Ұңғымалық уату жерастында бұрғылап жару жұмыстарын жүргізудің ең жиі таралған тәсілдерінің бірі болып табылады. Бұл мақалада ұңғымалық уатудың негізгі сипаттамалары, параметрлері және техника-экономикалық көрсеткіштері қарастырылған және ұңғымаларды орналастырудың негізгі тәсімдеріне салыстырмалы талдау жүргізілген.
Түйінді сөздер: бұрғылап жару жұмыстары, ұңғымалық уату, ұңғымаларды орналастыру тәсімдері.
Скважинная отбойка является одной из самых распространенных способов проведения буровзрывных работ в подземных рудниках. В статье рассматриваются основные характеристики, параметры и технико-экономические показатели скважинной отбойки и проведен анализ достоинств и недостатков основных схем расположения скважин.
Ключевые слова: буровзрывные работы, скважинная отбойка, схемы расположения скважин.
Ұңғымалық ЖЗ (Жарылғыш зат) оқтамдарын жару арқылы жерастында бұрғылап жару тәсілімен өңдірілетін кеннің 60 %-ы уатылады, соның ішінде диаметрі аз ұңғымалармен(90 мм дейін) — 15 %. Кенді уатуға арналған ұңғыма тереңдігі, әдетте, 5–20 м болады. Диаметрі 80–мм-ден 200–мм-ге дейін, кейде одан да көп болуы мүмкін. Ұңғымаларының максимальды тереңдігі шектелген, себебі терең ұңғымаларды бұрғылағанда олардың қисаюы байқалады, сондықтан жобаланған бағытты қамтамасыз ету мүмкін емес және соның себебінен сапалы уату да болмайды.
Ұңғымалық уату орташа немесе ірі кенорындарда, әдетте, диаметрі 45–105 мм болатын параллель, тарамды немесе шоғырлы ұңғымаларды қолданып іске асырылады. Уату тік, көлбеу немесе көлденең қабаттар арқылы жүреді.
Ұңғымалық уатудың негізгі параметрлері:
− Ең қысқа кедергі сызығы (ЕҚКС);
− Көршілес ұңғымалар арасындағы қашықтық.
Ең қысқа кедергі сызығы — оқтам мен сыртқы үңгубет(забой) арасындағы ең қысқа қашықтық. Ол кеннің бекемдігіне және тұтқырлығына, ұңғыма диаметріне және ЖЗ қуатына тәуелді.
Ұңғымалық уатудың негізгі техника–экономикалық көрсеткіштері:
− Бұрғылаушының еңбек өнімділігі бекем кендерде 250–300 м/ауысым, орташа бекем кендерде 350–400 м/ауысым, жұмсақ кендерде 500 м/ауысым-ға дейін жетеді;
− ЖЗ меншікті шығыны 1,5–3,5 кг/м3 болады, дегенмен ұңғымаларды тарамды орналастыру кезінде ЖЗ меншікті шығыны ұңғымаларды параллель орналастыру кезіндегі шамадан 10–15 % жоғары болады;
− Ұңғыманың 1 метріне уатылған кен шығуы, бекем кендерде — 4–5 м3/м, ал бекемдігі орташа кендерде 15–20 м3/м құрайды;
− Ірі кесектердің шығуы кен қасиеттеріне байланысты және ол әр кеніштерде әртүрлі мәнге ие, шамамен — 3–5 % болады.
Негізінен, уатылатын қабатта ұңғымалар параллель немесе тарамды орналасады, және ұңғымаларды параллель орналастыру кезінде ЖЗ массивте біршама біркелкі орналасады, себебі жақын және алыс учаскелер болмайды және қабатты бұрғылау үшін азырақ ұңғымалар қажет етіледі. Есесіне, тарамды орналасуда азырақ бұрғылау қазбалары қазылады және бұрғы білдегі орнын аз ауыстырады. Тарамды орналастыру тәсімі бұрғылау жылдамдығы 10 м/ауысым-нан жоғары болғанда параллель орналастыруға қарағанда тиімді болып келеді.
Ұңғымаларды параллель орналастыру тәсімі төмендегі 1-суретте көрсетілген.
Сурет 1. Ұңғымаларды параллель орналастыру: 1–ұңғымалар; 2–бұрғылау қазбалары; W–ең қысқа кедергі сызығы; h–бұрғылау қазбасының биіктігі
Ұңғымаларды параллель орналастыру кезіндегі артықшылықтар:
− Уатылатын массивте ЖЗ біркелкі орналасады, бұл тау жыныстарын сапалы ұсақталуын қамтамасыз етеді және ірі кесектердің(негабарит) аз шығуымен сипатталады;
− Ұңғымалардың меншікті шығыны азаяды, яғни ұңғымалар санын азайтуға болады;
− Ұңғымалар біршама тиімді пайдаланылады, себебі ЖЗ оқталмаған жақын учаскелер болмайды.
Ұңғымаларды параллель орналастыру кезіндегі кемшіліктер:
− Көп еңбек қажет ететін қазба жұмыстары жүргізіледі, себебі әрбір уатылатын қабат үшін қосымша бұрғылау қазбалары керек(ашық немесе жабық қазбалар);
− Бұрғы білдегінің орнатылған позициясынан тек бір ғана ұңғыма бұрғылауға болады;
− Теспелік (шпурлық) уату тәсіліне қарағанда, кен денесінің өзгермелі жатысында толық уатуды қамтамасыз ету қиынырақ;
− Ұңғымалар арасындағы қашықтық аз болғанда, жабық қазбалар арасындағы кентіректер өте тар және тұрақсыз болады.
Осындай себептермен, параллель ұңғымалармен уатуды бекем, қиын ұсақталатын кендерде пайдаланады, себебі уату үдерісіне кеткен көп қаражат, екінші ретті ірі кесектерді(негабарит) ұсақтауға кететін шығындардың аз болуымен өтеледі. Параллель ұңғымалық уату тәсілі көптеген кеніштерде, соның ішінде КМА-дағы(Курск Магнит Аномалиясы) Губкин атындағы кеніште де қолданылады.
Параллель орналастырудың артықшылықтарын сақтап және кемшіліктерін азайту үшін Сібірдің көптеген темір өндіретін кеніштерінде және Кривбасста темір кварциттерін өндіру кезінде параллель-жақындатылған ұңғымалар кешенімен уату қолданылады. Олардың айырмашылығы, қатарда бір ұңғыма бұрғылаудың орнына, бірнеше жақын орналасқан ұңғымалар бұрғыланады. Ұңғымалар арасындағы арақашықтық бір ұңғыманың 3–4 диаметріне тең болады, ал кешенде ұңғымалар саны 3–10 жетеді. Бірнеше жақындатылған ұңғымаларды жару, диаметрі үлкен бір ұңғыманы жарғандай жұмыс істейді. Бұл, бұрғы қазбаларының арасын үлкейтіп, олардың санын азайтады, сәйкесінше ұңғылауға кететін шығындарды азайтады.
Ұңғымаларды тарамды орналастыру тәсімі төмендегі 2-суретте көрсетілген.
Сурет 2. Ұңғымаларды тарамды орналастыру: 1–ұңғымалар; 2–бұрғылау қазбалары; W–ең қысқа кедергі сызығы
Ұңғымаларды қабатта тарамды орналастыру ең көп таралған әдіс болып келеді(ұңғымалар бір нүктеден желпуіш тәрізді таралады). Бұл жағдайда, бұрғы білдектің бір позициясынан бірнеше ұңғымалар бұрғыланады, білдекті тек келесі ұңғымалар тобын бұрғылау үшін орын ауыстырады. Бұл кезде, білдекті монтаж-демонтаж үшін және бір жерден екінші жерге орын ауыстыруға кететін еңбек көлемі күрт азаяды және бұрғылаушының ауысымдық өнімділігі өседі. Бұрғы қазбалары да аз бұрғыланады. Бұл тәсілдің кемшілігі уатылатын массив көлемінде ЖЗ біркелкі орналаспайды. Бұрғылау қазбаның алдында ұңғымалар тығыз орналасқандықтан, кейбір ондай ұңғымаларды толық оқтамайды(бұл уатуға арналған ұңғымалар шығынын көбейтеді), және ұңғымалар шеті арасындағы қашықтық шамамен 1,5 ЕҚКС-на жетеді, сондықтан бұл жерде уату сапасы біршама нашар болады(ірі кесектердің шығу қаупі жоғары).
Ұңғымаларды шоғырлы орналастыру тәсімі төмендегі 3-суретте көрсетілген.
Сурет 3. Ұңғымаларды шоғырлы орналастыру: 1–бұрғылау өрлеме қазбасы; 2–бұрғылау камерасы; 3–ұңғымалар; 4–теңгерісті кеңістік
Ұңғымаларды шоғырлы орналастыру тәсімінің тарамды орналастырудан ерекшелігі — бір бұрғылау камерасынан, бұрғы білдектің бір тұрақты позициясынан бірнеше тарамды ұңғымалар кешені бұрғыланады, олар әртүрлі жазықтықтарда: біріншісі 5–8° еңісте, екіншісі 10–15°, үшіншісі 50–60° т.с.с орналасады. Бұл, бір камерадан бұрғыланған ұңғымалар көмегімен қалыңдығы 6–8 м кен қабатын уатуға мүмкіндік береді, сонымен қатар бұрғы камераларының санын азайтады. Ұңғымаларды шоғырлы орналастыру негізінен жабынды отырғызу және кентіректерді бұзу кезінде қолданылады. Мұндай ұңғымаларды бір мезетте немесе әр тарам бойынша қысқа кідіртіп аттырады. Өндіру камераларында шоғырлы ұңғымалармен уату өте санаулы кездеседі(мысалы, Төменгі Тагил тау-кен металлургиялық комбинатында).
Сонымен, ұңғымалық уату кезіндегі ұңғымалардың негізгі орналасу тәсімдері: параллель, тарамды және шоғырлы. Ұңғымалық уату тәсімін таңдау, кеніштегі нақты өндіріс шарттарына қарай, техника–экономикалық есептеулер негізінде жүргізіледі.
Әдебиет:
- Кузьмин Е.В, Хайрутдинов М.М, Зенько Д. К. Основы горного дела. — М.: ООО «АртПРИНТ+», 2007. — 472 с.
