1.5. Краткая геологическая характеристика пласта и вмещающих пород участка работ.
Третий калийный горизонт в пределах проектируемой лавы имеет повсеместное распространение и сложен следующими пластами: верхним G сильвинитовым (забалансовым);средним G глинисто-карналлитовым; нижним G сильвинитовым (промышленным).
Нижний сильвинитовый пласт представлен пятью сильвинитовыми слоями (слой I отсутствует), разделенными слоями каменной соли. Сильвинитовые слои представлены чередованием прослойков сильвинита, соли каменной и глин мощностью от долей мм до 5см. Слои каменной соли представляют собой переслаивание каменной соли и глины. Количество глинистых прослойков возрастает по разрезу снизу вверх.
Выше VI сильвинитового слоя залегает глинисто-карналлитовая пачка мощностью до 5.40м, представленная частым чередованием прослойков глины, карналлита и каменной соли. На породах глинисто-карналлитового пласта залегают породы верхней сильвинитовой пачки, представленные чередующимися прослойками сильвинита, сильвинито-карналлитовой породы, каменной соли и глины
Подстилающие горизонт породы на глубину до 6м представлены каменной солью с прослойками глины мощностью от долей мм до 2-5см.
В районе малоамплитудного тектонического нарушения МАТН №2 возможно уменьшение мощности сильвинитовых слоев и содержание хлористого калия в выдаваемой руде.
В породах горизонта отмечаются локальные скопления газа, а также не исключена возможность встречи мульдообразных погружений пласта, опасных по внезапным выбросам соли и газа. Кроме того, повсеместно встречаются тектонические трещины различной протяженности и направления мощностью 5см и более.
Качественная характеристика промышленных слоев по проектируемой лаве:
Таблица №1
| Наименование слоя | Мощность, м Средн. | Содержание, % | |
| KCL | Н . О . | ||
| Кам. соль. | - | 4.64 | 15.03 |
| IY | 1.21 | 30.80 | 5.95 |
| III - IY | 1.07 | 3.07 | 10.97 |
| III | 0.74 | 31.96 | 4.36 |
| II - III | 0.49 | 4.51 | 7.17 |
| II | 0.61 | 45.76 | 1.74 |
| Кам. соль. | - | 1.42 | 4.28 |
| Итого по пласту | 4.12 | 22.89 | 6.49 |
Таблица №2
| №п.п. | Элементы залегания пласта. | Ед. Изм. | Мин. | Мах. |
| Глубина залегания: | м | |||
| 1.1. | Гор-290м | м | 471 | 485 |
| 1.2 | Гор-445м | м | 635.0 | 645.0 |
| Мощность ВЗТ. | м | |||
| 2.1 | Гор-290м | м | 280 | 320 |
| 2.2 | Гор-445м | м | 420 | 470 |
| Угол падения - северо-запад. | Град. | 1 | 3 | |
| Параметры пород пласта. | Ед. Изм. | Значение. | ||
| 1. | Тип кровли. | II | ||
| 2. | Объемный вес руды. | т/м 3 | 2.11 | |
| 3. | Коэффициент крепости пород. | 2 | ||
2.Обоснование и принятие варианта столбовой системы разработки, её параметров и комплекса оборудования для лавы.
Столбовые системы разработки в настоящее время получили наибольшее распространение на калийных рудниках, ими добывается большая часть руды. Особенностью столбовой системы разработки является то, что выемка руды ведется без оставления поддерживающих целиков в очистном пространстве (сплошная выемка). При этом поддержание вмещающих пород производится только в при забойном пространстве с помощью механизированной крепи. Выемка руды производится очистным комбайном, который движется вдоль забоя и вынимает стружку шириной 0,63- 1м в зависимости от ширины рабочего органа- шнека. После выемки стружки на всю длину лавы, комбайн отгоняется к месту зарубки на новую стружку, передвигается ближе к забою конвейер, а затем передвигается крепь. Породы кровли в выработанном пространстве обрушается самопроизвольно. Длина лавы бывает 150,200,250 м. Между смежными столбами оставляется целики шириной от 25 до 80 м в зависимости от глубины разработки. Основные потери руды при столбовой системе заключается в этих целиках и увеличивающейся глубиной разработки.
На Старобинском месторождении применяются следующие столбовые системы разработки: с валовой выемкой руды, слоевая система разработки с подготовкой слоевых лав общими подготовительными выработками, слоевая система разработки с подготовкой слоевых лав раздельными выработками, селективная выемка сильвинитовых и галлитовых слоёв с закладкой галлита в выработанное пространство.
Характерной особенностью этой системы является выемка калийного пласта на полную мощность с одновременной выемкой сильвинитовых и галлитовых слоев. При столбовой системе разработки длина столба должна быть не более 2 км. При валовой системе подготовительными выработками является конвейерный, транспортный панельный штрек, штрек лавы, который оконтуривают со стороны массива руды и вентиляционный штрек, который оконтуривает панель со стороны отработанного пространства проходится разгружающий штрек, защищающий вентиляционный от горного давления. Подготовка панели начинается от выработок главного направления. Длина панели обычно совпадает с расстоянием от выработок главного направления до границы шахтного поля. В некоторых случаях панели разворачиваются на 180 град. или под меньшим углом в зависимости от раскройки шахтного поля на панели.
Исходя из горно-геологических условий проектируемого участка шахтного поля, и вынимаемой мощности пласта (1,17 м.) а также передового опыта Солигорских рудников наиболее экономически-эффективным вариантом отработки данного пласта, является, валовая выемка, столбовой системой разработки длинными столбами, обеспечивающая снижение затрат на поддержание подготовительных выработок, возможность доразведки условий залегания пласта и независимое ведение подготовительных и очистных работ. Данный вид разработки также способствует меньшему разубоживанию руды и позволяет извлечь из целика максимум руды.
Для сравнения, при применении системы разработки с селективной выемкой сильвинитовых и галлитовых слоёв с закладкой галлита в выработанное пространство, в лаве ведётся раздельная выемка сильвинитовых слоёв и слоя каменной соли. При этом каменная соль на поверхность не выдается, а направляется к закладочным машинам, которые забрасывают её в отработанное пространство для создания бутовых полос. Видно, что селективная выемка экономичней, так как пустая порода не транспортируется на поверхность, лучшее качество руды (содержание полезного компонента выше), но существенными недостатками являются: сложная организация труда и более высокая себестоимость, что не совсем рационально в сложившейся в настоящее время ситуации на рынках сбыта готовой продукции.
Столб подготовлен посредством проходки следующих основных подготовительных выработок: конвейерный штрек лавы, вентиляционный и транспортный штрек лавы, пройденные комбайном ПК8-МА.
Параметры основных подготовительных выработок лавы:
Конвейерный штрек - 4,5 м
Вентиляционный штрек - 3.0 м
Длина лавы - 162.0 м
Ширина монтажного штрека - 5.5 м
Вынимаемая мощность пласта – 1,17 м
На севере проектируемый участок примыкает к контуру малоамплитудного тектонического нарушения МАТН№2, на юге - к северо-восточному панельному вентиляционному штреку и отработанным блокам №№41-43. На западе лава примыкает к целику (150м), оставленному вдоль выработок главного северного направления. На востоке – массив, который будет отработан по специально разработанному проекту камерной системой с оставлением жестких целиков по слою II-IV.
Подготовка столба лавы заключается в проходке конвейерного и вентиляционного штреков по флангам столба лавы. Ширина штреков лавы принята из условий расположения в них оборудования лавы (энергопоезда, приводных и натяжных головок забойного и штрековых конвейеров).Выбор системы разработки и ее параметров произведен в соответствии с "Инструкцией по применению столбовой системы разработки".
2.1. Перечень и основные характеристики средств механизации.
Для механизации процессов выемки сильвинита и управления кровлей полным обрушением предусматриваем применение комплекса состоящего из:
- секций двухстоечной крепи “Фазос –13/20” – 77 шт.
- двухшнекового комбайна СЛ-300 – 1 шт.
- секций двухстоечной крепи “ Фазос –16/24” – 4 шт.
- крепи сопряжения типа ”Фазос – 15/31”
на конвейерном и вентиляционном штреке – 2 компл.
- забойного конвейера ЕКФ-3 – 1 шт.
- штрековых конвейеров (Вальбот I и Вальбот II ) –2 шт.
- энергопоезда
Данный комбайн приняли, т.к. он отвечает всем параметрам лавы, и исходя из передового опыта Солигорских рудников, один из лучших и наиболее продуктивных комбайнов. Для такой отработки также применимы комбайны как: EDW-300, EW-200/230 и т.п., но комбайн EW-200/230 не может обеспечить мощность вынимаемого пласта 1,17 м. Чтобы отработать пласт 1,17 м в данной горно-геологической ситуации нужно применить 4(либо 2) комбайна EW-200/230, вследствие чего возникает большой объём подготовительных выработок столба лавы, за счет проходки центрального вентиляционного штрека, будет выполнен большой объём монтажных работ, что экономически нецелесообразно, а EDW-300 имеет низкую производительность в сравнении с SL -300.