Технология разработки м/р ПИ

Содержание

Введение………………………………………………………………..3

1. Краткая характеристика горно-геологических условий шахтного поля и участка работ………………………......................5
2. Обоснование и выбор технологической схемы столбовой системы разработки, её параметров и основного оборудования очистного комплекса………………………………………………..13
3. Расчёт механизированной крепи………………………….15
4. Расчёт достаточности водозащитной толщи пород для безопасной отработки пласта………………………………………19
5. Технология очистных работ………………………………..22
6. Организация работ в очистном забое……………………..23
7. Участковый транспорт руды………………………………25
8. Расчёт производительности очистного забоя……………28

Заключение…………………………………………………………...31

Список использованных источников……………………………..32

 

 

 

 

 

Введение

Современный прогресс сельского хозяйства в значительной степени определяется применением минеральных удобрений. Высокая эффективность их использования обусловила бурное развитие производства минеральных удобрений в СНГ. Роль минеральных удобрений для роста растений исключительно велика. Питательные вещества, израсходованные на развитие растений, безвозвратно уносятся из почвы. Часть элементов вымывается из почвы грунтовыми водами или превращается в неусвояемые растениями формы. Почва постепенно обедняется и теряет продуктивность.

Убыль калия в почве частично возмещается при переходе калия в почвенный раствор в процессе выветривания полевых шпатов и других почвенных минералов, содержащих калий. Однако это восполнение протекает в природе очень медленно, поэтому в почву необходимо ежегодно вносить от 40 до 200 кг калийных удобрений на 1 га посевных площадей. Поэтому потребность в калийных удобрениях очень велика, а, следовательно, и добыче калийных руд.

Более 95% всех калийных солей добывается шахтным способом, Старобинское месторождение является одним из крупнейших месторождений в мире.

Для горнодобывающих отраслей промышленности особую актуальность приобретают создание и внедрение машин и агрегатов высокого технического уровня, обладающих значительной производительностью, большой единичной мощностью при одновременном уменьшении их габаритов, снижение металлоемкости, энергопотребления на единицу конечного продукта и повышения надежности и долговечности.

Перспектива  развития  любого  производства  определяется  его  технико-экономическими  показателями, важнейшими  из  которых  являются  производительность  труда  и  себестоимость  продукции. Для  улучшения  данных  показателей  в  горнорудной  промышленности  необходимо  внедрять  наиболее  рациональные  и  перспективные  системы  разработки, а  также  высокопроизводительное, экономичное  оборудование, отвечающее  современным  требованиям.

Широкое внедрение усовершенствованного оборудования в перспективе позволит значительно улучшить качество добываемой руды, повысить безопасность работ, снизить объемы отходов производства, уменьшить негативные последствия оседания земной поверхности, повысить извлечение полезного ископаемого из недр и др.

 

 

1. Краткая характеристика горно-геологических условий шахтного поля и участка работ

Старобинское  месторождение калийных солей расположено в 100 км, южнее  центральной  части  республики  Беларусь  на территориях Солигорского, Слуцкого и  Любанского районов. шахтное поле  Третьего рудоуправления  ОАО "Беларуськалий"  расположено  в  9  км., северо-восточнее  г.Солигорска.  Ограничено на востоке и юго-востоке центральным тектоническим нарушением. На западе, юго-западе и юге - барьерными  целиками, отделяющими шахтные поля 1-го и 2-го рудоуправлений. На севере  северо-припятским региональным разломом.

Непосредственно на площади шахтного  поля  3-го  рудоуправления расположена  железнодорожная станция Калий III Белорусской железной дороги, через которую производится  отгрузка  потребителям  готовой продукции. Вблизи рудоуправления проходят автомагистрали Любань - Красная Слобода, Солигорск - Слуцк. С городом Солигорском и Слуцком участок горных работ связан железнодорожным сообщением.

 Месторождение калийных  солей  в пределах шахтного поля разведуется  с 1949 г. Проходка стволов 1, 2, 3 велась с 1965 по 1968 гг. Шахтное поле  введено в эксплуатацию с 1969 года. В настоящее  время  разработка калийных солей осуществляется  силами  ОАО  "Беларуськалий".

Общая  площадь  горного отвода составляет 95,69 км2 по 2-му и 93,10 км2 по 3-му калийному горизонту.

 Геологоразведочные работы  велись на вскрытых и вновь  разведываемых площадях Второго  и Третьего калийных горизонтов.

Второй калийный горизонт состоит из верхнего сильвинитового слоя, межпластовой каменной соли, нижнего сильвинитового слоя. Мощность слоев изменяется  от  0,57  до  0,90, от  0,41  до  0,85, от 0,70 до 1,16 м., соответственно. На отдельных площадях имеют распространение полные и частичные замещения  сильвинитовых  слоев  каменной  солью.  Общая мощность калийного горизонта колеблется  в среднем от 2,10 до 2,72м.

 Содержание хлористого  калия (КСl) в пласте колеблется в пределах  22,13 – 30,96 %, нерастворимого остатка - от 4,45 до 6,58 %.

 Покрывающие калийный  горизонт породы представлены  частым чередованием прослоев  глин и  каменной  соли  различной  окраски, структуры и мощности, что  обуславливает  разную степень устойчивости кровли горных выработок.

 Подстилающие породы  также  имеют  аналогичный характер  сложения, отличающийся однако меньшей  изменчивостью слагающих разностей.

Общие сведения о состоянии балансовых запасов по   шахтному полю второго калийного горизонта рудника 3 РУ по состоянию на    01.01.2012г.:

Первоначально утверждённые балансовые запасы – 267,047 млн. тонн.

Объёмы погашенных запасов с начала эксплуатации - 193,290 млн. тонн.

Шахтное поле Третьего рудоуправления расположено в северо-восточной части Старобинского месторождения калийных солей. На западе оно непосредственно примыкает к шахтному полю Второго рудоуправления, на юге и юго-востоке - к шахтным полям Первого и Четвертого рудоуправлений. Общая площадь горного отвода с учетом принятых изменений ранее существующих контуров составляет 95690.0 тыс.м2 по II и 93100.0 тыс.м2 по III калийному горизонту.

В геологическом строении рудного поля принимает участие следующие литолого-стратиграфические образования (сверху-вниз):

а) четвертичные, отложения, представленные плотными разнозернистыми песками с незначительной примесью валунов и гальки;

б) отложения неогена, представленные плотными глинами и мелкозернистыми песками с остатками флоры. Встречаются линзы бурого угля;

в) отложения палеогена, представленные глауконитовыми мелкозернисты                                                                                                                                и песками с содержанием хорошо окатанного мелкозернистого гравия;

г) верхнемеловые отложения, представленные писчим мелом и мелкозернистым песчаником;

д) отложения верхнего девона, представленные глинами, мергелями, доломитами и песчаниками с хорошо выдержанными пластами каменной соли и глинисто-карбонатных пород. Эти породы объединяются в две свиты: глинисто-мергелистую и соленосную. К отложениям последней приурочены горизонты калийных солей.

На шахтном поле Третьего рудоуправления 2-й и 3-й калийные горизонты имеют повсеместное распространение. Глубины их залегания колеблются от 480 до 648 м для второго калийного, горизонта и от 670 до 856 м - для третьего.

Горные работы ведутся в пределах Центрального блока ограниченного с запада Северо-Западным с севера Северным и с востока Центральным тектоническими нарушениями. На юге Центральный блок ограничен зоной выклинивания калийных горизонтов.  

По Северо-Западному нарушению амплитуды смещений подсолевых пород у зоны сочленения с Северным нарушением достигают 200-З00 м; в центральной его части амплитуды смещений составляют 100-150 м. Вверх по разрезу соленосной толщи амплитуды смещений уменьшаются. На уровне III калийного горизонта они изменяются от 100-200 м в северной части нарушения, до 50-100 м - в центральной. На уровне II калийного горизонта амплитуды смещений пород составляют до 50м в центральной части нарушения. Углы падения плоскости сместителя колеблются в пределах 50-70°.

Зона Северного субширотного нарушения ограничивает с севера зону распространения соленосной толщи и калийных горизонтов.  Амплитуда смещений пород по Северному нарушению составляет  50 м на уровне Третьего калийного горизонта. К востоку нарушение подвержено виграции.

Южная его ветвь прослеживается в поле распространения соленосных отложений до Центрального нарушения, северная - вдоль контура выклинивания соленосной толщи. Амплитуды смещения пород по нарушению в центральной части составляют: на уровне подсолевых отложений 140-160 м, на уровне IV калийного горизонта 110 м и между II и III калийными горизонтами порядка 70м. Угол падения плоскости сместителя – 60°. Азимут падения 180-190°. Зона Северного нарушения характеризуется ступенчатым строением с максимальными значениями амплитуд сбросов в западной части 350-400 м. По мере удаления на восток амплитуды уменьшаются на 1 - 2 порядка.

По Центральному тектоническому нарушению амплитуды смещения подсолевых пород составляют 50-200 м, наиболее значительны они у зоны Северного нарушения. В пределах распростанения калийных горизонтов в северной части нарушения значения амплитуд 75-150м, в южной – 50-100м. Угол падения плоскости сместителя 50-70 ° Азимут падения  от 90 до 130° . В пределах Третьего калийного горизонта в западной части шахтного поля имеет место распространение сети трещин малоамплитудного (МАН) широтного тектонического нарушения. Амплитуда сброса на уровне нижней промышленной сильвинитовой пачки колеблется от 0.1 до 2 метров.  Угол падения 45-60° . Азимут падения 190° юз. Отмечаются места осложнения линии тектонического нарушения структурами «мульда погружения», что увеличивает амплитуду сброса до 2.8-3.0 метров. Протяженность МАН составляет 2 км.  Видимые признаки МАН теряются в районе охранного целика скважины №19.

В пределах Старобинского месторождения выделяются следующие водоносные горизонты и  комплексы:

1. водоносный  комплекс  кайнозойских отложений.

2. водоносный  горизонт  туронских отложений верхнего мела.

3. водоносный  комплекс   отложений сеноманского яруса верхнего мела и средней юры.

4. водоносный  горизонт в песчаниках ГМТ верхнего девона.

5. водоупорные породы ГМТ верхнего девона.

6. водоупорные породы соленосной толщи верхнего девона

7. водоносный комплекс в карбонатных породах верхнего девона.

8. водоносный комплекс в терригенных породах верхнего и среднего девона и  в песчаниках верхнего протерозоя.

 

Водозащитная толща в пределах шахтного поля имеет повсеместное распространение и представлена водоупорными породами ГМТ и соленосной толщи. Максимальная мощность ее (до 400 м) приурочена к центральной части. Минимальная - установлена в северо-западной и юго-восточной частях шахтного поля по 260 и 350 м соответственно.

 

Водоупорные породы ГМТ по литологическому составу подразделяются на 2 подтолщи:

1. нижнюю - гипсово-мергельно-глинистую (сульфатную);
2. верхнюю - глинисто-мергелистую (бессульфатную).

представлены мергелями и аргиллитоподобными  глинами с прослоями доломитов, реже алевролитов, песчаников, известняков и  конгломератов. Кровля  глинисто-мергелистой  свиты неровная, размытая, залегает  с угловым и стратиграфическим несогласием. 

 Гидрогеологические условия  ГМТ на Старобинском месторождении  довольно детально исследовались  при проходке шахтных стволов 4-х рудоуправлений и в ряде  поисковых , разведочных и специальных  скважин. Этими исследованиями установлено, что ГМТ в пределах шахтных  полей обводнена только в верхней  своей части на глубину 50-100м. Средняя  и нижняя части толщи безводны  и водоупорны. Водоносный горизонт, заключенный в верхней части  ГМТ ,относится к трещинно-пластовым  и обладает напором. Пьезометрические  уровни устанавливаются на глубинах 7.8-23.3 м. Дебит с  глубиной уменьшается и составляет от 3.2 м3/сут до 0.013 м3/сут.

         Воды солоноватые с минерализацией 7.1 г/л, по преобладающим компонентам  сульфатно-хлоридно-натриевые.

          Исключение составляет северо-западная  часть месторождения, где в нижней  части ГМТ, в пределах границ  распространения третьего калийного  горизонта, выявлены локальные скопления  рассолов, приуроченные к тонким  прослоям песчаников и сульфатно-карбонатных  пород. Дебиты скважин изменяются  от 0.48 до 8.6 м3/сут. Пьезометрические  уровни устанавливаются вблизи  земной поверхности или выше  ее. Интервалы обводненных пород  содержат высококонцентрированные  рассолы, хлоридно-натриевые, с минерализацией 21-354 г/л.