Мақала Жаңатас карьері бетейлерінің деформациялануын зерттеу тау жыныстары массивінің геометриясы мен құрылымының өзгеруіне әсер ететін факторларды бағалауға және талдауға бағытталған.
Түйінді сөздер: кен орны, карьер , д еформациялар, геомеханикалық мониторинг, геодезиялық аспаптар.
Статья посвящена исследованию деформации бортов карьера на месторождении Жанатас, направлена на оценку и анализ факторов, влияющих на изменения геометрии и структуры прибортовых массивов.
Ключевые слова : месторождение, карьер, деформации, геомеханический мониторинг, геодезические приборы .
The article is devoted to the study of deformation of the sides of the quarry at the Zhanatas deposit, aimed at assessing and analyzing the factors influencing changes in the geometry and structure of the edge massifs.
Keywords: deposit, quarry, deformations, geomechanical monitoring, geodetic instruments.
Кіріспе: Жер қойнауында күнделікті жүріп жатқан геомеханикалық процестерді қадағалап, терең де жан-жақты мониторинг жүргізіп отыру үшін, тек бір ғана кен орнын зерттеу жеткіліксіз. Жаңа кеніштерді жобалау — бір кеннің географиялық шекарасынан шығып, бүкіл бассейндегі немесе аймақтағы кендерді толық зерттеуді, сөйтіп, жылжу процесінің бассейнге (аймаққа) тән заңдылықтарын, параметрлерін алдын ала болжауды талап етеді. Тау-кен жұмыстарының қауіпсіздігін қамтамасыз етудің негізгі міндеттерінің бірі карьер беткейлерінің деформацияларын бақылау, бұл төтенше жағдайлардың алдын алуға және жұмысшылар мен жабдықтарға қауіптерді азайтуғаықпал етеді.
Жұмыстың негізгі мазмұны: Пайдалы қазбалар кен орындарын ашық тәсілмен тиімді игеру тау жыныстар массивінің орнықтылығын жүйелі түрде аспаптық бақылауды ұйымдастырусыз мүмкін емес. Мұндай бақылаулардың мақсаты олардың қауіптілік дәрежесін жедел бағалауға және тау-кен жұмыстарының қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін алдын алу шараларын қабылдауға мүмкіндік беретін деформацияларды уақтылы анықтап отыру. Қаратау бассейні кен орындарының бір ерекшелігі, олардың алғаш ашық, содан кейін жерасты әдісімен қазылып алынуы. Бассейндегі кен орындарының кен-техникалық сипаттамалары 1-кестеде көрсетілген.
Кесте 1
Фосфорит кен орындарының көрсеткіштері
|
Көрсеткіштері |
Шолақтау |
Ақсай |
Жаңатас |
Көкжон |
Көксу |
|
Ұзындығы, км |
4,5 |
7,0 |
22,0 |
30,0 |
13,0 |
|
Орташа қалыңдығы- m, м |
10,6 |
14,6 |
20,5 |
11,0 |
11,0 |
|
Тереңдігі, м |
600,0 |
800,0 |
800,0 |
600,0 |
500,0 |
|
Құлату бұрышы-α, град |
86 |
70–85 |
40–85 |
35–50 |
35–50 |
|
Тау жыныстарының беріктігі, f |
8–10 |
10–12 |
8–12 |
8–12 |
8–12 |
Кестеде көрсетілгендей Жаңатас кен орны Қазақстан өнеркәсібінде маңызды рөл атқаратын фосфорит бассейніндегі ең ірі кен орындарың бірі(1- сурет). Бұл кен орнындағы пайдалы қазбаларды ашық әдіспен өндіру қауіпсіздік мәселелеріне, әсіресе карьерлерді пайдалану кезінде ерекше назар аударуды талап етеді.
Сурет 1. Жаңатас карьеріндегі тау-кен жұмыстары
Карьерлік беткейлердің жай-күйін аспаптық маркшейдерлік-геодезиялық бақылау геомеханикалық мониторингтің міндетті бөлігі болып табылады. Бақылаулар дәстүрлі әдістерді де, заманауи автоматтандырылған жүйелерді де қолдана отырып жүзеге асырылады (2-сурет).
Нивелирлеу арқылы бақылау . Профильдік сызықтардағы реперлердің орындарын бастапқы реперден бастап геометриялық нивелирлеу арқылы анықтайды. Бастапқы реперлердің биіктіктері Инструкцияға сәйкес III класстық нивелирлеу әдсімен жүргізіледі.
Электронды тахеометрлерарқылы бақылау Электронды тахеометрлерді қолдану далалық өлшелер мен камералдық өңдеулерді анақұрлым қысқартады, олар заманауи технологияларды маркшейдерлік және геодезиялық жұмыстарда қолдану талаптарына сай. Жаңатас кен орнында өлшеулердің дәлдігі мен жеделдігін арттыру үшін Trimble M3 электронды тахеометрі қолданылады, ол автоматты түрде тірек желісіне бекітіледі және реперлердің координаттарын өлшеуді орындайды. Бұл далалық жұмыстардың уақытын едәуір қысқартуға және деректердің дәлдігін арттыруға мүмкіндік береді.
Жерсеріктік жүйелерді қолдану. . Ғаламдық позиционирлеу әдісі геодезистер мен маркшейдерлер жылжымалы жер серіктерінің координаталарын қолданукға бағытталған. Әлбетте, ол координаталарды геодезистер кезкелген уақытта пайдаланып, тұрған жерінің орнын анықтай алады.Жерсеріктік геодезиялық аппаратураларды карьер бетейлерінің орнықтылығын бақылау мәселелерін шешуде қолданудың өте маңызды нәтижелерін Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университетінің «Маркшейдерлік іс және геодезия» кафедрасы алып отыр. Тау жыныстары массивінің жылжулары мен деформацияларын мониторингтау Қазақстанның Акжал, Жаңатас, Жезқазған, Сарыоба және т. б. карьерлерінде келесі суретте көрсетілген аспатармен жүргізуде.
Сурет 2. Бақылау жүргізудің аспаптары
Лазерлік сканерді қолданып бақылау . Тау кен жұмыстарын орындау барысында карьер қиябеттерінің опырыла құлауы мен жылжуын лазерлік сканермен жүзеге асырған өте қолайлы. Карьер қиябеттерін лазерлік сканерлеуден алынған электрондық деректердің көлемі камералдық жағдайдағы барлық құрылымдық элементтерді: жарықшақтарды, бұзылыстарды, литологиялық айырымдардың шекараларын, деформацияларды және нысандарының 3D моделін алуға, сандық түрде массивтің моделін құруға және оны геомеханикалық есептерге енгізуге мүмкіндік туғызады.
Автоматтандырылған бақылау жүйесін қолдану. Өте терең карьерлерде қиябет деформацияларын маркшейдерлік бақылаулар электронды аспаптар мен бағдарламалық өнімдерді пайдалану арқылы жүргізіледі, яғни автоматты және жартылай автоматты бақылау жүйелерін өндіріс жағдайына енгізуге мүмкіндік береді.
Деректерді автоматты түрде алу үшін бағдарламалық кешен пайдаланылады. Ол Microsoft басшылығымен жұмыс істейтін: Windows 95/98, Windows 2000 операциялық жүйедегі CREDO бағдарламасы, өйткені бұл кәзіргі кездегі ең қолайлы, заманауи графиктік интерфейсі бар операциялық жүйе.
Карьер беткейлерінің орнықтылығын бақылаудың нәтижелері
Карьерлер беткейлерінің абсолют деформацияларын бақылау профильдік сызықтарда жүргізілді. Бақылау жұмыстары жүргізу үшін алдымен бқылау стансасының жобасы жасалынып, сол жобаға сәйкес станса саклынды және әрі қарай жүйелі түрде бақылаулар жүргізілді, әрі қарай өлшеу нәтижелері компьютерлік өңдеуден өтеді.
Әрбір профильдік сызықтар бойынша ведомостар жасалынды, олар: реперлердің вертикаль бағытта сырғулары, профильдік сызық бойынша реперлердің горизонталь бағытта сырғулары, горизонталь деформациялардың (созылулар мен сығылулар), реперлердің векторлар бағытымен жылжу жылдамдықтары.
Массивтегі шөгу, созылу немесе сығылу деформацияларының шамалары және де әрбір профильдік сызықтар бойынша сырғу бетте жатқан нүктелердің жылжу векторлары арқылы карьер беткейлерінің сырғу беті анықталады (3-сурет).
Сурет 3 . Аспаптық бақылаулар нәтижесінде сырғу беттің орнын анықтау схемасы
Бақылау жұмыстарының нәтижелері белгілі болғаннан кейін, карьер қиябеттері тепе-теңдік жағдайының бұзылмауына және жылжу процесінің әрі қарай дамуына жол бермеу ұшін, жылжуға қарсы шаралар қолданылады.
Қорытынды. Осылайша, Жаңатас карьерінде жүргізілген мониторингтар нәтижесінде негізінен екі мақсатқа қол жетті:
— біріншіден, кәсіпорындардың Маркшейдерлік қызыметі координаталары жоғары дәлдікпен анықталған тірек пункттарымен қамтамасыз етілді;
— екіншіден, карьер қиябеттерінің деформациялары анықталды.Карьер беткейлерінің орнықтылығын қамтамасыз ету мақсатымен жүргізілген GPS бақылауларының нәтижесінде карьер қиябеттерінің көлбеу бұрыштарын жоғарылатудың параметрлерін анықтаудың негіздемесі жасалынды.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Комитета Науки Министерства науки и высшего образования РК ГФ ИРН № АР9680130 «Обеспечение промышленной, экологической безопасности в условиях провалоопасности земной поверхности»
Әдебиет:
- Проект «Промышленной разработки месторождений фосфоритовых руд Жанатас и Гиммельфарбское» ТОО Научно-Исследовательский Проектный Институт «Казтехпроект» г.Астана 2014 год.
- Айтказинова Ш. К., НурпеисоваМ. Б Инновационные методы контроля состояния массива горных пород (монография) Германия: LAR Lambert Akademic Publishing,2022.-115 с. ISBN 978–620–05–51155–8
- Нурпеисова, М., Рысбеков К. Б., Касымканова Х. М., Кыргизбаева Г., Солтабаева С Инновационные методы мониторинга деформационных процессова Жиландинских групп месторождений// Труды международного маркшейд. форума «Геопространствменная цифровая инженерия в геодезии, маркшейдерии и геомеханике»,.2023. г.Караганда: КарТУ-С. 42–47.
- Nurpeisova M. B., Rysbekov K. B., Kasymkhanova Kh.M., Kirgizbaeva G. M., Soltabayeva S. T. Comprehensive monitoring of geodynamic polygon of deposits in central kazakhstan// The 18th International Congress for Mine Surveying in Xuzhou, China from October 24th till October 29th 2023.рр.11–19.
