Kon ishlari nazariyasini

7-MA’RUZA
KON ISHLARI NAZARIYASINI
TAKOMILLASHTIRISHNING BA’ZI MUAMMOLARI

Kon kavlash korxonalari ishlarining zamonaviy davri ishlarni jadallashtirish, yangi texnika va texnologiyalardan keng foydalanish, loyihalashtirishda EHM joriy etish, shaxtalar va karyerlar ishlarini rejalashtirish va tashkil etish bilan tavsiflanadi. Konchilik ishlab chiqarishining о‘ziga xos hodisasi shuningdek shaxtalar va karyerlardagi kon ishlarining katta chuqurliklarga о‘tishi va shu munosabat bilan juda murakkab va qiziqarli muammolar katta miqdorining yuzaga kelishi hisoblanadi [1].

Mamlakatimizda amalga oshirilayotgan qayta qurish mineral resurslardan foydalanish taktikasi va strategiyasi' asosiy masalalarida ham dahldor bо‘lmoqda, va bu tabiiy ravishda konchilik fanining rivojlanishida aks ettirilishi lozim. Bu esa kon muhandislari – olimlar, loyihachilar, ishlab chiqaruvchilarning nazariy jihatdan qurollantirilishiga va chiqarilayotgan mutaxassislarning sifatiga bо‘lgan talablarni oshiradi.
Zamonaviy bosqichda, umumiy holatda konchilik fani – bu yer qa’ridan foydali qazilmalarni qazib olish jarayonida konchilik ishlari texnikasi va texnologiyalarining tog‘ jinslari bilan о‘zaro munosabatlari qonunlarini о‘rganuvchi, foydali qazilmalar konlarini qazib olinishi tо‘g‘risidagi fandir. Har qanday fan kabi, u shunday qonunlar tо‘plamini namoyon etadiki, bunda qonun – ilmiy g‘oyani tiklashdagi sо‘nggi, yakunlovchi bо‘g‘indir. Afsuski, bizning adabiyotimizda va darsliklarda konyailik fanining ushbu xususiyatiga jiddiy e’tibor qraltilmagan.
Nazarimizda texnik fanlarga nisbatan qо‘llaniladigan “fan qonuni” atamasining quyidagi ta’rifi ishonchliroq bо‘ladi: Qonun — bu real obyektlar yoki jarayonlarning miqdoriy tavsifi sifatida olingan, ikki yoki undan ortiq о‘zgaruvchanliklar о‘rtasidagi takrorlanadigan, zaruriy, barqaror munosabatdir. Ushbu munosabat doimo kо‘plab obyektlarni о‘z ichiga olishi, ya’ni umumiylikka ega bо‘lishi kerak, ular orqali tavsirlanadigan jarayonlar esa, odatda juda katta va hatto doimo oldindan ma’lum bо‘lavermaydigan omillar miqdorga bog‘liiq ekanligidan iboratdir. Shuning uchun hisobga olinmagan omillar tufayli yuzaga keladigan Qonunning harakatida ba’zi о‘zgarishlar bо‘lishi mumkin.
Qonunlar, qoidalar va tamoyillardan farqli ravishda, doimiy tarzda obyektivdir. Ularni tan olmaslik, о‘zgartirish mumkin emas, ular har qanday yuqori instansiyalarning qarorlariga bо‘ysinmaydilar.Konchilik fanining qonunlari — konchilik ishlari ishlab chiqarishi nazarisi va usullarining kо‘p asrlik rivojlanishi natijasidir.
Konchilik fani asoslarini rivojlantirishga asosiy ulushni ayniqsa, M.V. Lomonosov, I.A. Shlatter, A.I. Uzatis, B.I. Bokiy, M.M. Protodyakonov, N.I. Trushkov, A.A. Skochinskiy, I.A. Kuznetsov, P.I. Gorodetskiy, N.A. Starikov, YE.F. Sheshko, P.E. Zurkov, V.N. Semevskiy, N.V. Melnikov, M.I. Agoshkov, V.V. Rjevskiy va boshqa kо‘plab olimlar qо‘shganlar.
Fan qonunini aniqlash deganda mos keladigan bog‘liqlikni belgilab olish, ularning ifodalanishini takomillashtirish, ushbu bog‘liqliklar mualliflari nomlarini aytib berish, konchilik fanining yangi qonunlarini ochish zarurdir. Ushbu qonunlarni darsliklar va konchilik adabiyotiga kiritish, ular asosida kon muhandislarining yangi avlodini tarbiyalash kerak. Bu juda muhim, chunki konchilik fani qonunlarining yо‘qligi haqidagi fikr mavjuddir.
Fanning ushbu murakkab, qiziqarli sohasida chuqurlashmasdan, bizning nazarimizda, konchilik fanidagi juda muhim qonunlarining faqat ikkitasidagina tо‘xtalib о‘tamiz.
Ma’lumki, qattiq foydali qazilmalar qazib olinganda kon ishlarining о‘ziga xos xususiyatlaridan biri – ishchi zaboylarning vaqt va makonda doimiy kо‘chishidir, bunda tog‘ jinslari massividan, ishchi о‘yiqlar frontidan, karyer tubidan, tozalash bloklari frontidan, kо‘mir shaxtalardagi lavalardan va h.k. chuqurcha о‘yiladi. Ushbu xususiyatning ifodasi – ishchi zaboylarning dinamiklikligi qonuni hisoblanadi:
Kon ishlari jarayonida tog‘ jinslari chuqurchasi о‘yiladigan ishchi zaboylar v tezlik bilan makonda, о‘yiq о‘yiladigan uskunaning unumdorligiga proporsional holda va ishlov beriladigan zaboy S maydoniga teskari proporsional holatda kо‘chiriladi:

Ushbu Qonun juda qadimdan ma’lum va kо‘plab kitoblarda keltirilgan. Faqat u nomlanmaydi, konchilik fani Qonuni degan nomga loyiq emas. Birinchi marta biz uni 1843 yilda chop etilgan A.I. Uzatisning kitobida topganmiz, biroq bu bog‘liqlik undan ham avvalroq mavjud bо‘lgan.
Ishchi zaboylarning dinamiklikligi qonuni, о‘zining mohiyati va tahliliy shakli bо‘yicha Om qonuni, Darsi qonuni, Guk qonuni kabi qonunlarga о‘xshash ekanligini qayd etib о‘tish qiziqarlidir.
Ushbu qonunning kon ishlarining kо‘plab parametrlari va kо‘rsatgichlariga nisbatan qо‘llanilishi bо‘yicha kо‘plab holatlar mavjud [3, 4].
Usiz konchilik ishidagi biror masalani yechib bо‘lmaydi, kon mashinalarini konstruksiyalab bо‘lmaydi va h.k.
Konchilik fanining ikkinchi fundamental qonuni – ochish, tayyorlash va tozalash о‘yiqlari bо‘yicha ishlar jadalligi nisbati qonuninidir:
Konlarni ochish bо‘yicha kon ishlari tayyorlov va kesish ishlariga nisbatan katta yoki bir xil hv tezlik bilan, tayyorlov va kesish ishlari esa bir vaqtning о‘zida bajariladigan ishlar qavatlariga kо‘paytirilgan tozalash ho ishlariga nisbatan katta yoki bir xil hp tezlik bilan amalga oshirilishi kerak.

Yoki uni boshqacha ta’riflash mumkin:
Shaxtalarning chegaradosh qavatlarini ochish vaqtlari о‘rtasidagi vaqt intervali tv qavatni tayyorlash va kesish intervalidan kichik yoki unga teng bо‘lishi, qavatni tayyorlash va kesish vaqtining intervali tp esa bir vaqtda bajariladigan ishlarda qavatlar soniga k bо‘lingan, qavatga ishlov berish davomiyligidan t kichik yoki unga teng bо‘lishi kerak.

Ushbu qonun konlar yer osti usuli bilan ham, yer usti (ochiq) usuli bilan ham qazilganda amal qiladi [3]. Ushbu Qonun haqida kо‘plab mualliflar yozganlar. Eng aniq tarzda unga ilk bora B.I. Bokii tomonidan 1928 yilda kо‘mir shaxalariga nisbatan, 1932 y. — I.A. Kuznetsov tomonidan shaxlaraga ham, karyerlarga nisbatan ham ta’rif berilgan. Chamasi, ushbu Qonunni Bokii—Kuznetsov qonuni deb atash mumkin. О‘z о‘rnida I.A. Kuz­netsov birinchi marta ushbu bog‘liqlikni qonun deb atagan.
Bog‘liqliklar qonun fanning barcha alomatlariga ega va konchilik korxonalarining normal ishlashi uchun katta ahamiyatga ham egadir. Ularning asosida о‘yiqlarni ochish, tayyorlash va tozalash bо‘yicha bir biriga о‘zaro bog‘liq bо‘lgan barcha ishlar loyihalashtiriladi, rejalashtiriladi va amalga oshiriladi. Ular kon ishlari obyektlari bо‘yicha kuchlar va vositalarni taqsimlash imkonini beradi.
Shaxtalar va karyerlarning barqaror va ishonchli ishlashi uchun ochilgan, tayyorlangan va о‘yishga tayyor zahiralarning mavjudligi zarurdir. Zahiralarning mavjudligi birmuncha vaqt davomida qonunning buzilish imkonini beradi, va bu ba’zi bir vijdonsiz yoki bilimsiz rahbarlar tomonidan amalga oshiriladi.
Ayniqsa, yubiley sanalarga muqobil holatlar det atalganlari keng tarqalgan. Odatda, ular asosiy mahsulotga tegishlidir va bunda kо‘plab о‘zaro bog‘liq ishlarni e’tiborga olinmaydi.
Karyerlarning ishlashiga nisbatan kon ishlarini kamaytirish tezliklari va ishchi kamarlarni surish tezligi nisbati qonunlari, hamda chegaradosh ishchi kamarlarda ishlarni mutanosiblangan rivojlantirish qonuni amal qiladi [3]. Tog‘ jinslari maydalanganda о‘z qonunlariga, tog‘ jinslari mexanikasida – о‘z qonunlariga rioya qilinadi.
Sо‘nggi vaqtda ishchi kamarlar balandligini oshirishga bо‘lgan intilish keng tarqalgan. Takliflar mualliflari bunda ishchi bortning qiyalik burchagini kattalashtirish, zaboy yо‘llarini qisqartirishni, qoplama ekspluatatsion koeffitsiyentini va qoplama ishlar hajmini qisqartirishni kо‘radilar. Biroq kon ishlarini pasaytirish tezliklari va ishchi kamarlarni siljitish nisbati qonuniga binoan, konlarni kavlash uchun berilgan jadallikni ta’minlash uchun kamarlarni quyidagi tezlik bilan iljitishni ta’minlash zarur:

bunda hg — karyer chuqurligining zaruriy tezligi, m/yil; φ — ishchi bortning qiyalik burchagi, grad; γ1 – karyer chuqurligining yо‘nalishi, grad (masalan 1-rasmga qarang). Ushbu tezlik esa kamarning balandligiga bog‘liq:

bunda Q — ekskavatorning samaradorligi, m3/yil N — kamardagi ekskavatorlar soni; N — kamarning balandligi, m; Lu — kamardagi ishlar frontining uzunligi, m.
Demak, qonunga binoan chegaradosh ishchi kamarlarning о‘zaro harakatlari va kon ishlarining erishiladigan jadalligi pozitsiyasidan kamarlarning tavsiya etiladigan balandliklarini tekshirish kerak:

bunda vi va vi+1 — tegishincha ustki va pastki kamarlarni surish tezligi m/yil; Vi — i-kamardagi ishchi maydonining eni, m; B0i — i-kamardagi ishchi maydonining minimal ruxsat etilgan eni, m; t — ishchi maydonni Vi dan Boi ga toryitirish uchun ajratiladigan vaqt, yil.
Karyerlar chuqurligi kattalashib borishi bilan karyer maydoniga bosqichma-bosqich ishlov berish g‘oyasi yuzaga keldi. U qoplamalarning murakkab hajmlarining pasaytirilishini, ularni yaanada uzoq muddatga qaratilishini ta’minlaydi.
V1O5 va V2O8 vaqtinchalik noishchi bortlarini tashkil etgan holda OSVz karyeriga (8.1-rasm) uch bosqichda ishlov berishga qaror qildik deb faraz qilaylik. Jadvaldagi ishlar tartibini N=f(T) kо‘rinishida ifodalaymiz. Karyer chuqurligini OO1O5O8S noishchi borti bо‘ylab olib boramiz.

8.1-rasm. Karyerga bosqichma-bosqich ishlov berish sxemasi.
Doimiy tezlik bilan hg karyerni о‘yish jarayoni N = f(T) jadvalda O — O8 qiya liniya bilan tasvirlangan. Karyerning tubi O1 nuqtasiga tushganda, quyidagi tezlik bilan V1v2O5 vaqtinchalik noishchi bortning shaklanishi boshlanadi:

Biroz vaqtdan T2 sо‘ng biz (T2S3O5 liniyasi) quyidagi tezlik bilan ushbu bortning tezligini oshiramiz:

Shunga qaramay, hrb>hb va bort balandligining oshishi T2v2 teng (ikkilamchi liniyalar bilan kо‘rsatilgan). Bort oshirilganda kamarlarni surish tezligi v asosiy ishchi zonadagi kamarlarning siljish tezligidan v katta bо‘lishi kerak.
Karyer tubi nuqtasida O3 bо‘lganda, T3 vaqtida, bortning B1v2O5 (T3v4v5 liniyasi) ortish tezligi teng bо‘lganda, hrb tezlik bilan V2v5O8 vaqtinchalik borti shakllanishni boshlaydi, karyerning tubi O5 nuqtasidan oshib ketganda esa, bortni shakllantirish tezligi hb gacha (v5v6v7O8 liniya) pasayadi.
Biroz vaqt T о‘tgach hrb (liniya T4C5C6S7S8) tezlik bilan ikkinchi vaqtinchalik bortni oshirishni boshlaymiz. Oshirish boshlanishida bort balandligi T4v4, keyinroq esa u pasaya boshlaydi va O& chuqurlikda bort yо‘q qilinadi. Yakuniy konturlarda ish boshlanadi.
Kо‘rib turganimizdek, bosqichma-bosqich ishlov berishda tashkil etish ishlari murakkab va batafsil hisoblarni va kon ishlarini о‘ta bilimdonlik bilan, konchilik fani qonunlariga rioya qilingan holda olib borilishini talab qiladi.
Ahamiyatli muammo – qazib olinayotgan tog‘ jinslaridan kompleksli va ehtiyotkordik bilan foydalanish, konchilik sanoatida chiqimsiz texnologiyaga intilish sanaladi. Ushbu muammo bilan bog‘liq bо‘lgan holat bizning mamlakatimizda qayhuli ahvolda. Har yili qazib olinadigan 15 mlrd. tn kon massasidan 10 %ginasi qayta ishlashga yо‘naltiriladi, ulardan 30 t 40 % ortiq bо‘lmagan foydali komponentlar ajratilib olinadi. Tog‘ jinslaridan foydalanishning umumiy hajmi 4 % [5] .
Yer qa’ridan kompleksli foydalanishda Korxonalarning idoraviy tarqoqligi, ishbilarmonlikka qiziqishsizligidan tashqari, ushbu muammoning yetarli darajada nazariy hal qilinganligi ham salbiy ta’sir kо‘rsatadi. Kо‘plab nazariy ishlanmalar va loyihalashtirish uslublari bir komponentli qonlarga yо‘naltirilgan. Tog‘ jinslaridan kompleksli foydalanishning iqtisodiy xususiyati kam tadqiqot qilingan.
Chiqindisiz konchilik korxonalarini rivojlantirish uchun shaxtalar va karyerlarning parametrlari va kо‘rsatgichlarini aniqlashga yangi yondoshuvlarni ishlab chiqish, ularning ishlarini iqtisodiy baholash zarur. Bu ayniqsa jamoaviy va ijara tartiblarini rivojlantirishni bashorat qilishda muhim sanaladi.
Ochiq ishlarga nisbatan G.A. Xolodnyakov [7] ishlari asosida katta istiqbollar ochilmoqda. U qoplama koeffitsiyenti tushunchasidan voz kechishni va undan karyerlar parametrlarini hisob-kitob qilish uslublarida foydalanishni taklif qildi. Quyidagi tushunchalarni kiritish taklif etildi: kavlash, kavlash, chiqindilar koeffitsiyentlari; kavlashning chegaraviy koeffitsiyenti. Ushbu kо‘satgichlar konlarni qazib olishni qazib olinayotgan kon massasi tarkibidagi barcha foydali komponentlarni hisobga olgan holda loyihalashtirish imkonini beradi.
О‘ta jiddiy, ekologik muammolar bilan bog‘liq bо‘lgan hisob-kitoblarni ham tо‘g‘irlash zarur. Ushbu pozitsiyadan shaxtalarning, ayniqsa karyerlarning ventilyatsiyasi muammolarini yangidan kо‘rib chiqish foydalidir. Bu yerda asosiy yо‘nalish — shaxta va karyerlardan zararli moddalarni chiqarib tashlashdir. Ular qayerga chiqarib tashlanadi? Qо‘shni shaharchalar va shaharlarga. Yirik chuqur karyerda havo massalarini harakatga keltirish uchun о‘ta ulkan quvvat talab qilinadi va buning hammasi karyerda ishlaydigan odamlarning unchalik katta bо‘lmagan miqdorining xavfsizligini ta’minlash uchun qilinadi. Ishchilar uchun zamonaviy shaxsiy himoya vositalari yaratish ustidan ishlash vazifasi turibdi. Chegaralangan miqdordagi gaz va chang bilan ekologik toza portlovchi moddalar va portlatish usullarini yaratish muammosi yuzaga kelganiga ancha bо‘ldi. Shaxtalar chuqurligini kattalashtirish kon zarbalarining, hamda jinslar va gazlarning tashlanmalarining xavfini [8] oshiradi. Bunda shuningdek chuqur tadqiqotlar uchun maydon ham katta.

2-rasm. Xatar darajasini aniqlash sxemasi

Boshlang‘ich ma’lumotlar hisoblarida foydalaniladigan miqdoriy qiymatlarning о‘ta ahamiyatli xususiyati – ularning haqqony emasligi, yezilarli darajadagi tarqoqligidir. Bu yechimlarga ehtimollikka, qabul qilinayotgan qarorlarda ma’lum darajadagi xatarning mavjud bо‘lishiga olib keladi. Shuning uchun xatar darajasini hisobga olishga о‘tish, hamda tegishincha shaxtalar va karyerlar parametrlari va kо‘rsatgichlarini aniqlash uslublari ehtimolligini rivojlantirish zarur.

Agar topilayotgan kо‘rsatgichning taqsimlanishi ma’lum yoki uning parametrlari (moda, о‘rtacha matematik qiymati, medianasi, dispersiyasi va h.k) berilgan bо‘lsa, unda qabul qilinayotgan qiymatning xatar darajasi quyidagiga teng bо‘ladi (8.2-rasm):

bunda S1 — qabul qilingan qiymatning chaprog‘idagi taqsimlash egri chizig‘i ostidagi maydon; Ai; S2 — qabul qilingan Ai qiymatning chaprog‘idagi maydon.
Bu yerda xatarning nisbiy о‘lchovi – qabul qilingan yechimning bajarilmaslik ehtimolligi. Ai qiymatni qanchalik о‘ngga sursay, xatar ham shunchalik kattadir.
Ma’lumki, xatarni pasaytirish uchun, zahiralarning har xil turlari nazarda tutiladi. Biroq xatar baribir ham u yoki boshqa ma’noda qolaveradi. Hozircha hali murakkab hisoblanadigan va kuchli EHM foydalanishni va katta iqtisodiy hisob-kitoblarni talab qiluvchi xatarning oqilona darajasini [9] aniqlash bо‘yicha iqtisodiy uslublari taklif qilindi.
Xatar bо‘lmaganda, xatar oqibatlaridan xavotirlanish funksiyalaridan foydalanib, hamda dadil, tekis, ehtiyotkorona yechimlar variantlaridan foydalanib, xatarning [9]. Vengriya olimlarining yondoshuvi[10] ham shunga о‘xshash. Ular xatar koeffitsiyentini taklif qildilar (7.2-rasmga qarang).

Ular, bundan avvalgi formula bо‘yicha xatar darajalarining qiymatlarini qо‘shgan holda biz tomonimizdan keltiriladigan qiziqarli xatar shkalasini taklif etadilar.

Xatar shkalasi

Xatarga munosabati Xatar koeffitsiyenti Xatar darajasi,%

Pessimistik
Ehtiyotkorona
О‘rtacha darajadagi xatar bilan
Tahlikali
Yuqori darajadagi xatar bilan
Qiziquvchanlik bilan

Tog‘ jinslari mexanikasi va jinslar qiyaliklarining, kon qazilmalari elementlarining barqarorligi bilan bog‘liq bо‘lgan hisoblarda, ehtimollik uslublarini qо‘llash va barqarorlik zahirasi koeffitsiyenti о‘rniga xatar darajasini aniqlash zarur.

Qiyaliklar barqarorligini hisoblash uslublarida, ochiq jinslar maydoni (masalan, karyerning noishchi bortining qiyaligi) uzoq vaqt davomida kattalashib borayotgan bir paytda, hozircha vaqt omili zaifroq hisobga olinmoqda; barqarorlikni saqlab turish ham ma’lum vaqtga berilgan.
Ma’lumki, kon qazilmalari о‘tkazilgan tog‘ jinslari massivi laboratoriya namunalari (dala namunalarining ham) xususiyatlaridan katta farq qiladigan fizikaviy xususiyatlarga ega [11]. Bu sohada biz tomonimizdan qabul qilinayotgan qarorlarning ishonchliligini oshirish uchun, jiddiy tadqiqotlar zarurdir.
Fanning past rivojlantirilgan bо‘limlarini aniqlash, tadqiqotlarning ustuvor yо‘nalishlarini belgilash uchun, konchilik fanining butun siklini ilmiy jihatdan tasniflanishini yaratish zarur. Mazkur muammoni hal qilishda jiddiy boshlanish akademik V.V. Rjevskiy tomonidan qilingan.