Столбовая система разработки калийного пласта

Содержание: 

    Введение…………………………………………………………………......….3

    1.Краткая  характеристика горно-геологических

условий шахтного поля и участка работ………………………3

          1.1.Стратиграфия…………………….……………………………………4

          1.2. Тектоника………………………………………………………..5

          1.3. Гидрогеология………………………………………..………………6

          1.4. Геологическая характеристика калийных горизонтов

           месторождения шахтного поля Второго рудоуправления…….………7

          1.5. Краткая геологическая характеристика пласта и

          вмещающих пород  участка работ………………………………………..9

    2.Обоснование  и принятие варианта столбовой системы

разработки, её параметров и комплекса  оборудования

для лавы………………………………………………………………....10

 2.1. Перечень и основные характеристики средств

 механизации…………………………………………………………...…12

    3.Расчёт  механизированной  крепи……………………………………...…..15

4.Расчет  достаточности водозащитной  толщи пород для

безопасной  отработки пласта…………………………………………16

    5.Технология  очистных работ……………………………………………….19

    5.1Технология  зарубки………………………………………………......19

    5.2Технология  очистной выемки……………………………………......20

    6.Организация работ в очистном забое………………………………….….21

    7. Участковый транспорт  руды……………………………………………...21

    8. Расчет производительности  очистного забоя……………………….…..22

8.1. Проветривание  выработок при зарубке и ведении

очистных работ в лаве………………………………………………..….24

8.2. Расчет количества воздуха при зарубке лавы и для

ведения очистных работ………………………………………………....24

    Заключение........................................................................................................28

    Литература………………………………………………………………….…29 
 
 
 
 
 
 
 
 

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. 

    Шахтное поле рудника Второго рудоуправления расположено в крайней северо-западной части Старобинского месторождения калийных солей. На востоке оно граничит с шахтными полями Первого и Третьего рудоуправлений, а на западе и севере ограничено разрывными тектоническими нарушениями, простирающимися в северном и северо-восточном направлениях, установленными по данным сейсморазведочных и горных работ.

    Общая площадь промышленных запасов шахтного поля на обоих горизонтах по состоянию на 01.01.2008 года составляет 30114,4 тыс.м², в т.ч. на Гор.-290 м – 3579,8  тыс.м², на Гор.-445 м – 26534,6 тыс.м².

    1.1.Стратиграфия.

    Геологическое строение шахтного поля рудника Второго  рудоуправления особо не отличается от строения всего месторождения. Здесь принимают участие породы кристаллического фундамента докембрийского возвраста и осадочный чехол, представленный верхнепротерозойскими, палеозойскими, мезозойскими и кайнозойскими породами.

    Породы  кристаллического фундамента залегают на площади месторождения на глубинах 1600-2500м. Они несогласно перекрыты образованиями осадочного чехла, в основании которого развита мощная (до 350м) красноцветная среднерифейская белорусская (полесская) серия, представленная мелко- и среднезернистыми песчаниками и песками с редкими прослоями красно-бурых и темно-серых глин. На ней с размывом и несогласием залегает толща (около 110м) вендских туфогенно-осадочных пород.

    Разрез  девонских отложений, как и в  других частях Припятского прогиба, начинается отложениями средне- и верхнедевонской терригенной толщи. Выше выделяются отложения карбонатной толщи франского яруса. Здесь, в северо-западной части Припятского прогиба, на ней залегает гипсоносная свита (мощность 20-82м), являющаяся аналогом верхнефаменской соленосной формации. Представлена она глинами и мергелями, обычно доломитовыми, серой и зеленовато-серой окраски с прослоями гипсоангидритовых пород и доломитов.

    Гипсоносная свита перекрыта нижнефаменскими  карбонатными породами (межсолевые отложения  Припятского прогиба). В их разрезе преобладают известняки серые, буроватые, нередко доломитизированные. Наблюдаются прослои мергелей, известковых глин и доломитов. В верхней части толщи распространены сульфатно-карбонатные породы, являющиеся аналогами галитовой субформации (мощность около 60-70м).

    Выше  залегает калиеносная субформация, к разрезу которой приурочены горизонты калийных солей. Она имеет  мощность до 1000 м и более. Кровля ее вскрыта многочисленными скважинами на глубинах от 342 до 704 м.

    Перекрыты породы названной субформации отложениями надсолевой девонской толщи (глинисто-мергелистая толща – ГМТ), контакт которой с соленосными отложениями обусловлен процессами древнего подземного выщелачивания. Мощность их колеблется от 230 до 560 м. По литологическому составу эта толща разделяется на 2 подтолщи:

       нижнюю  – гипсово-мергельно-глинистую (сульфатную);

       верхнюю – глинисто-мергелистую (бессульфатную).

    Для нижней части гипсово-мергельно-глинистой  подтолщи характерны прослои ангидрита и ангидрит-известковой породы, а для верхней – прожилки и прослои гипса и гематитовых прослоев. В нижней части глинисто-мергелистой подтолщи отмечается исчезновение гипса и присутствие прожилков органосодержащих пород (сапропелевые мергели, горючие сланцы) и прослои строматолитовых известняков. В целом для надсолевых девонских отложений характерна повышенная и высокая трещиноватость пород с развитием вертикальных и горизонтальных трещин, выполненных гипсом, кальцитом, иногда зияющих. Кроме того, наблюдаются интервалы сильно перемятых пород с зеркалами скольжения.

    В разрезе  мезозойско-кайнозойских отложений  выделяются юрские, меловые, палеогеновые, неогеновые и четвертичные образования.

      Породы юрского возраста представлены чередованием серых и темно-серых слюдистых и песчанистых глин с прослоями и линзами песков, обогащенных растительными остатками. Мощность их существенно колеблется и достигает 80м. Распространены они преимущественно в северной части месторождения, в основном в карманах и мульдах проседания, в процессе интенсивного подземного выщелачивания солей.

    Отложения мела развиты повсеместно и представлены образованиями сеноманского и туронского ярусов общей мощностью от 2,5 до 56м, при этом наибольшие мощности приурочены к мульдам проседания. Сложены они в нижней части песками, слабосцементированными песчаниками с гравием и галькой фосфоритов и кремня (сеноман), а в средней и верхней – писчим мелом (турон).

    Палеогеновые  кварц-глауконитовые пески и слабосцементированные  песчаники развиты повсеместно и имеют мощность в среднем около  28м. 

    Неогеновые отложения представлены  песками  кварцевыми тонко-мелкозернистыми с пластами и линзами глин серых и желтовато-серых, иногда присутствуют пласты и линзы бурого угля. Их мощность :5-65м.

    Четвертичный  покров мощностью около 50-60м представлен  разнозернистыми песками с гравием, галькой и валунами изверженных и метаморфических пород, с прослоями моренных и межморенных глин, суглинок, супесей. Встречается поверхностный и погребенный торф.

    1.2. Тектоника.

    Шахтное поле рудника расположено в пределах Центрального тектонического блока, ступенеобразно погружающегося в восточном направлении.

    В настоящее время геофизическими и буровыми работами достаточно полно изучены субмеридиальные  Северо-западное и Западное тектонические нарушения, а также Центральное Краснослободское тектоническое нарушение с севера на юг пересекающее площадь Краснослободского участка с амплитудой смещения пластов от 30 до 100м. Углы падения сбрасывателя колеблются от 15 до 85 градусов. По данным геологоразведочных работ в северо-восточной (3-А, 4-А северо-восточные панели), в юго-западной (7, 8 юго-западные панели, юго-западное направление) и в северо-западной (6, 6-А северо-западные панели) частях шахтного поля  на III калийном горизонте вскрыты зоны малоамплитудных тектонических нарушений, а в северо-западной части обоих горизонтов – Островское тектоническое нарушение. 

    Все эти нарушения затрудняют отработку  месторождения, создают угрозу прорыва  подземных вод в горные выработки  и требуют дополнительных геологоразведочных  работ. Кроме того, вблизи тектонических нарушений увеличиваются углы падения пласта, встречаются трещины разрыва со смещением слоев, породы в зоне брекчированы и наблюдаются замещения сильвинитовых слоев каменной солью.

    В южной краевой зоне на участках, примыкающих к контурам выклинивания калийных горизонтов, строение пласта характерезуется снижением мощности 3-го и 4-го сильвинитовых слоев, увеличением внутрипластовой каменной соли 3-4, снижением содержания КСL и резким воздыманием пласта под углом 6-7 и более 10 градусов.  За линией выклинивания калийного горизонта могут иметь место обводненные песчаники, которые устанавливается  геофизическими работами.

    1.3. Гидрогеология.

    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.