ал жатық және көлбей жатқан кендерде қабаттар иілуге ұшырайды да вертикаль деформациялар көбейе түседі.

Мульда ішіндегі жылжудың қауіпті аймағы құлау бұрышына тікелей байланысты.

Кен қазу жұмыстарының тереңдігі – Н Жер бетінің деформациялануына тікелей әсер етеді. Кен қазу жұмыстары тереңдеген сайын, жер бетінің деформациялары азая түседі.

Тау-кен қысымы , керісінше, кен қазу жұмыстары терңдеген сайын арта түседі, жекелеген учаскелерде деформациялар мен кернеулердің шоғырлары өте қауіпты болады. және қалыңдығы m байланысты. Кен неғұрлым тереңде орналасса және қалыңдығы кіші болса, соғұрлым деформациялар және жер бетінің шөгуі аз болады.

Егер тау-кен жұмыстары жер бетіндегі объектілерге әсерін тигізбейтін тереңдікте жүргізіліп жатса, ондай тереңдікті қазба жұмыстарының қауіпсіз тереңдігі деп атайды.

Кеннің қалыңдығы оның тереңдігіне қарағанда жылжу процесіне керісінше әсер етеді, яғни қазып алынатын кен қалың болса жылжу процесі тез жүреді, горизонталь және вертикаль деформацияларының шамалары әжептеуір үлкен болады.

Тау жыныстарының механикалық қасиеттері мен құрылымдық ерекшеліктері -жылду процесінің пбарлық параметрлері мен көрсеткіштерін айқындайды. Жылжу процесінің бұрыштық параметрлері осы факторлермен тығыз байланысты.

Тау жыныстарының физика-механикалық қасиеттері және олардың жер қойнауында орналасу қалпының жылжу прцесіне, жылжу бұрыштарына және жер бетінің деформациялану ерекшеліктеріне тигізетін әсері. Жұмсақ тау жыныстарында жылжу процесі көбіне бір қалыпты жүреді, ал берік және қатты жыныстар ең алдымен иіліп, біраз уақыт ілініп тұрады, одан кейін күрт опырылып құлайды. Жұмсақ тау жыныстарының жылжу бұрыштары берік жыныстарға қарағанда көлбеулеу келеді.

Гидрогеологиялық жағдай. Жұмсақ тау жыныстарына гидрогеологиялық жағдай да үлкен әсер етеді, жыныстардың су өткізгіштігі жарықшақтарға, капиллярлық курстарға және де ірі тектоникалық бұзылыстарға байланысты болады. Әлбетте, бұл жылжу бұрыштарнының көлбеулене түсінуіне әкеліп соғады.

Жыныстар массивінің бұзылуы-деформациялардың шамасы мен қатар олардың сипаттамалары мен мульда ішінде таралуына тікелей әсер етеді.. массивтағы бұзылулар геологиялық және техногендік процестерге байланысты болады.

Топырақ қалдығы мен жер бетінің бедері. Жер беті деформацияларының ерекшеліктеріне топырақ қалдығы және жер бедері де әсер етеді. Топырақ жылжу процесін әлсіретіп жұмсартып, негізгі жұмыстарыдың жылжу деормациясын азайтады. Топырақ көп болса жер бетінде жарықшақтар аз кездеседі. Сондай-ақ таулы аймақтардағы жыныстар сырғып жылжу тездете түседі.

Мінекей, жылжу процесіне әсер ететін факторлардың көптігінен және де рудалық кендердің кен-геологиялық жағдайларының күрделілігіне, бұл мәселені шешудің бірден-бір жолы ол жыныстар массивіне геомеханикалық баға беру, яғни жыныстардың қаситеттеріне : кернеулік күйлерін жергілікті жерде тікелей зеттеу. Мұнсыз аталмыш процеске әсер ететін басты факторды ерекшелеу және де көптеген кен-техникалық есептерді шешу мүмкін емес.

Сондықтан тау жыныстарының деформациалану заңдылықтарын анықтау үшін әртүрлі әдістемелерді пайдалана отырып комплексті (жергілікті жерде табиғи бақылау, лабораториялық және теориялық әдістер) зерттеулер жүргізілуіне қажет, оның ішінде табиғи бақылауға баса көңіл аударылуы керек.

Геомеханикалық зерттеулердің әдістері туралы түсінік. Геомеханикалық зерттеу жұмыстары республикамыздағы көптеген ғылыми зерттеу, жобалау институттары және жоғарғы оқу орындары ғалымдарының мол тәжірибесі негізінде жүргізіледі.

Мұның өзі геомеханикалық процестер мәселесі саласындағы білімді тереңдетіп, мейлінше мол мағлұматтар алып, уақыт талабына сай зерттеулердің әдістерін жетілдіре түседі.

Сондықтан тау жыныстарының деформациалану заңдылықтарын анықтау үшін әртүрлі әдістемелерді пайдалана отырып комплексті (жергілікті жерде табиғи бақылау, лабораториялық және теориялық әдістер) зерттеулер жүргізілуіне қажет, оның ішінде табиғи бақылауға баса көңіл аударылуы керек.

Табиғи зерттеу әдістемелері бір-бірімен салыстырылып, оларға талдау жасап және ең итімді дегендерін ерекшелеп алу үшін оларға талдау жасап және ең тиімді дегендерін ерекшелеп алу үшін олар арнайы топтарға жіктеліп блок-схема жасалынған.

Геомеханикалық зеттеулерді жергілікті жерде жүргізудің мынадай үш негізгі тобы іріктеледі:

1. Тау жыныстарының массивтегі кернеулі күйін зерттеу және оны өлшеу.

2. Тау жыныстарының массивтегі беріктілік және құрылымдық қасиеттерін зерттеу.

3. Тау жыныстарының жылжуын анықтау.

Жыныстардың беріктік механикалық сынақтар жүргізуі арқылы тікелей жергілікті жерде анықталады. Ал, жыныстардың құрылымдық қасиеттерін зерттеу әдеттегідей жарықшақтардың орналасу элементтерін түсіру, ұзындық өлшеулерін, сандық және сапалық ерекшеліктерін егжей-тегжейлі анықтау 10-11 -і дәрістерде толық айтылды.

Тау жыныстарының жылжуы.Тау-кен жұмыстары әсерінен жер астында пайда болған қуыстар, жыныстар массивінің беріктілігін бұзып, кернеулік деформациялық өрістер туғызады.

Сөйтіп, тау жыныстары мен бетінің жылжуына әкеліп соғады. Мұның бәрі, әлбетте, жер үстінде және жер астында орналасқан құрылыстарға, айналадағы ортаға экономикалық, материалдық нұқсан келтіреді (27-сурет).

27 -сурет. Массив пен жер бетінің деформациялану схемасы

Тау Жер асты қуыстарының үлкеюіне байланысты тау жыныстарының жылжу аймағы да ұлғая түседі..

Жер қойнауындағы тау жыныстары деформацияға ұшырған кезде массив өзіндік сипаттамалары және деформациялану дәрежелеріне қарай бірнеше зоналарға (аймақтарға) бөлінеді. 27-суретте көлбеу орналасқан тау жыныстарының жылжу аймақтары бейнеленген.

АБВГ – опырылу; АГЛД и БВМЕ – тау жыныстарының тұтастығы бұзылып жылжу (жарықшақтар); ЖПИГД и ЗОКВЕ – жайлап жжылжулар; АГИКВБ - босау; ЛНИГ, МОКВ - тіректік қысым; 1 – қазылып алынған кен орны; 2 - жер бетінің опырылып түсуі (шұңқыр).

28- сурет. Тау жыныстарының жылжу аймақтары

Опырылу аймағы – АБВГ.

Кені қазылып алынған кеңістікке (қуысқа) тікелей жалғасқан және жыныс қабаттары блоктарға бөлініп, кеңістікке құлап жатқан жер, яғни жыныстардың табиғи байланысы мен құрылысы бұзылған аймақ. Бұл аймақтың биіктігі кеннің (3-6)m еселік қалыңдығынан аспайтындығы аспаптық бақылаулар нәтижелерінен белгілі (мұнда m- кеннің қалыңдығы).

Тау жыныстарының тұтастығы бұзылып жылж немесе жарықшақтар аймағы - АГЛД и БВМЕ. Бұл айматарда жер қойнауындағы тау жыныстары және жер беті иіліп, жарықшақтар пайда бола бастайды.

Тіреулік қысым аймағында – ЛНИГ, МОКВ тазалау қазбаларына жақын жерлерде массив тұтастығы бұзылып төбеде ілініп тұрады және оның массасы қоршаған жыныстарға бөлінеді.

Жайлап жжылжулар аймағы- ЖПИГД и ЗОКВЕ жер бетінде және жыныстар қойнауында да пайда болып, кернеулік деформациялық өрісі гравитациялық өріске жақындайды.

Өте қалың тіктеу орналасқан кендерде жатыс бүйіріндегі жыныстар сырғу процессіне ұшырап, жер беті ойылып төмен түседі, шұңқыр пйда .

Тау жыныстарының жылжу әсеріне шалынған жер бетінің участкесін жылжу мульдасы деп атайды. Мульда ішіндегі жылжу процестері бірдей болмайды және бірнеше аймақтарға бөлінеді.

Тау жыныстарының жылжу әсеріне шалынған жер бетінің участкесін жылжу мульдасы – А деп атайды. Мульда ішіндегі жылжу процестері де бірдей болмайды және олар да бірнеше аймақтарға бөлінеді.

Мульданың жер бетіндегі және астындағы құрылыстарда, қауіпті учаскедегі жылжудың қауіпті аймағы – 1 деп атайды және ол аймақты жер бетінде шектеу үшін жылжу бұрыштары қолданылады. Негізгі жыныстардың көлденең қимасында төмбе бүйір жақтағы жылжу бұрышыал жақтық жақтағы қуыстың жоғарғы жағымен шектелген бұрышарқылы белгіленеді ( 29 – сурет ). Мульда ішіндегі осы әр түрлі аймақтар-дың шекаралары мен бұрыштық параметрлері жер бетіндегі нүктелердің деформацияларының мәндерімен анықталады. Мәселен, қауіпті жылжу аймағының шекарасын ылдилығын і =4*10, қисықтығы, созылу деформациясытең жер беті реперлерін жер асты қазба жұмысының деңгейімен қосатын горизонталь сызықтар белгілейді. Жылжу кезінде жер бетіндегі нүктелердің координаталары кеңістікте өзгеріске ұшыпап, өзгерістер шамасы вектор арқылы сипатталады.

1- қауіпті жылжулар аймағый; 2 – біркелді жылжулар аймағы; 3 – жарықшақтар мен сатылар аймағы; 4 – шұңқырлар аймағы; 6 – ажыраулар сызығы.

29-сурет. Жер беті жылжу аймақтары және олардың параметрлері.

.

Кернеудің тектоникалық өрісінің тау жыныстарының жылуына өзінше әсер ететіндіктен, әр кен орындарында жылжу процесінің сипаты да әр түрлі болып келеді. Тау-кен өндірісінде жылжу процесін зерттеу, көбіне, сақтандыру кентіректерін құру үшін қажет жылу бұрыштарын анықтаумен шектеледі. Бұл жағдайда, кен қазу параметрлері, қазылып алынған кеңістіктің пішіні, тау жыныстарының беріктілігі мен құрылымы, және басқа да жылжу процесіне әсер ететін факторлары бір-біріне ұқсас кен орындарында, шекаралық, жылжу, ажырау мүлдем өзеше болуы мүмкін.

Жылжу аймағындағы құрлыстар мен нысандарды кен қазудың зиянды әсерлерінен қорғаудың шараларын жасауда жылжу процесінің уақыт факторына байланысты дамуын білу өте қажет. Кен қазу жұмыстары жүріп жатқан кездегі жер бетінің жылжу мезгілін – жылжудың жалпы ұзақтығы деп атайды. Жылжу процесінің ұзақтығы үш кезеңнен тұрады: бастапқы, қарқынды және тоқталу.

Бастапқы кезең жылжу процесінің жалпы ұзақтығының 30 % тұрады. Бұл кезеңде жер бетінің шөгуі 0,15 η_max жетеді.

Қарқынды кезең кен қазу жұмыстары бақыланып отырған нүкте астында жүріп жатқан кезде басталады және ол жылжу процесінің жалпы ұзақтығының 40 % алады. Осы уақыт аралығында жер бетінің 0,7 η_max шамаға жетеді.

Жылжу процесінің аяқталуы кезеңі забойдың бақыланып отырған нүктеден мына шамаға (1,2+1,4)Н алыстаған кезде басталады. Мұндағы Н – кен қазбасының жер бетінен тереңдігі.

Кен жатық орналасқан жағдайда жылжу мульдасының центрі қуыс ортасының үстінде орналасады, ал көлбеу жатқан кендерде максимал шөгу бұрышы, деп аталатын бұрышы арқылы анықталады.

Кен қазудың жағжайына байланысты тау жныстары мен жер бетінің деформациялануы жай немесе шоғырланған түрде сипатталады. Деформациялардың шоғырлануынан жыныстар қабаты мен жер бетінің жекелеген учаскелерінде жарықшақтар мен кертпештер пайда болады. Олар жер бетінде орналасқан нысандарға зиянды әсерін тигізеді. Кей уақытта жер

беті опырылып түсір каетеді.

Жер бетіндегі саты тәрізді кепртпештер созылу аймағында туындайды және олардың екі түрі болады (30-сурет): тура (руданың шыққан жағына бағытталған) және кері (кері жаққа бағытталған).

1 II

1- тура кертпеш; II – кері кертпештерт; 1 - құмдақтар; 2 – құмды шақпақ тастар;

3 - известняк: 4 – сазды тастар; 5 – деформацияланбай тұрған кездегі қатпарлар

30-сурет. Күрт құлама кендерді қазуда жер бетінде прайда болған кертпештердің түрлері

Тура кертпештер күрт құлама кенрдерді игеру кезінде жиі пайда болады, сол жағдайда берік тау жыныстарының қатпарлары ілініп тұрады немесе бостау тау жыныстарына қарағанда жайлап сырғиды.

Кері кертпештер тау жыныстары иілген кезде пайда болатын жанама керинеулердің әсерінен туындайды.

Қазылып алынатын рудалық дене құлау бұрышының сырғу беттің орналасуына тигізетіг ықпалы.

31- суретте горизонталь орналасқан кен орны бейнеленген. Бұл суреттен жарықшақты шың тастардан түзілген тау жыныстарының ішкі үйкеліс бұрышы сырғу ромбысы сүйір бұрышының жартысына теңдігі көрініп тұр, яғни 2/p- тең. Демек, бұл жағдайда жылжу бұрышы 90° -қа толықтырма бұрышқа немесе жарықшақтар жүйесі арасындағы доғал бұрыштың жартысына тең.

Енді рудалық дененің құлау бұрышы - -ға тең екен делік. Мүнда вертикаль гравитациялық қысымның бағыты өзеріссіз, ал бүйірлік кернеудің бағыты рудалық дененің құлау бағытына сәйкес келеді, яғни ол, бірінші жағдайдағыдай горизонталь емес. Осыған байланысты, жылжудың схемасында симметрия болмайды, сырғу фигурасы ромбы емес, параллелограм түріне келеді (32- сурет).

31- сурет. Горизонталь орналасқан кен орнын игеруде сырғу бағытын анықтаудың схемасы

32- сурет. Еңкіш орналасқан кен орнын игеруде сырғу бағытын анықтаудың схемасы

Тау жыныстары жарықшақтар жүйелері элементтері бойынша жылжудың контурын графиктік құру.

Жылжу бұрыштарын анықтайтын формулаларға кіретін шамаларды жарықшақтар жазықтықтарының жатыс элементтері арқылытабуға болады. О үшін зерттелетін учаскедегі жарықшақтардың элементтерін түсіреді. Түсіріс нәтижелерін өңдеуде жылжу мульдасы жағындағы жарықшақтарға басты көңіл аударылады.

Келесі 33-суретте, қол жеткен жерлерде түсірілген, жарықшақтар элементтері жылжу векторларының қисығы көрсетілген. Мәселен, жер бетінде (1-4 нүктелер), шұңқырда (5және 6 нүктелер), жерасты қазбаларының әртүрлі қабаттарында (7-15 нүктелер) жарықшақтар түсірілген.

33- сурет. Жарықшақтар векторларының бағыттары арқылы сырғу

беттің контурын алу схемасы

Контурды алудың бастапқы нүктесі -3, ал соңғы нүктесі төменгі қабаттың 15- нүктесі. Суреттен жылжу контурын алу үшін осы профильдің барлық векторлары қамтылған. 3-15 қисықтың сол жанында оның шекті түрі көрсетілген.

Осылайша құрылған профильдік проекциядан кеңістіктік проекцияға, тау жыныстары деформациялану жағдайының графиктік түріне көшуге болады. Мұнда графитациялық өріс кернеуі, тау жыныстары массивінің тектоникалық деформациялық өрістері топографиялық беттер түрінде жеке құрылады.

Әдебиеттер:

Негіз.: 1 [8-20], 2[16-20].

Қосым.: 3 [10-18], 5[26-50].

Бақылау сұрақтары:

1.Гомеханикалық зерттеулердің әдістері қандай?

2.Тау жыныстары массивінің геомеханикалық жағдайына қандай факторлар әсер етеді?

3. Жылжу процесінің параметрлері қандай?

4. Сырғу бет қай кезде пайда болады?

5. Басқарылатын геомеханикалық процестер деген не?

№13- дәріс. Жерасты кен қазу жұмыстарының геомеханикасы

Мониторинг жүргізу зерттелетін ортаны жан-жақты білудің белгілі бір әдістемесін қолдануды талап етеді. Әдістеме геомеханикалық процестің негізгі заңдылықтарын және әртүрлі факторлар арасындағы байлыныстарды айқындауы қажет. Міне осындай кені игерілетін нысанның геомеханикалық жағдайын зерттеу және оны алдын-ала болжау әдістемесінің схемасы 34 – суретте келтірілген.

34- сурет. Геомеханикалық процестерді зерттеудің схемасы

Зерттеулердің негізгі нысаны - тау жыныстарының массиві. Шын мәнінде жер қойнауын мониторингтау мәселесі зерттеудің кешенді әдістерін пайдаланғанда ғана дұрыс шешіледі, яғни 33- суретте көрсетілгендей тау жыныстары массивінің табиғи жағдайдағы кернеулі-деформациялық күйін, құрылымдық ерекшеліктері мен беріктік қасиеттерін зерттеуде және жылжу процесін аспаптық бақылауды жүзеге асыруда.

Осындай зерттеулердің нәтижелері жылжу процесінің заңдылықтарын анықтауға, оның параметрлерін алдын-ала болжауға және дер кезінде жылжуға қажетті шаралардын жасауды, сонымен қатар тау-кен жұмыстарын қауіпсіз жүргізуді және жалпы кен игерудің тиімділігін арттыруды қамтамасыз етеді. ведения горных работ и эффективность разработки месторождений в целом.

Тау жыныстары массивінің жай-күйін бағалауда табиғи геомеханикалық әдістер қолданылады, олар:

- тау жыныстары массивінің кернеулі-деформциялық күйін анықтау;

- тау жыныстарының механикалық сипаттамаларының кеңістікте өзгерулерін зертханалық сынақтар арқылы анықтау;

- тау жыныстары жарықшақтарын зерттеу, олардың нәтижелерін әртүрлі әдістермен өңдеу және жарықшақтардың табиғи түзілулерін алдын-ала болжау;

- жылжу процесін зерттеу үшін маркшейдерлік аспаптық бақылаулар жүргізу.

Жылжу процесін зерттеудің алғашқы кезеңінде апаптық бақылау әдісі үлкен роль атқарды және де ол әдіс кәзіргі күннің өзінде өз маңызын жойған жоқ.

Зертханалық және теориялық зерттеулер спаптық бақылаулардың нәтижелерін толықтырады және бақылау көлемін қысқарта түседі. Сондықтан да геомеханикалық мониторинг мәселелерді толық шешу үшін жоғарыда айтылған бағыттарды біріктіріп кешенді зерттеулер жүргізу керек.

Бақылау стансасын салу. Жер қойнауын өндірістік қауіпсіздығы мен қорғауды геологиялық және маркшейдерлік қамтамасыз етудің Ережелеріне сәйкес, маркшейдерлік қызыметке жер қойнауын монитоторингтауды жүргізу, оның ішінде кен қазбаларына, жер бетіндегі нысандар мен қоршаған табиғи ортаға тигізетін кен қазудың зиянды әсерлерін азайту мақсатымен тау жыныстары мен жер бетінің жылжу процесін, кен игеру кезіндегі геомеханикалық процестерді зерттеу жүктелген.

Жылжу процесін зерттеу үшін бақылау стансасының жобасы жасалынады .Жасалынған жобаға байланысты ең алдымен жер беті бақылау стансасы салынады. Мәселен, Шолақтау кенлрнының «Молодежный» кенішінегі жер беті бақылау стансасы көлденең бес профильдік сызықтардан және бір – бойлық сызықтан тұрды (35-сурет). Стансада 194 реперлер бар. Жер асты бақылау стансасының планы 36- суретте берілген.

Бақылау стансасын салу және бақылауларды жүргізу ВНИМИ-дің инструкциясына сәйкес орындалады.

Профильдік сызықтар тірек және жұмыс реперлерінен тұрады. Тірек реперлері профильдік сызықтың екі жағында ең кем дегенде екі-екіден қауіпты жылжу аймағынан тыс жерге с алынады. Жұмыс реперлерінің арақашықтығы профильдік сызықтардың орналасуына байланысты, мәселен керпештің бермасындағы профильдік сызыққа екі-екі жұмыс реперлері және олар бақылауға ыңғайлы, көліктердің жүруіне кедергі болмайтын жерге салынуы қажет.

Реперлердің конструкциялары бұрынғы одақтық «Тау-кен геомеханикасы мен маркшейдерия ғылыми-зерттеу институтының»(ВНИМИ) арнайы нұсқаулары бойынша таңдалып және олар мына талаптарға сай орнатылады:

- реперлер тау жыныстарымен берік байланыста болуы, яғни реперлердің жылжуы тау жыныстарының жылжуына дәл келуі;

- ұзақ уақытқа сақталуы мен орнының өзгермеуі, сонымен қоса оларды пайдаланудың қолайлылығы және реперлердің горизонталь жазықтықтағы жылжуларын бақылаудың дәлдігін қамтамасыз ету үшін, репер басындағы центрінің анықтығы;

- мезгілдік температуралардың өзгерісі кезінде және тау жыныстарының ылғалдылданғаны мен тоңазытқыштанған кездердегі орнықтылығы.

Міне осы талаптарға байланысты, тірек және жұмыс реперлерін салу үшін грунттың тоңазу тереңдігінен төмен диаметрі 160 мм ұңғымалар бұрғыланып, оларға диаметрі 25-30 мм метал трубаны бетондап орнатады. Метал трубаның жоғарғы жағында тереңдігі 2-3 мм-лік нүкте тесіліп салынады Ұңғыманың төменгі жағы 200-300мм биіктікке дейін бетондалады, оның үсті құммен жабылады (37- сурет).

а

б

а) ұңғымада: 1 – центр; 2 бұрғыланған ұңғыма; 3 – металл труба; 4 – көлденең жапсырылған метал; 5 – бетондалатын жер. б) грунтқа қағылатын:1 – тұтас металл; 2 – кертпелер.

37 - сурет. Тірек және жұмыс реперлерінің түрлері

Бақылау стансасының тірек және жұмыс реперлерін бақылап отыру үшін бастаптқы реперлердің орындарын кеніштің маркшейдерлік 1 және 2 разрядтық полигонометриялық жиілету тораптарына байланыстырылады.

Тау жыныстары массивінің жай-күйін мониторингтаудың нәтижелері. Бақылаулар жүргізудің саны және мезгілі кеніштің кен-техникалық жағдайына және алға қойылған мәселеген байланы белгіленеді. Мәселен, «Молодежный» кенішіндегі бақылаулар әр квартал сайын, оның кейбір учаскелерінде – ай сайын, ал «Аксай» кенішінде (арнайы стансада) - әр 10 күнде жүргізілді.

Аспатық бақылаулардың нәтижесінде әр профильдік сызықтар бойынша қималар және жылжу графиктері сызылады. Мәселен, «Молодежный» кенішінің III – профильдік сызығының вертикаль қимасы рудалық дененің қызылып алыну тәртібін, кеніштегі 1970-1990 жж. аралығындағы бақылаулардан алынған жылжу параметрлерін бейнелейді (37-сурет). Кеннің төмбе бүйірі жағында шөгу (33-34 реперлер аралығы) өте тік , одан кейін жайпақ еңкіштікке көшкендігін көрсетеді.

III- профильдік сызық бойынша вертикеаль қима

М 1:500

а – шөгулер б – горизонталь жылжулар

37-сурет. III- профильдік сызық бойынша вертикаль қима

және жылжу графиктері

Бақылау жұмыстарын жүргізу алдында теодолиттер мен нивелирлер тексеруден өткізіледі. Рулетка мен рейкалар тексеру метрі арқылы компарирленеді. Жер беті мен тау жыныстары массивінің жылжуын зерттеу негізінде жарықшақтар пайда болған жерлерде (карьер түбі мен керпештердегі және жерасты қазбаларындағы) терең реперлерді аспаптар арқылы бақылау негізінде жүзеге асырылды. Осы мезгілдегі шөгілердің ең үлкен (максималь) жылдамдығы 32 реперде тәулігіне 0,04 мм жетті. Жылжу процесінің тез дамыған сәттерінде бойлық бойынша қатарымен 4-5 блоктардан кен қазылып алған кезде максималь шөгідің және горзонталь жылжудың кеннің бойлығы бойынша 100-120 м-лік бос қуыс (ашық кеңістік) пайда болғанда басталатыны анықталды. Бақылаулар жүргізілген мерзім аралығында төрт қабат игеріліп, шөгідің жылдамдығы бірде өсіп, бірде кеміп отырды. Бақылаудың барлық мезгілінде максималь шөгу VII –профильдік сызықтың 150 реперінде байқалды(38-сурет).

VII –профильдік сызық бойынша вертикаль қима

38- сурет. Вертикаль қима мен жылжу графиктері

VII – пофильдік сызықтағы, № 204-блоктың үстінде орналасқан 150,151,152,153 реперлердің шөгуі (38- сурет) № 202, 2046 206 блоктардағы кендерді толық қазып алған кезде пайда болды.

Сөйтіп, жылжу процессін Шолақтау кенорнында көп жылдық аспаптық бақылаулардың шекті деформациялары шамалары бойынша жылжудың мынандай парметрлері (ажырау және жылжу бұрыштары) анықталды:

" = 75°_; = 60°, "=80°; = 80°.

Станса реперлерін тірек пункттеріне байланыстыуда және бақылауда дәл теодолиттер, нивелирлер, электронды тахеометрлер және тексерілген рулеткалар қолданылады. Аспаптық бақылаулар кезінде жердегі стереофотограмметриялық түсіріс тәсілі де пайдаланылды.

Бұл тәсіл тау жыныстарының құрылымдық ерекшеліктерін түсіруде өте маңызды және тригонометриялық нивелирлеу тәсілін толықтырып, алынған нәтижелердің дәлдігін дәлелдей түседі.

«Молодежный» кенішіндегі жүргізілген көпжылдық мониторинг нәтижелері жылжу процесінің даму заңдылықтарын анықтауға мүмкіндік туғызды. Кенорнының төмбе бүйіріндегі жау жыныстары, жоғарғы қабаттарда жаппай жарылу кезінде ірілі-ұсақты құрылымдық блоктарға ажырап, қазылып алынған қуыстарға қарай құлай бастайды. Бұл кезде жер бетінде немесе карьер түбінде воронка тәрізді шұңқырлар пайда болады.

Кейін 4-5 блок қатарымен игеріліп, блокаралық кентіректер отырғызылған кезде шұңқырлар көлемі бойлық және төмбе бүйір жаққа қарай үлкейе түседі. Бұл кезең жылжу процесінің ең кұшті дамыған кезі болып есептеледі және блоктардағы кен толық өндіріліп болғаннан кейін 5 айдан соң жылжу процесі тоқтап, келесі қабатты игерген кезде қайтадан дамиды.

Төменгі қабаттардағы жылжу процесі, жоғарғы қабаттардағы қопарылған жыныстардың төменгі қуыстарға құлап тығыздала беруімен шектеледі. Жылжу векторлары қазылып алынған қуыстар жаққа құлайтын жыныстардың жарықшақтары бағытына сәйкес келеді.

Әдебиеттер:

Негіз.: 1 [235-237], 2 [304-314]

Қосым.: 3 [184-193]

Бақылау сұрақтары: