Особенности разработки калийных месторождений

 

Основной особенностью разработки калийных месторождений является недопустимость проникновения воды в подземное пространство рудников.

Вода может проникнуть в рудник:

- через трещины в тектонических нарушениях;

- через трещины, возникающие в результате движения покровных пород при очистных работах;

- через карстовые полости, заполненные водой;

88

- по вертикальным выработкам при неплотности крепи или ее разрушении, а также по закрепному пространству.

 

При проникновении воды в рудник возникает опасность его затопления. Особенно опасно проникновение пресных вод или слабых рассолов из вышележащих водоносных горизонтов через трещины, возникающие в результате ведения очистных работ, а также при пересечении выработкой тектонических трещин, связанных с обводненными горизонтами. При ведении очистных работ возникает сдвижение покрывающих пород. При раздавливании целиков или при ведении выемки без оставления целиков породы кровли оседают. Если оседание кровли происходит плавно, без нарушения сплошности и образования трещин, опасности проникновения воды в выработки не возникает. Эта опасность отсутствует и в том случае, если мощность и пластичность покрывающих водонепроницаемых пород (водозащитной толщи) настолько велика, что зона обрушения и образования трещин не распространяется на всю их толщу и остается ненарушенный достаточно мощный массив, чтобы изолировать залежь от вышележащих водоносных горизонтов.

 

В связи с изложенным на калийных рудниках применяют, в основном, камерную систему разработки, при которой оставляют целики, предотвращающие опасные деформации подработанной толщи.

Отработка Старобинского месторождения также начиналась с камерной системы, при которой были достигнуты высокие технико-экономические показатели по производительности труда забойных рабочих и себестоимости 1 т руды по добычному участку. В то же время содержание КСL в добываемой руде составляло всего 24-25 % (в сильвинитовых слоях 35-50 %), а уровень потерь в целиках достигал 55-70 %. В связи с этим на Старобинском месторождении был проведен комплекс научно-исследовательских работ, в результате которых в мощность водозащитной толщи кроме покровной каменной соли была включена нижняя часть глинисто-мергелистой толщи. Это позволило применять для отработки калийных пластов принципиально новую для калийных месторождений столбовую систему разработки пластов длинными очистными забоями (лавами) с обрушением кровли аналогично пологим угольным пластам. В настоящее время столбовая система является основной системой разработки на Старобинском месторождении, так как позволяет при высокой производительности увеличить качество добываемой руды и существенно снизить потери ее в недрах.

К особенностям разработки калийных пластов на Старобинском месторождении можно отнести:

89

 

 

- наличие в разрабатываемых пластах и вмещающих породах природных газов, в состав которых входят метан, тяжелые углеводороды, азот и другие;

- происходящие при отработке Третьего калийного пласта газодинамические явления (ГДЯ) в виде:

 

а) внезапных выбросов соли и газа;

б) обрушений пород кровли, сопровождающихся газовыделениями;   

     в) отжима призабойной части пород, сопровождающегося звуковыми эффектами, иногда разрушением и выносом разрушенной породы в выработку.

- динамические обрушения кровли в нижних лавах при слоевой выемке Третьего калийного пласта с посадкой «нажестко» и разрушением забойной механизированной крепи.

 

В настоящее время для предотвращения таких явлений разработаны мероприятия, включающие:

 

- разупрочнение кровли с помощью БВР;

- создание проходческими комбайнами по контуру выемочного столба до его отработки лавой «зон смягчения»;

- переход на бесцеликовую отработку панелей или на их отработку с оставлением целиков минимальных (не более 10 м) размеров − 650;

- повышение несущей способности забойной крепи до 600-700 кН/м² вместо 400 кН/м²;

- регулирование скорости подвигания нижней лавы. На основе данных, получаемых от автоматизированных систем мониторинга горного давления (СМГД).