Жер астынан көмүр казып алуу процесси жана технологиясы
Жер астындагы көмүр казуу - бул жер бетинин тереңиндеги катмарлардан көмүр казып алууну жана алууну камтыган көмүр казуу ыкмасы. Бул ыкма, адатта, көмүр катмары чоң тереңдикте болгондо, белгилүү бир калыңдыкка ээ болгондо же геологиялык шарттар ачык казууну үнөмсүз же жогорку тобокелчиликке алып келгенде тандалат. Коопсуздукка, өндүрүмдүүлүккө жана энергияны үнөмдөөгө болгон талаптардын өсүшү менен, жер астындагы казуу процесстери механикалаштыруу, автоматташтыруу жана сенсордук санариптик мониторинг системаларын колдонуу аркылуу тездик менен өнүгүп жатат.
Жер астындагы кен казуу иштерине сереп
Ачык карьердик казуудан айырмаланып, ал үстүнкү катмарларды кеңири алып салууну камтыйт, жер астындагы казуу көмүр катмарларына жетүү жана аларды иштетүү үчүн жолдордун жана шахта тешиктеринин тармагына таянат. Жер астындагы иштердин негизги багыты геотехникалык шарттарды (тектердин туруктуулугун), желдетүүнү, метан газын, көмүр чаңын жана материалдарды жана персоналды ташуу системаларын көзөмөлдөө болуп саналат. Жумушчу орундун чектелүүлүгүнөн жана кооптуу чөйрөдөн улам, жер астындагы казуу иштери деталдуу пландаштырууну жана катуу коопсуздук стандарттарын талап кылат.
Пландоо жана чалгындоо этабы
Жер астындагы ар бир кен казуу иши чалгындоо изилдөөлөрүнөн жана геологиялык мүнөздөмөлөрдөн башталат. Чалгындоо, адатта, өзөк бургулоону, геологиялык түзүлүштөрдү картага түшүрүүнү (жаракалар, бүктөмдөр), көмүрдүн сапатын текшерүүнү (нымдуулук, күл, күкүрт жана калориялуулук) жана чатырдын жана катмар тектеринин бекемдигин түшүнүү үчүн геомеханикалык анализди камтыйт. Андан кийин чалгындоо маалыматтары катмардын калыңдыгын, катмардын жантайыңкылыгын, тереңдигин жана метан газы жана жер астындагы суулар сыяктуу потенциалдуу коркунучтарды эске алган үч өлчөмдүү геологиялык моделди жана кендин долбоорун түзүү үчүн колдонулат.
Мындан тышкары, резервдерди эсептөө, өндүрүш пландары, чыгымдардын сметасы жана коопсуздук системасын долбоорлоону камтыган техникалык-экономикалык негиздеме жүргүзүлөт. Бул этап кен казуу ыкмаларын тандоо үчүн, бөлмө жана мамы, узун дубал же катмар шарттарына ылайыктуу башка вариациялар болсун, абдан маанилүү.
Кенге кирүүчү курулуш: шахта жана дрейф
Көмүр катмарына жетүү үчүн төмөнкү түрдөгү негизги кирүү түзүлөт:
1. Шахта (тик кудук): чоң тереңдикте колдонулат. Шахталар, адатта, жумушчуларды, жабдууларды жана көмүрдү ташуу үчүн көтөргүч система менен жабдылган.
2. Дрейф (горизонталдык туннель): дөңсөөнүн же тийиштүү бийиктиктеги беттин капталынан курулган. Дрейф көбүнчө эгерде катмар салыштырмалуу тайыз болсо же жер рельефи мүмкүндүк берсе, тандалат.
3. Төмөндөө/жолдун чети (төмөндөө): дөңгөлөктүү унаалардын шахтага киришине мүмкүндүк берген жантайыңкы туннель.
Иштеп чыгуу этабында негизги туннелдердин жана панелдик туннелдердин тармагы курулат. Бул жерде тек казуу, тирөөчтөрдү орнотуу жана коммуналдык кызматтарды (электр энергиясы, суу түтүктөрү, компрессорлор, байланыш) орнотуу иштери жүргүзүлөт. Казуу ыкмаларына бургулоо жана жардыруу иштери же белгилүү бир шарттарда жол башындагылар сыяктуу тек кесүүчү машиналар кириши мүмкүн.
Жер астынан көмүр казып алуу ыкмалары
1. Бөлмө жана мамыча
Бөлмө жана мамы ыкмасы көмүрдү "бөлмөлөрдү" түзүү жана шахтанын чатырын кармап туруу үчүн көмүрдүн "мамыларын" калтыруу менен казып алат. Мамыларды биротоло долбоорлоого же чегинүү жолу менен казып алуу учурунда алып салууга болот, бирок бул урап калуу коркунучун жогорулатат жана геотехникалык көзөмөлдү күчөтүүнү талап кылат.
Бул ыкманын артыкчылыктары ар кандай геологиялык шарттарда ийкемдүүлүктү жана узун дубалдуу ыкмага салыштырмалуу баштапкы инвестициянын салыштырмалуу төмөндүгүн камтыйт. Бирок, көмүрдүн калыбына келүү көрсөткүчтөрү, адатта, төмөн, анткени көмүрдүн бир бөлүгү тирөөч катары калтырылат.
2. Лонгволл тоо-кен казып алуу
Узун дубал ыкмасы жер астынан көмүр казып алуу үчүн эң өндүрүмдүү технологиялардын бири болуп саналат. Бул система көмүрдү узун панелдер боюнча кайчы же соко колдонуп казып алат. Жумушчу аймактын артына электр менен иштеген чатыр тирөөчтөрү орнотулат, алар казуу иштери жүрүп жатканда алдыга жылат. Тирегичтердин артындагы аймак көзөмөлдөнгөн кулап түшүүгө (goaf) дуушар болот, бул мамылардын зарылдыгын азайтат.
Лонгволл жогорку калыбына келтирүүнү жана жогорку өндүрүштү камсыз кылат, бирок жабдууларга олуттуу инвестицияларды жана желдетүүнү долбоорлоону, газды башкарууну жана тектердин деформациясын көзөмөлдөөнү камтыган панелдерди кылдат пландаштырууну талап кылат.
Жер астындагы операциялардагы негизги технологиялар
Көмүрдү кесүү жана экстракциялоо системасы
Лонгваллда негизги шайман - бул көмүрдү кесүүчү бет (жумушчу тегиздик) боюнча алдыга-артка жылуучу кайчы. Андан кийин көмүр беттин алдындагы конвейерге түшөт. Бөлмөдө жана мамыда эң кеңири таралган шайман - бул көмүрдү тынымсыз кесип, аны ташуучу системага жүктөгөн үзгүлтүксүз казуучу машина.
Кен буфердик системасы
Тоо-кен курулуштарынын коопсуздугу таянычтарга абдан көз каранды. Колдонулган технологиялар төмөнкүлөрдү камтыйт:
– Чатыр таштарын бекемдөө үчүн таш болттору жана чайыр болттору.
– Алсыз тек шарттарында орнотулган болот арка же болот.
– Чатырды активдүү колдоо үчүн узун дубалга орнотулган электрдик чатыр тирөөчү.
Тоо тектеринин деформациясын көзөмөлдөөгө көбүнчө экстензометрлер, конвергенция өлчөгүчтөр жана тирөөчтөрдөгү басым сенсорлору сыяктуу аспаптар жардам берет.
Вентиляция, метан газы жана чаңды көзөмөлдөө
Жер астындагы шахталардын негизги кан тамыры – желдетүү. Вентиляция системасы жумуш аймагына таза абаны багыттоо жана эскирген абаны, жылуулукту жана газдарды кетирүү үчүн негизги желдеткичти, желдетүү эшиктерин, жөнгө салгычтарды жана каналдарды колдонот.
Метан газы (CH₄) жарылуу коркунучунан улам чоң коркунуч болуп саналат. Колдонулган технологияларга төмөнкүлөр кирет:
– Газ сенсорлору жана автоматтык сигнализация системалары.
– Скважиналарды колдонуу менен метан дренажы (дренажга чейинки жана дренаждан кийинки).
– Өрт булактарын жана жарылуудан корголгон электр жабдууларын башкаруу жол-жоболору.
Көмүр чаңы ден соолукка да коркунуч келтирет (пневмокониоз) жана чаңдын жарылуу коркунучун жогорулатат. Көзөмөлдөө чараларына суу чачуу, чаң чогулткучтар, акиташ чаңын чачуу жана чаңдын концентрациясын көзөмөлдөө кирет.
Көмүр жана материалдык ташуу системасы
Жер астындагы шахталарда көмүр, адатта, төмөнкү жолдор менен ташылат:
– Тасма конвейер: узак аралыктарга жана чоң сыйымдуулуктарга натыйжалуу.
– Шаттл-вагон же аккумулятор менен ташуучу унаа: бөлмөдө жана мамыда үзгүлтүксүз иштеген көмүр казуучудан көмүрдү берүүчүгө же тасмага жылдыруу үчүн.
– Материалдарды, жабдууларды жана персоналды ташуу үчүн монорельс же коммуналдык унаалар.
Ташуу системаларын автоматтык башкаруу менен интеграциялоо өндүрүштүн туруктуулугун жакшыртууга жана тоскоолдуктарды азайтууга жардам берет.
Автоматташтыруу, санариптештирүү жана бүгүнкү күндөгү технологиялар
Тоо-кен тармагындагы акыркы жетишкендиктер акылдуу тоо-кен технологиясын колдонууга түрткү болууда. Анын колдонулушунун айрым мисалдары төмөнкүлөрдү камтыйт:
– Алыстан башкаруу: оператор коопсуз башкаруу бөлмөсүнөн кыркуучу же үзгүлтүксүз казуучу машинаны башкара алат.
– Реалдуу убакыт режиминдеги мониторинг системасы: IoT сенсорлору газды, температураны, нымдуулукту, титирөөнү, курдун абалын жана жабдуулардын абалын көзөмөлдөйт.
– Кенди пландаштыруу программасы жана санариптик эгиз: кендин санариптик моделдери желдетүүнү симуляциялоо, туруктуулукту божомолдоо жана өндүрүш графигин оптималдаштыруу үчүн колдонулат.
– Жер астындагы байланыш: маалыматтардын байланышын жана коопсуздугун камсыз кылуу үчүн өнөр жайлык Wi-Fi тармактары, жеке LTE же агып жаткан фидер системалары.
Автоматташтыруу менен жумушчулардын кооптуу аймактарда болуу коркунучу азайып, өндүрүмдүүлүк жана иштин ырааттуулугу жогорулайт.
Эмгек коопсуздугунун кыйынчылыктары жана аспектилери
Жер астындагы кен казуу иштери чатырлардын урап түшүшү, өрт, суу ташкыны, газ жарылуулары жана эвакуациянын чектелүү болушу сыяктуу олуттуу кыйынчылыктарды жаратат. Ошондуктан, эмгек коопсуздугу төмөнкүлөрдү камтыйт:
- Жумушчуларды окутуу жана сертификациялоо.
– Өзгөчө кырдаалдарга жооп кайтаруу системасы жана эвакуация жолдору.
– тирөөчтөрдү, электр жана желдетүүнү үзгүлтүксүз текшерүү.
– Маалыматтарга негизделген тобокелдиктерди башкаруу жана мезгил-мезгили менен коопсуздук аудиттери.
Тоо-кен иштеринин эрежелерин жана эл аралык стандарттарын (мисалы, желдетүү жана жарылуудан корголгон жабдууларга байланыштуу) сактоо да иштин маанилүү бөлүгү болуп саналат.
Penutup
Жер астындагы көмүр казуу процесстери жана технологиялары геологиялык пландаштыруунун, кен инженериясынын, колдоо системаларынын, желдетүүнүн, ташуулардын жана коркунучтарды көзөмөлдөөнүн татаал айкалышын камтыйт. Бөлмө, мамы жана узун дубал ыкмалары эки негизги ыкма болуп саналат, алардын ар бири ар башка техникалык мүнөздөмөлөргө жана технологиялык талаптарга ээ. Заманбап доордо автоматташтыруу, реалдуу убакыттагы сенсорлор жана санариптик башкаруу системалары эксплуатациялык коопсуздукту жана натыйжалуулукту андан ары жогорулатат. Олуттуу кыйынчылыктарга карабастан, тиешелүү технологияны жана күчтүү коопсуздук тартибин колдонуу жер астындагы көмүр казууну натыйжалуураак, коопсуз жана кесипкөй башкарылуучу кыла алат.
