Введение
Краснослободский участок в границах горного отвода является крайней северо-западной частью Старобинского месторождения калийных солей.
Краснослободский участок расположен в пределах Слуцкого и Солигорского районов Минской области. На востоке он примыкает к шахтному полю Второго рудоуправления ОАО "Беларуськалий", а на западе его граница определена контуром распространения Третьего калийного горизонта, основного по запасам промышленных руд Старобинского месторождения.
Краснослободский участок вытянут в субширотном направлении на 15 км, в южно-северо-восточном – на 7 км. Площадь распространения Третьего калийного горизонта составляет около 60 км2.
Рельеф участка равнинный, осложненный непротяженными пологими холмами и грядами. Абсолютные отметки поверхности колеблются от 154 до 183,1 м над уровнем моря.
Климат – умеренно-континентальный, влажный, с прохладным летом, мягкой неустойчивой зимой. Снежный покров образуется в конце декабря и сохраняется до конца марта. Глубина промерзания почвы – 60 см, в отдельные холодные зимы достигает 1,2 м. Среднегодовая температура – +6° ÷ +9°С. Общее количество осадков – 500 ÷ 680 мм в год.
К разработке приняты утвержденные активные балансовые запасы Третьего калийного горизонта, которые составляют - 334,4 млн. тонн. Промышленные (извлекаемые) запасы с учетом коэффициента извлечения 0,5 составляют - 177,2 млн. тонн. При проектной производительности в 6,0 млн. тонн руды в год срок службы рудника определен до 2045 года. После выполнения доразведки и утверждения запасов Второго калийного горизонта, они также будут приняты к разработке, что еще значительно увеличит срок службы рудника.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
Краснослободский участок в границах горного отвода является крайней северо-западной частью Старобинского месторождения калийных солей.
Краснослободский участок расположен в пределах Слуцкого и Солигорского районов Минской области. На востоке он примыкает к шахтному полю Второго рудоуправления ОАО "Беларуськалий", а на западе его граница определена контуром распространения Третьего калийного горизонта, основного по запасам промышленных руд Старобинского месторождения.
Краснослободский участок вытянут в субширотном направлении на 15 км, в южно-северо-восточном – на 7 км. Площадь распространения Третьего калийного горизонта составляет около 60 км2.
Четвертый калийный горизонт пользуется самым широким площадным распространением. Горизонт сложен, в основном, равномерно чередующимися пачками каменной соли с прослоями калийной соли, карбонатно-глинистых и сульфатно-карбонатных пород. Имеет промышленное значение.
Глубина залегания кровли четвертого калийного горизонта изменяется от 529,5 м на северо-востоке (скважина № 171) и 592,6 м на юго-западе (скважина № 719) до 1030,4 м на севере (скважина № 732г). Мощность горизонта изменяется от 3,7 м (скважина № 144) до 26,6 м (скважина № 343). В региональном плане мощность возрастает с юго-запада на северо-восток, в этом же направлении увеличивается и полнота разреза калийного горизонта.
Третий калийный горизонт является основным промышленным горизонтом Краснослободского участка. Кровля горизонта залегает на глубине от 479,7 м на юге (скважина № 346) и 477,5 м на юго-западе (скважина № 172) до 832,9 м на севере (скважина № 732). Мощность горизонта в центральной части площади достигает 16 – 18 м (скважины № 138, 160), уменьшаясь к периферии до 10-4 м (скважины № 718г, 172, 178).
Третий калийный горизонт характеризуется сложным внутренним строением, выделяется три пласта: нижний, верхний сильвинитовый и средний глинисто-карналлитовый.
Нижний сильвинитовый пласт состоит из четырех сильвинитовых слоев, разделенных слоями каменной соли.
Слой 1 развит локально. На большей части площади сильвинитовые пакеты в первом слое отсутствуют и слой представлен маломощными прослойками сильвинита. Мощность 1 слоя – 0,12-0,30 м, содержание хлористого калия составляет 12,22-36,75%, нерастворимого остатка – 0,24-2,48%.
Промежуточный слой 1-2 изменяет
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
Слой 2 вскрыт подавляющим большинством скважин, мощностью от 0,13 до 0,65 м. В его полном разрезе выделяется четыре сильвинитовых пакета, мощностью 9-24 см. Пакеты состоят из отдельных сильвинитовых прослоев мощностью 0,5-11 см. Содержание хлористого калия составляет 30,05-53,78%, нерастворимого остатка – 0,35-3,31%.
Промежуточный слой 2-3 характеризуется мощностью 0,42-0,91 м. Представлен каменной солью грязно-серого цвета с прослойками галопелитов. Содержание хлористого калия колеблется от 1,5 до 6,5%, нерастворимый остаток изменяется от 1,56 до 10,55%.
Слой 3 характеризуется более устойчивыми параметрами и выдержанностью в разрезе и по площади. Его мощность изменяется от 0,46 до 1,11 м, средняя мощность слоя 0,7-0,9 м. Слой 3 характеризуется следующими со-
держаниями: хлористого калия – на большей части площади – 27,5-30%, нерастворимого остатка от 1,73 до 5,0%.
Промежуточный слой 3-4 представлен прослоями каменной соли, которые разделяются прослоями галопелитов. В подошве и кровле развита обильная вкрапленность сильвинита. Суммарная мощность промежуточного слоя 3-4 изменяется от 0,86 до 1,32 м и на преобладающей части площади составляет 1,05-1,15 м. Содержание хлористого калия не превышает 3,66%, а нерастворимого остатка от 2,79 до 8,5%.
Слой 4 также, как и слой 3 относится к числу самых распространенных по площади слоев Третьего калийного горизонта и характеризуется устойчивыми высокими мощностями от 0,77 до 1,66 м. В региональном плане характерно увеличение мощностей с юга на север, причем, уменьшение мощности слоя на юге связано с общим уменьшением мощностей сильвинитовых пакетов и выпадением из разреза отдельных сильвинитовых прослоев в нижней и верхней частях 4 слоя.
В сравнении с нижележащими сильвинитовыми слоями четвертый слой характеризуется более низкой калиенасыщенностью КСI от 12,32 до 34,44%, нерастворимый остаток редко превышает 3-4%.
Второй калийный горизонт имеет меньшее, чем III калийный горизонт распространение. Залегает на глубинах от 398,1 м на севере (скважина № 732) до 679,6 м на востоке (скважина № 713). Мощность горизонта изменяется от 3,35 м (скважина № 408) до 4,2 м (скважина № 738). Имеет промышленное значение.
Первый калийный горизонт представляет собой останец в погруженной части брахисинклинальной складки. Глубина залегания горизонта от 434,1 м (скважина № 717г) до 577,6 м (скважина № 732г), мощность – 12,6 м (скважина № 13г), – 15,1 м скважина № 716г). Промышленного значения не имеет.
В надсолевую глинисто-мергелистую толщу (ГМТ) входит нижняя глинисто-ангидритовая (гематитовая ГМТ3), средняя – гипсово-глинистая (гипсоносная ГМТ2) и верхняя глинисто-мергелистая (сланценосная ГМТ1) подтолщи.
В пределах Краснослободского участка, как на всем месторождении в целом, выделяются следующие водоносные горизонты и водоупоры:
Водоносный комплекс кайнозойских отложений.
Водоносный горизонт туронских отложений верхнего мела.
Водоносный комплекс отложений сенокамского яруса верхнего мела и средней юры.
Водоносный горизонт в песчаниках глинисто-мергелистой толщи верхнего девона.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
Водоупорные породы ГМТ верхнего девона.
Водоупорные породы соленосной толщи верхнего девона.
Водоносный комплекс в карбонатных породах верхнего девона.
Водоносный комплекс в терригенных породах верхнего и среднего девона и в песчаниках верхнего протерозоя.
В пределах Краснослободского участка повсеместно обводнены мезозойско-кайнозойские отложения. Первый от поверхности грунтовый водоносный горизонт мощностью 120 - 160 м приурочен к четвертичным отложениям. Уровни грунтовых вод составляют 0 - 15 м и более.
Важнейшим условием, обеспечивающим безопасное ведение горных работ, является определение состава и мощности водозащитной толщи (ВЗТ) над разрабатываемым пластом.
В Западном блоке Краснослободского участка мощность перекрывающих 4 сильвинитовый слой III калийного горизонта соленосных отложений изменяется от 0 м (на южной и западной границе распространения) до 243 м в скважине № 726 (в центральной части мульды вблизи Краснослободского разлома). Включение пород гематитовой (ГМТ3) и гипсоносной (ГМТ2) подтолщ глинисто-мергелистой толщи в ВЗТ увеличивает ее мощность от 230 м в скважине № 72 (вблизи южной границы распространения) до 423 м (в центральной части мульды вблизи Краснослободского разлома).
В Восточном блоке Краснослободского участка мощность перекрывающих 4 сильвинитовый слой III калийного горизонта соленосных отложений изменяется от 0 м на южной и северной границах распространения до 328 м в скважине № 732г в погруженной части синклинали у Краснослободского разлома. Суммарная мощность ВЗТ в блоке изменяется от 233 м вблизи южной границы распространения до 509 м в скважине № 732г в погруженной части синклинали на северо-западе блока.В Восточном блоке Краснослободского участка отмечается региональное уменьшение мощности водозащитных отложений с запада на восток. Следует отметить, что в скважине № 11г (расположена вблизи главного Восточного направления ведения горных работ) по результатам гидрогеологических исследований получены притоки рассолов 298 л/ч, минерализацией 189 г/л. В скважине ведутся режимные наблюдения, фиксирующие уменьшение минерализации рассолов. Границы участка вокруг скважины № 11г, в пределах которого от
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
Подготовка участка шахтного поля
Способ подготовки проектируемого участка – панельный с прямым порядком отработки столба лавы. Отработка 1 северо-восточной панели необходимо проходить в два этапа. Первый этап включает в себя подготовку панели и столба лавы для выемки IV сильвинитового слоя механизированным комплексом с комбайнами SL-300NE. Вторым этапом будет осуществляться подготовка столба лавы по слоям II, II-III, III. Подготовку столба нижней лавы необходимо проводить одновременно с отработкой IV сильвинитового слоя, с отставанием горно-подготовительных работ по слоям II, II-III, III от фронта очистных работ по IV слою более 400 метров.
Прямой порядок отработки столба лавы необходимо принятьв связи с тем, что недостаточно определены конфигурация данного участка шахтного поля и его геологическая часть: состав пород, не определены граница выклинивания третьего калийного горизонта и граница разрывных тектонических нарушений.
Исходя из предлагаемой технологической схемы столбовой системы разработки, проектом необходимо предусматреть проведение минимального количества подготовительных выработок для отработки IV сильвинитового слоя с параметрами, обеспечивающими расположение оборудование механизированного комплекса, проветривания и отгрузки руды.
Длина лавы № 1(в) -250,0 м выбрана с учетом рациональной раскройки шахтного поля для последующих выемочных столбов.
Для проведения
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
комбайна ПК-8МА (ПКС-8 и др. модификации, Урал-61А);
бункера-перегружателя БП-14 (и др. модификации) - 1шт.;
самоходного вагона 5ВС-15М (и др. модификации) - 1(2) шт.;
скребкового перегружателя СП-202 (301,ППС-1 и др.) - 1шт.;
станка крепежного - 1шт;
вентилятора местного проветривания - 1шт.;
Табл
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
| Технические параметры | Колич-е значение | Единицы измерения |
| Скорость при проходке | 0,28 | м/мин |
| Производительность при ведении добычных работ | 4,5 | т/мин |
| Габаритные размеры | ||
| Длина в рабочем положении | 9,2 | м |
| Длина в транспортном положении | 8,3 | м |
| Ширина по гусеницам | 2,1 | м |
| Масса комбайна | т | |
| Ширина по торцам бермовых фрез | 2,85 | м |
| Размер выработки вчерне | ||
| - высота | м | |
| - ширина | м | |
| - площадь сечения выработки | м2 | |
| Минимальный радиус закругления выработки | м | |
| Угол наклона выработки | ±15 | град. |
| Исполнительный орган | роторный | |
| Угловая скорость крестовины | 6,97 | об/мин |
| Угловая скорость бура | 13,16 | об/мин |
| Угловая скорость бермовых фрез | об/мин | |
| Угловая скорость отрезных барабанов | 42,2 | об/мин |
| Вертикальное перемещение бермовых фрез | ±150 | мм |
| Конвейер | ||
| Тип конвейера | ленточный | |
| Ширина ленты | мм | |
| Скорость движения ленты | 1,28 | м/с |
Продолжение таблицы 1
| Ходовая часть | ||
| - тип привода | Гидравлический | |
| - скорость движения рабочая | 0-16,8 | м/час |
| - скорость движения маневровая | 0 - 200 | м/час |
| Электрооборудование | ||
| Напряжение питания | В | |
| Установленная мощность | 382,4 | кВт |
| Мощность привода крестовины и бура | 2х110 | кВт |
| Мощность привода маслонасосов и фрез | кВт | |
| Мощность привода насоса сверла | 1,2 | кВт |
| Мощность привода насоса цепей управления | 1,5 | кВт |
| Мощность привода конвейера | кВт | |
| Мощность привода вентилятора | 2х15 | кВт |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
Таблица 2 – Техническая характеристика комбайна Урал – 61
| Технические параметры | Колич-е значение | Единицы измерения |
| Техническая производительность | т/мин | |
| Форма сечения выработки | арочная | |
| Площадь сечения выработки | 8,3 | м2 |
| Высота выработки | м | |
| Ширина выработки | 3,1 | м |
| Длина комбайна | мм | |
| Ширина комбайна по бермовым фрезам | мм | |
| Тип исполнительного органа | планетарно дисковый | |
| Количество режущих дисков | шт. |
Продолжение таблицы 2
| Диаметр режущих дисков | мм | |
| Частота вращения режущих дисков | об/мин | |
| Мощность привода режущих дисков | кВт | |
| Мощность привода переносного вращения | кВт | |
| Мощность привода бермового органа | 2х40 | кВт |
| Мощность привода конвейера | кВт | |
| Мощность привода насосной станции | кВт | |
| Мощность привода вентилятора пылеотсоса | кВт | |
| Масса комбайна | т |
Таблица 3 – Техническая характеристика самоходного вагона 5ВС-15
| Технические параметры | Количественное значение | Единицы измерения |
| Грузоподъемность | т | |
| Масса | 15,6 | т |
| Максимальная скорость движения | км/час | |
| Длина | мм | |
| Ширина | мм | |
| Высота | мм | |
| Установленная мощность | кВт | |
| Скорость движения цепи | 0,15/0,3 | м/с |
| Тип насосов маслостанции | НШ-32-2Л | |
| Напряжение питания | В | |
| Максимальное время разгрузки | с |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
Таблица 4 – Техническая характеристика бункера – перегружателя БП-14А
| Технические параметры | Количественное значение | Единицы измерения |
| Производительность при погрузке | 0,37 | т/с |
| Время разгрузки | с | |
| Вместимость, не менее | м³ | |
| Грузоподъемность | 16+0,5 | т |
| Установленная мощность | кВт | |
| Масса | кг | |
| Длина | мм | |
| Ширина | мм | |
| Высота | 2100-2450 | мм |
| Напряжение питания | В |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
Отбитая комбайном ПКС-8 (Урал-61) руда поступает в бункер-перегружатель БП-14А. Далее руда перегружается в самоходный вагон 5ВС-15М (ВС-17) и транспортируется до поперечного скребкового конвейера. Со скребкового конвейера руда перегружается и транспортируется ленточными конвейерами, смонтированными на 1-ом северо-восточном конвейерном штреке, на ленточные конвейера главного северного направлений, далее руда транспортируется к стволу № 1. Выдача руды на поверхность производится в скипах подъемной машиной.
Забои подготовительных выработок проветриваются вентиляторами местного проветривания (ВМП) нагнетательным способом с применением имеющихся на руднике вентиляторов марки ВМЭ-6, ВМЭВО-6А-01 и др.
Вентиляторы устанавливаются согласно проекту проветривания рабочей зоны (подготовительного забоя).
В связи с прямым порядком отработки столба лавы подготовка будет вестись поэтапно. Проветривание подготовительных выработок будет осуществляться следующим образом.
Свежая струя воздуха от воздухоподающего ствола № 1 по главным северным транспортным и конвейерному штрекам поступает на 1 северо-восточные панельные транспортный и конвейерный штреки, по технологической выработке на транспортный штрек лавы, по заездам № 1-11 и конвейерным сбойкам № 1-9 на конвейерный и вспомогательный транспортный штреки лавы и далее по ставу вентиляционных труб к рабочим местам.
Исходящая струя воздуха из туп
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
Все выработки главного направления, пройденные по продуктивному калийному пласту с пролетом 3,0 м, не требуют крепления. Сопряжения выработок шириной более 3,0 м крепятся в кровле винтовыми штангами КАМВ-1,8 по сетке 1,0 х 1,0 м, козырьки – штангами КАЗ-1,8 с шагом 1,0 м. Камеры магистральных конвейеров и другие камеры крепятся в кровле винтовыми штангами КАМВ-1,8 с подхватом швеллером 14 с шагом 1,0 м козырьки – штангами КАЗ-1,8 с шагом 1,0. Крепление кровли выработок швеллером предполагает временное крепление винтовыми штангами КАМВ-1,8 по сетке 1,0 х 1,0 м в шахматном порядке.
Технологические сбойки проходятся комбайном через 300 - 500 м. Ниши для укрытия людей на транспортных штреках (1,2 х 0,7 х 3,0 м) проходятся комбайном: на прямолинейных участках – через 50 м; на закруглениях и наклонных (более 5°) выработках – через 25 м.
Проходку выработок предполагается осуществить двумя проходческими комплексами в составе комбайна Урал-61, бункера-перегружателя БП-14А, двух самоходных вагонов 5ВС-15М, вентилятора ВМЭ-6 с исполь-зованием скребковых перегружателей ППС-1 и ленточных (КЛШ1-1000) конвейеров. Среднее расстояние транспортировки материалов – 3,5 км.
Для охраны главного восточного конвейерного штрека в кровле и почве машиной ESF-70 осуществить щелевую разгрузку соляного массива. Для охраны транспортных штреков №1 и №2 компенсационная щель предусмотрена только в кровле выработок. Перед проходкой щели козырьки закрепить анкерами КАЗ-1,8. Компенсационные щели заполнить податливым материалом (только в кровле) согласно спецификации чертежа. Данный вид работы выполнять в соответствии с утвержденным типовым паспортом. Разрыв между прорезкой щелей и заполнением их деревянными брусьями не должен превышать одних суток. Параметры проходки щели: глубина – до 1,2 м; шаг установки деревянных брусьев – 1,2 м.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |
В настоящее время на рудниках ОАО "Беларуськалий" при разработке калийных пластов основной системой разработки, которой добывается около 75% калийной руды, является столбовая с управлением кровлей полным обрушением. При этом в очистных забоях применяются современные механизированные комплексы, обеспечивающие высокие технико-экономические показатели.
Одним из направлений совершенствования технологии выемки калийных пластов на Старобинском месторождении является внедрение систем разработки с закладкой выработанного пространства породным прослоем с использованием в очистных забоях комплексов для селективной выемки. Переход на селективную выемку с закладкой выработанного пространства позволяет комплексно решить проблему отработки Краснослободского участка как с точки зрения качества добываемой руды, извлечения, устранения динамических воздействий кровли на забойную крепь, так и с точки зрения природоохранных мероприятий на поверхности.
Исходя из строения, изменчивости мощности сильвинитовых и галитовых слоев, содержания в них КСL и Н.О., а также мощности водозащитной толщи, выемку Третьего калийного пласта предусматривается вести следующими системами разработки:
- камерной;
- столбовой с селективной выемкой слоев 2 и 3;
- столбовой со слоевой выемкой пласта и с селективной выемкой слоев 4, 3 и 2.
В соответствии с мощностью водозащитной толщи столбовые системы разработки располагаются в центре шахтного поля, а камерная – в краевых частях.
В настоящее время столбовые системы разработки являются основными при добыче калийных солей на Старобинском месторождении, так как имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с камерными и обеспечивают:
более безопасные условия труда в забое;
высокую нагрузку на очистной забой;
более полное извлечение полезного ископаемого из недр;
возможность слоевой и селективной выемки сильвинита, что
существенно повышает качество добываемой руды и уменьшает
объём рудной массы, выдаваемой на поверхность.
Но применение столбовой системы разработки возможно только на тех участках месторождения, где исключается возможность прорыва воды в подземные выработки, вследствие подработки водозащитной толщи.
Поэтому в каждом конкретном случае вопрос о применении столбовой системы разработки решается только после проведения расчетов, на достаточность мощности водозащитной толщи исходя из условий безопасной отработки, исключающей прорыв воды в горные выработки.
Столбовую систему разработки нельзя применять также на участках притектонических и краевых зон, так как ожидаемая высота зоны распространения трещин в этих зонах выше, а мощность водозащитной толщи меньше.
Применение столбовой системы нецелесообразно для отработки небольших участков длиной до 2 км и неправильной конфигурации.
Камерные системы разработки имеют более низкую производительность, чем столбовые, а потери руды выше. Поэтому их применение ограничено. Они применяются на участках притектонических и краевых зон, а также участков небольших размеров и неправильной конфигурации.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 19.51 02 01.00 ПЗ |