Rasim İsmayılov, Texnika elmləri üzrə fəlsəfə doktoru

Faydalı qazıntı yataqlarının əksəriyyəti yer səthinin yaxınlığında, orta hesabla 300-350 m-dən böyük olmayan dərinlikdə yerləşir. Məhz yer qabığının bu hissəsindən bəşəriyyət uzun müddət özünə lazım olan ən zəruri mineral xam- malı çıxartmışdır. Bu gün, həmin xammala olan tələbat kəskin surətdə artmışdır. İndi nəinki, daha çox xammal tələb olunur, hətta, əvvəllər ehtiyac olmayan faydalı qazıntıların çıxarılması belə lazım gəlir. Bu, isə mədənçiləri yerin daha dərin qatlarına nüfuz etməyə və həmin dərinliklərdə yerləşən yataqları istismara cəlb etməyə məcbur edir.

Yer təkinin intensiv mənimsənilməsinə XX əs- rin 50-ci illərindən başlanmışdır. Məhz bu zamandan ilk dəfə mədənçilər yer təkinin tam hüquqlu sahibləri olmadıqlarını hiss etməyə başladılar. Onlar anladılar ki, bəzi hallarda yeraltı situasiyaları tam idarə etmək iqtidarında deyildirlər. Tutaq ki, dağ qazması keçilir. Müasir, güclü bağ qurulur. Bir müddət keçdikdən sonra mədənçilər bağın bəzi yerlərinin sıradan çıxmasını görürlər. Bağın sıradan çıxmış bölmələrini dəyişirlər, digər hissələr sıradan çıxmağa başlayır. Nəticə təsəlliverici deyildir. Verilmiş qazma uzun müddət qala bilmir, çünki yeraltı aləm ona çox böyük təzyiq göstərir.

Fərz edək ki, qazmalar elə dayanıqlı süxur- larda keçirilib ki, onların bağlanmasına ehtiyac yoxdur; lakin bir müddətdən sonra qazmaların divarını və tavanını təşkil edən süxurların pozulması əlamətləri müşahidə edilir: süxurların tökülməsi, uçması baş verir. Maraqlıdır, bu cür süxurlarda ştreklər və ştolnyalar onilliklərlə dayanır. Səbəb ondadır ki, o qazmalar daha yuxarı horizontlarda yerləşirlər. Məsələn, bəzi mədənlərdə bağlayıb-bərkitmə işləri yalnız 100m dərinlikdən sonra həyata keçirilirdi.

Yer səthindən daha böyük dərinlikdə dağ zərbələri güclü olur. Dağ zərbəsi süxur laylarının topladığı elastik enerjidən azad olmasıdır. Uzun müddət bu enerji massivdə saxlanılırdı. Massivi dağ qazmaları ilə kəsən zaman toplanmış enerji çıxış imkanı əldə edir. Elə bil sanki hava şarını deşirlər. Alman mədənçiləri elə belə də deyirlər: dağ süxurunun ruhu çıxdı. Ümumiyyətlə, mahiyyətcə dağ zərbələri mikrozəlzələlərdir. Almaniyanın duz mədənində onların gücü 3 bala çatır. Onları seysmik stansiyalar 2000 km məsafədə qeyd edirlər. Bu halda uçmalar bir neçə min tona çatır.

Dağ zərbələri filiz mədənlərində xüsusi ilə təhlükəlidirlər. Filiz bərk materialdır, dağ ruhuna uzun müddət müqavimət göstərir və o, azad olarkən bütün enerjisini yeraltı qurğulara ötü- rür. Kömür daha elastik olduğundan, o zərbənin qüvvəsini bir qədər söndürür, udur.

Dünyanın müəyyən dərinliyi keçmiş kömür şaxtalarında çox vaxt kömürün və metanın qəf- lətən atılması, kalium mədənlərində isə karbon qazının atılması müşahidə edilir.

Bağ-yeraltı dağ qazmalarının bağlanıb-bərkidilməsidir.

Burada ümumi nəticə ondan ibrətdir ki, dərinliyə getdikcə dağ süxurları özlərini yer səthinin yaxınlığındakı kimi deyil, başqa cür aparırlar. Çoxəsrlik dağ-mədən işləri təcrübəsində dönüş baş vermişdir: artıq daha dərin qatlarda yalnız təcrübəyə arxalanmaq olmaz, 300-400 m-dən böyük dərinliklərdə yeraltı aləmi daha dəqiq öyrənmək lazım gəlmişdir.

Aparılan tədqiqatlar göstərmişdir ki, yer təkində dağ süxurları massivinin iki vəziyyəti müşahidə edilir: geostatik və geodinamik. Birinci üstündəki dağ süxurlarının ağırlığından baş verir, ikincisi isə yer təkində baş verən hərəkətlər nəticəsində yaranır. Bəzən isə elə olur ki, geodinamik gərginlik geostatik gərginlikdən xeyli çox olur: 5-20 MPa və bəzən də hətta 50 MPa. Bu isə adi vəziyyəti kəskin dəyişdirir. Mədənçi- lər həmişə yalnız yuxarıda yerləşən süxurların ağırlığına ciddi diqqət yetirərək, əsas etibarı ilə hesabatlarda onları nəzərə alırdılar. Birdən məlum oldu ki, yan qüvvələr daha güclü ola bilərlər.

Dərinlik artdıqca bu daha artıq və daha güclü müşahidə edilir. Yer təkinin yuxarı qatları daha plastikdirlər: onların məsamələrində maye, kömür qatları və s. olub, çatlıdırlar. Bütün bunlar üfüqi qüvvələri azaldır və hətta tamamilə kompensə edir, udur. Yer qatının dərinliklərinə getdikcə dağ süxurlarının plastikliyi azalır, onlar massivi sıxıcı qüvvələrdən azad etməyərək, bu qüvvələri toplayırlar. Massivdə dağ qazmaları keçirilən kimi tarazlıq pozulur və dağ massivi hərəkətə gəlir.

Görkəmli rus alimi P.N.Kropotkin yerin yuxarı qatlarının vəziyyəti barədə dünya məlumat- larını araşdırmışdır. O, belə nəticəyə gəlmişdir ki, 200 m-dən böyük dərinliklərdə geodinamiki gərginliklər bütün yer qatını əhatə edir. Onlar yerli səbəblərdən yarana bilərlər. Məsələn, mə- lum olmuşdur ki, qazma divarları tez-tez dağ süxurları “atan”, dağ zərbələri və atılmalar baş verən kömür yataqları yer təkinin aktiv rayonlarında yerləşirlər. Geodinamik gərginliklər qlo- bal səbəblərdən asılıdır: dağ zərbələrinin yerin fırlanmasından müəyyən asılılığı aşkar olunur. Beləliklə, bütün dünya mədənçiləri qarşısında işlənilən dağ massivinin diaqnostikası barədə məlumat əldə edilməsi məsələsi meydana gəl- di. Bu məsələ bir necə mərhələdə öyrənilir.

Birinci mərhələ: hələ toxunulmamış massivin vəziyyətinin təyini. Layihəçilər öz sərəncamlarına baş (əsas) gərginliklər, süxurların xassələri, çatlı zonalar və onları maraqlandıran sahənin qırılmaları barədə  məlumatlar  verir. Bu özünə məxsus rentgen müayinəsinə bənzəyir. Buna əsasən yeraltı əməliyyatın ən yaxşı keçirilmə sxemini işləyib hazırlamaq olar. Əgər baş (əsas) qüvvələr, məsələn şimaldan cənuba doğru istiqamətlənmişlərsə, onda yeraltı təzyiq bir növ qazma üzrə sürüşəcək və ona minimal təsir göstərəcək. Əgər qazmalar şimal-cənub xəttinə perpendikulyar yerləşdirilərlərsə, onda nişan altına bütünlüklə şimal divarlar düşəcək-yeraltı qüvvələr böyük sahəyə təsir göstərəcəklər. Bu qüvvələrə müqavimət göstərmək çətindir, çox vaxt sadəcə mümkün deyil və bu həmişə çox bahadır.

Yer təkinin rentgen müayinəsi göstərdi ki, massivi çatlılıq zonası parçalayır. Layihəçilər üçün bu növbəti göstərişdir: qazmanı  zonanın uzununa istiqamətdə və ya ona paralel hər hansı bir gərginlik yaranan zona üzrə keçirmək olmaz. Əks halda massivin bir hissəsi çatlarla “gedə” bilər, çünki bu çatlara görə əsas kütlə  ilə ilişmə zəifləmişdir. Bu halda yerdəyişmə çox böyük olmayan məsafədə baş verəcəkdir, lakin bu əsaslı qazmanı, məsələn, şaxta lüləsini- yeraltı şəhərin baş arteriyasını yastılaşdırmaq üçün kifayət edəcəkdir.

Sonrakı mərhələ: yatağın işlənmə prosesində massivin diaqnostikasıdır. Lülələr, tunellər, ştolnyalar və s. keçirildikcə süxur qatında baş verən bütün dəyişiklikləri fasiləsiz olaraq müşahidə etmək lazımdır. Yeraltı aləmə insan nüfuz edir, dərinliklər də buna müvafiq surətdə reaksiya verirlər, dəyişmələr getdikcə artırlar. Diaqnostika bu dəyişiklikləri görməli və qabaqcadan onların nəticələri barədə xəbərdarlıq etməlidir. Şaxta və mədənlərdə yeni xidmət yaradılmalıdır. Bu xidmətin vəzifəsi yerin diaqnostikasını həyata keçirməkdir. Yeraltı massivə nəzarət etmək üçün aşağıdakı cihazlardan istifadə olunur. Deformometr – passiv müşahidə cihazıdır. Bu cihaz, yatağın lazım olan sahəsində, qazılan quyu lüləsinə endirilir. Dağ süxurları hərəkətə gəlirlər: quyunun divarları sıxılır və ya aralanırlar. Gərginlikləri qeyd edən deformometr quyunun divarları ilə sıx təmasda olur.

Dilometr – massiv hərəkətə gələnə qədər massivin vəziyyəti barədə məlumat almağa imkan verir. Bu cihaz da quyuya endirilir və rezin örtük (pərdə) quyunun divarlarına sıxılır. Rezin örtüyə maye vurulur. Miniatur pres altında süxurlar öz xarakteristikaları barədə məlumat verirlər: elastiklik modulu, deformasiya modulu, sıxılmaya qarşı möhkəmlik ehtiyatı və i.a. Mütəxəssislər bu məlumatları təbii şəraitdə əldə edirlər və bu məlumatlar laboratoriya şərai- tində alınanlardan müqayisə olunmaz dərəcədə dəqiqdir. Həmin süxuru artıq nümunə kimi sonradan laboratoriyada sınadıqda onun xarakteristikası bir neçə dəfə, bəzən hətta on dəfə təbii şəraitdəkindən fərqlənir.

Cihazlar vasitəsilə aparılan tədqiqatlar, işlənən yatağın ayrı-ayrı sahələri barədə məlumatlar almağa imkan verir. Seysmik işıqlandırma ümumi rentgen şəklini (diaqramını) verir. Pnevmoçəkicin konstruksiyası işlənib hazırlanmışdır. Onun qazma divarına və ya tavanına zərbəsi massivdə elastiki rəqslər yaradır. Seysmodatçiklər onları qeyd edirlər. Dalğa sahəsinin şəkli-eyni zamanda massivdə gərginliklərin yaranma şəkli də belə demək olar ki, yeraltı qüvvələrin topoqrafiq şəbəkəsidir. Deformometrlərin və dilometrlərin göstəriciləri isə geodezik işarələri göstərirlər.

Təkmilləşmiş diaqnostik vasitə səsölçmədir. Təcrübəli mədənçi həmişə qulaqlarını şəkləyir. Dinləyir, qazmanın tağı yüngülcə çartıldayır. Uçma mümkündür? Divarı taqqıldatdı: cingildəyir və ya cingildəmir? Əgər cingildəyirsə, onda bu yerdə risklərin və ya çat-qəfil uçmaların səbəbləri gizlənir. Səsölçmə cihazları yeraltı fəzanı daha dəqiq dinləməyə, onda baş verən istənilən xışıltını tutmağa imkan verir.

Slovakiya mədənlərindən birində fəzanı dinləmə aşağıdakı kimi təşkil edilmişdir. Böyük və işıqlı kamerada stollar üzərində səsyazıcı qurğular qurulmuşdur. Bu qurğular qazmada hər 30 m-dən bir qurulmuş akustik cihazların göstəricilərini qeyd edirlər. Usta işdən əvvəl səsyazıcı kameraya daxil olur və göstəricilərə baxır. Çox sadə düstur üzrə, o, hesabat aparır və işçilərin hara getməsi barədə tapşırıq verir. Dib- də sakitlikdir, orada işləmək olar. Səs olan dib isə “istirahət etməlidir”.

Hazırda dağ işlərinə  nəzarətin  kompüterlərlə yerinə yetirilməsi təbiidir. Bu halda massivin vəziyyəti barədə bütün məlumatlar kompüterin yaddaşına daxil edilir. Kompüter bu məlumatları fasiləsiz olaraq emal edir və əgər ehtiyac olar- sa, hər dəqiqə işlərin vəziyyəti barədə məlumat verir. Təhlükəli vəziyyətin əlamətləri yarandıqda siqnal gəlir. Təhlükədən minimal xərclərlə qorunmağa imkan verən işlərin sonrakı strategiyasını da kompüter deyəcəkdir. Lakin   qazmanın təhlükəli  zona üzrə böyük təzyiq altında keçirilməli olduğu situasiyalar da mümkündür. Bu halda geomexa- niki xidmət nə təklif  edə  bilər? Bu gün bir çox qoruyucu tədbirlər mövcuddur. Qazmanı yüksək təz- yiqlərdən təcrid etmək olar. Bunun üçün quyular qazılır, onlarda partlayışlar aparılaraq, boş sahələr yaradırlar. Bu boş sahələr özü- nəməxsus hava yastıqcığı yaradır ki, bu yastıqcıq da güclü sıxılma (təzyiq) anında qazmanı örtür. Norilsk mədənlərində belə yarıq- ları böyürdən və yuxarıdan yara- dırlar. Böyürdən yaradılan yarıq yan təzyiqdən, yuxarıdan yaradılan yarıq isə şaquli qüvvələrdən müdafiə üçündürlər. Oxşar örtük altında işləmək olar.

Müdafiə yarığını komuflet partlayışlarla da yaratmaq mümkündür. Qazmanın tavanında üfüqi quyu keçilir və onda partlayış əmələ gətirirlər. Quyunu xırdalanmış süxur doldurur. Qazma üstündə yastıq əmələ gəlir və bu yastıq təhlükəli gərginliyi söndürür.

Kameralarda elastik bütövlər-süxur və ya filizlərdən sütunlar saxlanılır. Bu sütunlar kameranın tavanını saxlayırlar. Təzyiq altında onlar yavaş-yavaş “otururlar” və beləliklə onu yatırdır, sakitləşdirirlər. Hazırda seysmik təqiqatla- rın köməyi ilə anker bağını hesablamaq mümkün olur. Anker bağları, metallik borular olub, dağ  qazmalarının  tavanını  sıxaraq bərkidir. Borunun bir ucu tavanla ilişir, digəri isə massivdə tavandan bir neçə metr yuxarıda bərkidilir. Boruların uzunluğu   nə qədər    olmalıdır? Seysmik tədqiqatlar qazmanın tağını işıqlandırmağa və möhkəm suxurların ondan hansı məsafədə yerləşdiyini müəyyən  etməyə imkan verir. Borunun sonunu məhz orada bərkitmək lazımdır.

Yaxın vaxtlara qədər insanlar  yer  təkini  əl  ilə yoxlayırdılar. Mədənçilər yer altında  yal-  nız öz təcrübələrinə və onlara qədər yer altına enənlərin təcrübələrinə əsaslanırdılar. Hesab edirdilər ki, o yerdən ki, mədənçi keçmişdir, oradan arxayınca usta, mühəndis, alim keçə bilər. Fəhlənin təcrübəsi onlar üçün təhlükə- sizliyin təminatı kimi qəbul edilirdi.

Bizim   günlərdə   situatsiya   dəyişmişdir. Dərin horizontlara çox vaxt birinci alimlər enirlər. Onların arxasınca yeni diblərə arxayıncasına fəhlə birqadaları gedirlər. Dağ-mədən elmi on- lara rahat və arxayın  iş  üçün  təminat  verir. Bu yaxınlara qədər dağ-mədən mühəndisləri yeraltı qurğuların hesabatı üçün çox böyük ol- mayan düsturlar toplusu, yığımı ilə keçinirdilər. Bu gün isə, onlar həmin məqsədlər üçün elastiklik nəzəriyyəsini,   plastiklik    nəzəriyyəsini, bütöv    və      diskret   mühütlərin   mexanikasını  cəlb edir. Bu     onlara dərin   horizantları inamla mənimsəməyə, yer təkinə təsirin buraxıla bilən hədlərində işləməyə imkan verir.

Mənbə: Yer və İnsan jurnalı. Nömrə 1 (1) 2013