Вскрытие и отработка юго-восточной части шахтного поля (корректировка)

Прорезка гидроизолирующего целика вскрывающими выработками производится с соблюдением условий, необходимых  для сооружения гидроизолирующих перемычек: выработки должны быть пройдены минимальным сечением вне зоны влияния очистных работ и вне зоны взаимного влияния, на участке с ненарушенной сплошностью окружающих пород. Вскрывающие выработки в пределах целика располагаются в подстилающей каменной соли. Групповые конвейерный и транспортный штреки проводятся комбайном Урал-20А с сечением исполнительного органа 15.3 м2, групповые вентиляционные штреки – комбайном Урал-61 (ПК-8М). Расстояние от выработок в месте установки перемычек до пласта Кр.III – не менее 7 м, до маркирующей глины – не менее  5 м. Для обеспечения строительно-монтажных работ по сооружению гидроизолирующих перемычек на групповых штреках предусматриваются горизонтальные участки длиной не менее 75 м. Предполагаемое место установки гидроизолирующих перемычек в групповых вентиляционных штреках находится на расстоянии 50 м от начала уклона на пласт АБ, в групповых конвейерном и транспортном штреках на расстоянии 50 м до границы гидроизолирующего целика.

Транспорт руды от панелей  до стволов предусматривается ленточными конвейерами. В панельных и блоковых штреках устанавливаются конвейеры типа Л1000КУ, в групповом конвейерном штреке – 2Л-120В.

Подготовка выемочных  блоков начинается с проходки материального уклона с группового транспортного штрека на пласты АБ и Кр.III, после чего проходятся блоковые штреки по пластам от групповых выработок до оси 7 восточной панели. Расстояние в осях между блоковыми выработками составляет 15,5 м. По пласту АБ проводятся два блоковых вентиляционных штрека сечением по 8,9 м², по пласту Кр.III проходятся блоковый конвейерный штрек сечением 20,2 м² до оси 9 восточной панели и сечением 8,9 м² от оси 9 восточной панели до оси 7 восточной панели и блоковый транспортный штрек сечением 12,8 м².

В блоковом конвейерном штреке устанавливаются конвейеры Л1000КУ. В местах перегрузки с панельных конвейеров на блоковые конвейеры устраиваются камеры перегрузки руды. Для перегрузки руды с блоковых конвейеров на групповой конвейер на 11 восточной панели сооружается бункер-накопитель.

Для подготовки на каждой из отрабатываемых панелей по пластам  АБ и Кр.II проходятся транспортный и два сближенных вентиляционных штрека. Вентиляционные штреки проходятся параллельно транспортному штреку на расстоянии 70,2 м от оси панели. Через 200 м панельные вентиляционные и транспортные штреки сбиваются разрезными штреками. По пласту Кр.III проходятся транспортный и конвейерный штреки. Конвейерный штрек проходится по оси панели. С конвейерного штрека на пласт АБ бурятся рудоспускные скважины диаметром 500 мм. В конце транспортного штрека проходится вентиляционная скважина диаметром 1100 мм до почвы транспортного штрека пласта Кр.II.

На каждой панели с транспортного штрека пласта Кр.III на транспортный штрек пласта Кр.II проходятся три материальных уклона для проветривания и доставки оборудования. В центре блока проводится материальный уклон с пласта Кр.II на пласт АБ.

Для подачи свежего воздуха  на пласт АБ с блокового транспортного  штрека проводится материальный уклон  сечением 8,9 м². Для удаления исходящей струи с пласта Кр.II вентиляционные штреки соединяются с блоковыми вентиляционными штреками пласта АБ вентиляционными уклонами сечением 8,9 м².

Проходка всех подготовительных выработок осуществляется комбайновым  комплексом в составе комбайна ПК-8М (Урал-61), бункер-перегружателя БП-15 и самоходного вагона 5ВС-15М.

6 Система разработки. Обоснование  параметров

Рабочим проектом сохраняется существующая на руднике камерная система разработки с поддержанием кровли на ленточных  междукамерных целиках, без закладки выработанного пространства. Выбранная система разработки предопределена сложными горно-геологическими и гидрогеологическими условиями разработки месторождения и необходимостью жесткого поддержания кровли очистных камер и вышележащей толщи соляных пород.

Вышележащие породы слагают водозащитную толщу, которая защищает выработки  рудника от проникновения пресных  и слабоминерализованных вод  через трещины, образующиеся в верхних  слоях соляной толщи при деформации горных пород после очистной выемки. Необходимость жесткого поддержания толщи пород, слагающих ВЗТ, вызвана легкой растворимостью соляных пород, с целью предотвращения возникновения трещин, соединяющих водоносные горизонты и выработки рудника.

Принятая камерная система разработки предопределяет высокие показатели эксплуатационных потерь полезного ископаемого, вызванных необходимостью оставления предохранительных междукамерных целиков.

Выбор параметров системы разработки, обеспечивающих оптимальную полноту  извлечения и их технико-экономическую  эффективность, выполнен в составе геомеханических “Исходных данных для рабочего проекта…” в соответствии с “Инструкцией по технико-экономическому обоснованию параметров отработки пластов на Верхнекамском месторождении калийно-магниевых солей”.

Расчет параметров системы разработки выполнен с учетом обеспечения геодинамической безопасности при отработке пластов и  соблюдения требований “Указаний по защите рудников от затопления и охране подрабатываемых объектов в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей”.

Параметры в пределах отрабатываемых участков рассчитаны для  различных зон, отличающихся горно-техническими условиями разработки, с учетом наличия геологических аномалий в водозащитной толще. В рабочем проекте выполнена оценка безопасных условий подработки водозащитной толщи и объектов земной поверхности, с учетом требований, изложенных в «Указаниях по защите рудников от затопления …».

Юго-восточный участок  шахтного поля БКПРУ-2 отрабатывается в сложных горно-геологических  и горнотехнических условиях, которые характеризуются:

• пониженной прочностью пород, слагающих сильвинитовые пласты;
• высоким содержанием нерастворимых примесей в пластах и в их  коржевой части;
• расслоением породных пачек по глинистым прослоям, трещинообразованием и обрушением расслоившихся пород;
• интенсивной складчатостью сильвинитовых пластов с амплитудой до 6-10м с ассиметричным строением складок (включая появление на локальных участках «опрокинутых» складок);
• наличием Зырянского сдвига, который располагается по диагонали юго-восточного участка (и, далее, прослеживается в северо-западной части шахтного поля БКПРУ-2);
• дополнительной техногенной пригрузкой от солеотвала, расположенного в западной части юго-восточного участка.

Для охраны водозащитной толщи (ВЗТ) предусмотрены  параметры системы разработки, исключающие проникновение рассолов из вышерасположенных горизонтов в горные выработки в соответствии с п.151 «Единых правил безопасности» и п. 3.1.4 «Указаний по защите рудников от затопления…», а также с учетом изменения положений «Указаний…» по допустимым условиям подработки ВЗТ, учитывающие конкретные горно-геологические и горно-технические условия отработки пластов на юго-восточном участке шахтного поля, изложенные в «Исходных данных на проектирование…».

В соответствии с «Указаниями …» предусматривается:

• отработка пластов с оставлением жестких ленточных целиков со степенью нагружения междукамерных целиков С не более 0,4;
• в пределах зоны влияния Зырянского сдвига параметры очистной выемки сильвинитовых пластов должны определяться исходя из допустимой степени нагружения междукамерных целиков [С] = 0,3 и минимально допустимой суммарной мощности ненарушенных слоёв каменной соли [М] = 20м;
• отработка пластов на полную мощность с соосным расположением камер на пластах;
• применение дополнительных мер охраны вдоль длительно остановленных и постоянных границ очистных работ.

В «Исходных данных…» рассмотрено  три варианта отработки сильвинитового пласта Кр.ΙΙ на юго-восточном участке  шахтного поля:

1. Отработка пласта Кр.ΙΙ с «защитной пачкой». В этом случае, в кровле пласта Кр.ΙΙ оставляется неотработанной верхняя часть пласта мощностью не менее 0,6 м;
2. Отработка пласта Кр.ΙΙ на полную мощность с забором из кровли камер  коржевой соли пласта Кр.Ι-Кр.ΙΙ;
3. Совместная отработка сильвинитовых пластов Кр.Ι+Кр.ΙΙ (с исключением из отработки пласта АБ на площадях, где мощность пласта АБ составляет менее 2 м), включая выемку пород междупластья Кр.Ι-Кр.ΙΙ.

Для определения наиболее эффективных  технологических схем выемки запасов  сильвинитовых пластов в «Исходных  данных…» выполнено технико-экономическое сравнение рассматриваемых вариантов системы разработки. Из рассмотренных трех вариантов отработки сильвинитовых пластов наиболее экономически эффективным является 2 вариант, предусматривающий отработку пластов АБ и Кр.ΙΙ с выемкой запасов сильвинитового пласта Кр.ΙΙ на полную геологическую мощность с подрубкой коржевой части.

Несмотря на то, что второй вариант  отработки пластов АБ и Кр.ΙΙ по сравнению с первым вариантом  характеризуется увеличением нерастворимого остатка в руде на 0,76%, им обеспечивается:

• наиболее высокое содержание KCl, которое составляет 31,51% и превышает аналогичный показатель в первом варианте на 1,54%;
• увеличение в 1,32 раза объема добычи руды с 1 м² балансовых запасов.

В рабочем проекте в качестве основного выбран второй вариант, обеспечивающий наибольшее извлечение полезного ископаемого.

В случае, когда из-за неустойчивой кровли, отработка пласта Кр.II на полную геологическую мощность будет невозможна, необходимо перейти на отработку с «защитной пачкой», с тем же межосевым расстоянием и проведению дополнительных мероприятий по поддержанию кровли на требуемый срок отработки камер (проходка с компенсационной щелью в кровле камер на пласте Кр.ΙΙ). При переходе на  вариант c защитной пачкой меры охраны ВЗТ и объектов на земной поверхности подлежат уточнению в годовых планах развития горных работ.

Вариант отработки сильвинитовых  пластов на еще не отработанной части  юго-восточного участка принят в  соответствии с «Исходными данными…».

На юго-восточном участке шахтного поля часть 7, 9, 11 ВП уже отработана, при этом на пласте Кр.ΙΙ были применены податливые целики. Для более плавного перехода от податливых целиков к междукамерным целикам со степенью нагружения не более 0,4, необходимо создать зоны перехода. В «Исходных данных…» предложено два варианта создания зон перехода на пласте Кр.ΙΙ – с оставлением «защитной пачки» и выемкой на полную мощность.

В настоящее время рудником БКПРУ-2 выбран и применяется вариант  зоны перехода с оставлением «защитной  пачки», который применяем и в данном рабочем проекте.

Параметры системы разработки, приведенные  в рабочем проекте, уточняются годовыми мерами охраны в составе годовых  планов развития горных работ, в зависимости от фактических горно-геологических условий в планируемый период.

Деление юго-восточного участка на зоны с различными горно-геологическими данными, а, следовательно, и параметрами  отработки приведено на рисунке 3.

На очистных работах предусматривается  применение комбайновых комплексов ПК-8МА (Урал-61) с сечением исполнительного органа S=8,9 м² и Урал-20Р с сечением исполнительного органа 15,5 м².

Отработка верхнего пласта производится с опережением не менее 50 м относительно нижележащего. Камеры на пластах располагаются соосно.

7 Горные меры охраны рудника  и объектов на поверхности

Меры охраны рудников от затопления включают определение безопасных параметров системы разработки, защиту от проникновения  надсолевых вод через шахтные  стволы и геологоразведочные скважины, оставление гидроизолирующих целиков между шахтными полями и отдельными участками отрабатываемого шахтного поля, охрану зон с аномальными особенностями ВЗТ.

Рабочим проектом предусмотрены  и обоснованы расчетами все необходимые  меры охраны с учетом горно-геологических  и горно-технических условий отработки шахтного поля рудника.

К подземным объектам и сооружениям, подлежащим охране от вредного влияния горных работ, относятся:

• водозащитная толща;
• геологоразведочные скважины;
• предохранительные целики.

При определении мер  охраны учтены требования документов, разработанных после затопления рудника БКПРУ-3 в 1986 г. и аварии на руднике СКПРУ-2, происшедшей в 1995 г. (разделение шахтного поля на гидроизолируемые участки, создание зон смягчения у постоянных и длительно остановленных границ выработанного пространства, плановое наблюдение за рассолопроявлением). На планируемых к отработке площадях должны быть выполнены опережающие геолого-геофизические исследования и произведен анализ полученных данных с учетом результатов расследования аварии на БКПРУ-1 (Протокол совета Пермского межрегионального управления о рассмотрении мероприятий по устранению причин последствий аварии на БКПРУ-1 и обеспечению жизнедеятельности г. Березники. г. Пермь, 24.11.2006 г).

В качестве основной меры охраны, уменьшающей влияние горных работ на водозащитную толщу, является отработка пластов камерной системой разработки с параметрами, обеспечивающими безопасность подработки водозащитной толщи.

При разработке рабочего проекта отработки  юго-восточного участка шахтного поля рудника были рассмотрены меры охраны водозащитной толщи и объектов земной поверхности.