Отработка запасов каменной соли гор.-305м камерной системой разработки, комбайном Урал-10АМБ (стр. 4 из 21)
Несмотря на незначительную мощность горизонта и его повсеместное площадное распространение, в нём выделены, лишь 2-а продуктивных пласта.
Основу продуктивных пластов Четвёртого калийного горизонта составляют сильвинитовые слои 6, 7, 8 (нижний продуктивный пласт) и слой 10 (верхний продуктивный пласт). Расстояние между продуктивными пластами по вертикали 3м.
Нижний продуктивный пласт развит только в северной части шахтного поля. Общая мощность пласта изменяется от 1,4 до 2,7м. Средняя суммарная мощность сильвинитовых прослоев 6, 7 и 8,включенных в подсчёт запасов, составляет 1,18 м. Содержание KCL в них составляет 36,20%, MgCL2 – 0.04%, НО – 3,32%.
Верхний продуктивный пласт имеет ограниченное распространение в крайней северной точке шахтного поля. Мощность его составляет 0,13м. Содержание KCL – 49,61%, НО – 0,96%.
Разрабатываемые пласты и вмещающие породы Старобинского месторождения содержат в свободном и связном (микровключённом и сорбированном) виде природные газы,в состав которых входят: азот, мета, тяжёлые углеводороды, оксид и диоксид углерода и др. Газы в породах находятся в виде очаговых (гнездовых) и межслоевых скоплений, а также в микровключённом состоянии. Давление газов в очаговых скоплениях достигает 9МПа. Распределение газов, их количество и качественный состав в пределах шахтного поля, панелей, блоков крайне неравномерно и носит зональный характер. Общая газоносность пород в выбросоопасных зонах достигает 1,3м3/м3. Газоносность пород Третьего горизонта по горючим газам составляет в среднем 0,2м3/м3 породы, пород Первого и Второго горизонтов – 0,1м3/м3 породы.
К выбросоопасным отнесён Третий калийный горизонт, включающий нижнюю промышленную пачку, среднюю глинисто-карнолитовую пачку и верхнюю забалансовую сильвинитовую пачку.
При отработке калийных пластов на шахтном поле имеют место газодинамические явления в виде: внезапных выбросов соли и газа; обрушений пород кровли, сопровождающихся газовыделениями; отжима призабойной части пород, сопровождающегося звуковыми эффектами, иногда разрушением и выносом разрушенной породы в выработку.
Указанные явления могут происходить как в момент проведения выработки и отбойки руды в лаве, так и после этого, причём,они могут иметь место в призабойном пространстве и вне его (запоздалые ГДЯ).
Большинство ГДЯ связано с разрывными и складчатыми геологическими нарушениями в залегании калийных пластов (мульды, тектонические трещины и т.д.).
Старобинское месторождение расположено в краевой северо-западной части Припятского артезианского бассейна. В пределах месторождения различают:
- надсолевой водоносный комплекс в мезозойско-кайнозойских отложениях;
- подсолевой водоносный комплекс в породах девона и верхнего протерозоя.
Названные водоносные комплексы образуют верхний и нижний гидрогеологические этажи, которые разделены водоупорными породами глинисто-мергелистой и соленосной толщ.
Водоносный комплекс в мезозойско-кайнозойских отложениях мощностью 100-120м относится к зоне активного водообмена и подстилается регионально выдержанными водоупорными породами ГМГ. Воды его преимущественно пресные используются для
хозяйственного питьевого водоснабжения.Подсолевой водоносный комплекс общей мощностью около 1000м приурочен к карбонатным породам фаменского и франского ярусов верхнего девона, к терригенным породам среднего и верхнего протерозоя, разделенных относительно водоупорными породами ливенского, пашийско-кыновского и пярнуско-наровского горизонтов. Водовмещающие карбонатные породы верхнего девона характерезуются низкой водообильностью и плохой проницаемостью. Водоносные горизонты терригенных пород среднего девона и верхнего протерозоя включают хорошо проницаемые обводненные песчаники соответственно старооскольского возвраста и пинской свиты.
Надсолевой и подсолевой водоносные комплексы разделены породами ГМТ и соленосной толщ мощностью 500-1000м, служащих надежными водоупорами, обеспечивающими гидрогеологическую закрытость нижнего гидрогеологического этажа. Взаимосвязь вод надсолевого и подсолевого комплексов исключается как по площади месторождения, так и в зонах дизъюктивных нарушений, где породы соляных отложений крепко спаяны соляным цементом, безводны и водоупорны.
Верхняя часть осадочного чехла сложена проницаемыми породами, создающими благоприятные условия для инфильтрации атмосферных осадков и пополнения запасов подземных вод. Все водоносные горизонты этой части разреза гидравлически связаны между собой.
Воды подсолевого водоносного комплекса представлены преимущественно крепкими рассолами.Водоносный горизонт песчаников пинской свиты мощностью 300-350м перекрыт слабопроницаемыми туфопесчаниками вулканогенно-осадочной толщи мощностью около 100м и подстилается породами кристаллического фундамента.
1.3 КАЧЕСТВЕНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
КАЛИЙНОГО ГОРИЗОНТА
В Третьем соляном пласте выделено 5 слоёв: 10,11, Б1, С1, Б2 (сверху вниз). Содержание NaCl по слоям изменяется от 86.73% до 99.09%, Н.О. – от 0.29% до 11.05%. По результатам геологоразведочных и опытно-промышленных работ слои Б1, С1, Б2 суммарной средней мощностью 3.4м . Содержание NaCl в этих слоях составляет 98.19 – 98.98%, Н.О. – 0.42 – 0.77%.
Качественная характеристика продуктивных слоев, подлежащих выемке, приведена в таблице 1.3.
Таблица1.3.1
Качественная характеристика продуктивных слоёв | Слои | Мощность, м | Содержание,% | |||
| от | до | средняя | NaCl | Н.О. | |
| Б1 | 1,32 | 1,36 | 1,34 | 98.40 | 0.71 |
| С1 | 1,05 | 1,07 | 1,06 | 98.08 | 1.01 |
| Б2 | 0,9 | 1,1 | 1 | 98.74 | 0.53 |
Структурная колонка пласта
Рис.1
Б1 – мощность – 1,34м, содержание NaCl – 98.40%, содержание Н.О. – 0,71%
С1 - мощность – 1,06м, содержание NaCl – 98.08%, содержание Н.О. – 1,01%
Б2 - мощность – 1м, содержание NaCl – 98.74%, содержание Н.О. – 0,53%
1.4 ПРОМЫЩЛЕННЫЕ И ИЗВЛЕКАЕМЫЕ ЗАПАСЫ ПРОЕКТИРУЕМОГО ГОРИЗОНТАВсе запасы полезного ископаемого выявленные в пределах шахтного поля (горизонта), которые экономически выгодно разрабатывать при современном уровне развития технологии добычи полезных ископаемых называются балансовыми.
Балансовые запасы калийного пласта в пределах горизонта рассчитываются по формуле:
, (1.4.1)где S – площадь калийного пласта в шахтном поле, м2;
m – средняя мощность балансовой части пласта, м;
γ – плотность руды, т/м3.
Балансовые запасы составят:
Балансовые запасы включают промышленные запасы и общешахтные (проектные) потери. К общешахтным потерям относят те запасы, которые не планируются к извлечению по техническим причинам (например, оставляемые в охранных целиках, под горнотехническими сооружениями и т.д.)
Промышленные запасы определяются по формуле:
, (1.4.2)где К – коэффициент, учитывающий общешахтные потери, определяемый по формуле:
, (1.4.3)где П – общешахтные (проектные) потери (коэффициент, учитывающий общешахтные потери, составляет 0,93 ÷ 0,95)
Промышленные запасы составят:
Для расчета срока отработки горизонта необходимо определить количество извлекаемых из недр балансовых запасов, т.к. при разработке часть промышленных запасов остается не извлеченным, например, в целиках около подготовительных выработок, в целиках внутри выемочного участка, в целиках около геологических нарушений, в результате смешивания при выемке с пустой породой, при оставлении на контуре с вмещающими породами и т.д. Эта не извлеченная часть полезного ископаемого называется эксплуатационными потерями.
В отличие от проектных потерь эксплуатационные потери зависят от способа разработки пласта. Так, например, эксплуатационные потери при столбовой системе разработки меньше чем при камерной системе, так как при камерной системе в отработанном пространстве оставляются целики, поддерживающие кровлю от обрушения.Промышленные запасы за вычетом эксплуатационных потерь называются извлекаемыми запасами. Полнота извлечения промышленных запасов характеризуется коэффициентом извлечения Ки. Коэффициент извлечения в значительной степени зависит от глубины разработки. При извлечении глубины разработки возрастает горное давление и для поддержания выработок в безопасном состоянии требуется увеличение ширины целиков.