Технология проходки и крепления подземных горных выработок калийного горизонта

Чертеж.pdf

(клинораспорный анкер
ЭС-85П винтовой анкер)
Схема расстановки оборудования
проходческого комплекса
Элементы конструкции
Узел сопряжения горных
выработок с расстановкой
Условные обозначения
Проходка и крепление

Чертеж.dwg

Проходка и крепление
Элементы конструкцииn анкерной крепи
Анкерная крепь (клинораспорный анкер ЭС-85П винтовой анкер)
Условные обозначения
Схема проходки выработок
Схема расстановки оборудования проходческого комплекса
Экспликация оборудования проходческого комплекса
Экспликация горных выработок
Узел сопряжения горных выработок с расстановкой анкерного крепления

рис 7.6.pdf

Схема сопряжения выработок
Схема служебной камеры околоствольного двора
Рис. 7.6 Схема установки анкерной крепи
на сопряжениях и в выработках камерного

9 Мероприятия по технике безопасности.doc

9 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
Все работы на участке проходки выработок необходимо производить в
соответствии с требованиями:
– “Правил безопасности при разработке подземным способом соляных
месторождений Республики Беларусь” 1998;
– нормативных и методических документов по ведению горных работ на
Старобинском месторождении калийных солей 1995;
– заводских инструкций по эксплуатируемому оборудованию;
– инструкций по охране труда утвержденных РУП ”ПО”Беларуськалий”
соответствующих наименованиям производимых работ.
Очередность проведения подготовительных выработок выполнение
мероприятий по их креплению и охране определяются проектом (паспортом)
разрабатываемым в соответствии с действующими на месторождении нормативными
Изделия и материалы применяемые для крепления выработок должны
соответствовать требованиям стандартов утвержденных технических условий и
Паспорт крепления и управления кровлей составляется в соответствии с
“Инструкцией по составлению паспортов крепления и управления кровлей
подземных горных выработок”. Паспорта крепления и управления кровлей могут
быть типовыми если горно-геологические и производственные условия для
группы однотипных выработок не имеют отличий и входить в состав проекта
отработки блока панели. При изменении горно-геологических и
производственных условий паспорт должен быть в суточный срок пересоставлен
либо в него внесены изменения или дополнения. До начала работ рабочие и
технический надзор участка должны быть ознакомлены под роспись с паспортом
а также внесенными в него изменениями. Запрещается ведение горных работ
без утвержденного проекта паспорта а также с отступлениями от него.
Качество проходки горных выработок регламентируется стандартом
предприятия СТП-6-13-06-10-88.
Все действующие горные выработки в течение всего срока эксплуатации
должны содержаться в исправном состоянии и чистоте.
Образующиеся в процессе проходки на сопряжениях подготовительных
выработок ”утюги” подрубать комбайном до ширины у основания не менее 05м
а при невозможности этого – козырьки “утюгов” крепить штанговой крепью
“Эстонсланец” длиной 09м через 12м по мере их образования и в срок не
позднее трех дней после окончания разделки сопряжения опустить буровзрывным
Минимальные поперечные сечения выработок в свету устанавливаются в
Минимальная скорость свежей струи воздуха в подготовительных
выработках должна быть не менее 015 мсек.
Присутствие в калийных пластах горючих (метан водород) и вредных
(окись углерода сероводород) газов а также наличие газодинамических
явлений (ГДЯ) в виде суфлярных газовыделений выбросов соли и газа
предъявляют дополнительные требования к обеспечению безопасных условий
труда. Этот вопрос приобрел особенное значение с момента широкого
использования механизированных комплексов что связано с постоянным
присутствием людей в очистных и подготовительных забоях. Подавляющее
большинство ГДЯ происходит непосредственно в призабойной зоне выработок в
процессе их проходки. Основной причиной их является наличие в массиве газов
под давлением. Газы в калийных пластах находятся в свободном состоянии в
порах и в законсервированном состоянии в микропорах и кристаллах.
Распределение газов их количественный и качественный состав по
месторождению шахтным полям пластам и участкам крайне неравномерны. На
Старобинском месторождении основную опасность представляют газонасыщенные
геологические нарушения (резкое погружение пласта амплитудой до 3 м на
участках размером 10— 30 м). В таких условиях возникает необходимость
применения специальных мер по обеспечению безопасности горных работ. Эти
меры касаются специальных технологических приемов работы вопросов
проветривания рудников конструктивных особенностей применяемого
оборудования вопросов прогнозирования и предупреждения газодинамических
явлений. Поэтому при проходке выработок должен осуществляться контроль за
появлением предупредительных признаков и предвестников внезапного выброса
соли и газа в соответствии с “Инструкцией по безопасному ведению работ на
пластах опасных по газодинамическим явлениям” [6 раздел 5].
Замер газовыделений и наличие горючих газов в рудничной атмосфере
производить приборами ШИ-10 ШИ-11 “Сигнал-2”. При обнаружении в атмосфере
выработки горючих газов (содержание 05% и более) работы по добыче руды
должны быть прекращены снято напряжение с забойного оборудования (кроме
ВМП) люди выведены из забоев на свежую струю поставлено в известность
лицо технического надзора и приняты меры по разжижению метана.
Меры борьбы с пылью должны предусматриваться в соответствии с ежегодно
разрабатываемыми на рудниках «Мероприятиями по снижению запыленности
воздуха на рабочих местах».
Для снижения запыленности воздуха на рабочих местах необходимо
постоянно следить за исправностью систем пылеотсоса герметизацией узлов
перегрузки и регулярным поливом почвы транспортных выработок.
Все работающие в атмосфере с повышенной запыленностью и повышенным
уровнем шума должны обеспечиваться индивидуальными средствами защиты от
пыли (респираторами типа "Лепесток" или др.) и шума (типа "Беруши" или
Противопожарные мероприятия необходимо выполнять в соответствии с
утвержденным типовым проектом.

Список использованной литературы.doc

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Бурчаков А. С. Гринько Н. К. Дорохов Д. В. и др. Технология подземной
разработки месторождений полезных ископаемых. – М.: Недра 1983.
Черняк И. Л. Ярунин С. А. Бурчаков Ю. И. Технология и механизация
подземной добычи угля. – М.: Недра 1984.
Нильва Э. Э. Техника и технология горно-подготовительных работ в
угольной промышленности. – М.: Недра 1991.
Пермяков Р. С. Ковалев О. В. Пинский В. Л. и др. Справочник по
разработке соляных месторождений. – М.: Недра 1986.
Правила безопасности при разработке подземным способом соляных
месторождений Республики Беларусь. – Мн.: ЦОТЖ 1998.
Нормативные и методические документы по ведению горных работ на
Старобинском месторождении калийных солей. - Солигорск – Минск 1995.
Зильбершмидт В.Г. Синопальников К.Г. Полянина Г.Д. и др. Технология
подземной разработки калийных руд. – М.: Недра 1977.

рис 7.3.pdf

Рис. 7.3 . Характер воздействия штанг на
а - напрягающих; б - контактных;
- штанга; 2 - контакты штанги с породой;
- изолинии напряжений вызванных

1 ГГУ 1РУ.doc

1 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ УЧАСТКА ПРОХОДКИ ВЫРАБОТОК.
Первое рудоуправление
В данном курсовом проекте рассматривается технология проходки и
крепления подземных горных выработок в горно-геологических условиях II
калийного горизонта рудника 1РУ производственного объединения
Второй калийный горизонт в пределах шахтного поля распространён
повсеместно. По положению в разрезе соленосной толщи приурочен к 25-ой
Условия залегания горизонта в границах шахтного поля соответствуют
общей конфигурации соляной толщи всего месторождения а именно: в южном
направлении наблюдается повышение гипсометрического уровня (абс. отм.
подошвы -245м) а в северо-восточной части калийная залежь полого
погружается на северо-восток под углом 1 - 3°(абс. отм. подошвы пласта
Горизонт представляет собой единый продуктивный пласт мощность
которого составляет в среднем 236м. Он подразделяется на три слоя:
верхний средний и нижний.
Верхний слой состоит из чередующихся прослоев сильвинита и каменной
соли мощностью от нескольких до десятков сантиметров. Мощность слоя в
среднем составляет 081м содержание КСL- 3910% содержание Н.О. - 462%.
Средний слой представлен каменной солью с редкой вкрапленностью
сильвинита и глинистыми прослоями. Мощность слоя в среднем составляет
9м содержание KCL-423% содержание Н.О.-634%.
Нижний слой представлен чередованием прослоев сильвинита каменной
соли и глины. Мощность слоя в среднем составляет 096м содержание KCL –
51% содержание Н.О. – 296%.
Для горизонта характерны локальные замещения сильвинитовых слоев
каменной солью. Закономерностей в расположении зон замещений не
установлено. В настоящее время запасы горизонта практически полностью
Разрабатываемый пласт и вмещающие его породы содержат в свободном и
связном (микровключенном и сорбированном) виде природные газы в состав
которых входят: азот метан тяжелые углеводороды оксид и диоксид углерода
и др. Газы в породах находятся в виде очаговых (гнездовых) и межслоевых
скоплений а также в микровключенном состоянии. Давление газа в очаговых
скоплениях достигает 9 МПа. 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 13 м3м3.
По своему происхождению рассолы появляющиеся при ведении горных работ
на калийных горизонтах делятся на постседиментационные и конденсационные.
Постседиментационные рассолы характеризуются высокой степенью
минерализации (430-520гл) и содержанием в солевом составе 6 -12гл NaBr.
Они приурочены к глинисто-карбонатным пачкам расположенным выше
Первого и Второго калийных горизонтов. При ведении горных работ на
горизонтах зона трещиноватости достигает пород глинисто-карбонатной пачки.
По образовавшимся трещинам рассолы попадают в отработанное пространство и
стекают в направлении падения горизонта (северо-восток).
Конденсационные рассолы отличаются сезонным изменением объёмов и
характеризуются средней степенью минерализации (360 390гл) и содержанием
в солевом составе 0513гл NaBr. Наибольший объём конденсационных рассолов
приходится на тёплый период года. Рассолы скапливаются в выработках
околоствольных дворов и прилегающих к ним панелях.
Средняя геологическая колонка рассматриваемого в данном курсовом
проекте участка проходки выработок представлена на рисунке 1.
крепления подземных горных выработок в горно-геологических условиях III
Третий калийный горизонт (-430м) приурочен к 13-й соляной пачке. В
пределах шахтного поля распространён повсеместно.
Абсолютные отметки подошвы пласта составляют в южной части -300м в
северо-восточном направлении пласт погружается до абсолютных отметок -520м.
Горизонт имеет трехслойное строение и подразделяется на три пачки
(сверху вниз): верхнюю сильвинитовую (непромышленную); среднюю глинисто-
карналлитовую; нижнюю сильвинитовую (промышленную).
Верхняя сильвинитовая пачка представляет собой горизонтальное
переслаивание сильвинита а иногда сильвинито-карналлитовой породы и
каменной соли. Мощность сильвинитовых прослоев колеблется от 015м до
0м прослои каменной соли имеют мощность от 010м до 060м.
Мощность верхней сильвинитовой пачки изменяется от 15м (скв.23) до
5м (скв.1). Среднее содержание KCL -17% Н.О. –545%. Запасы верхней
сильвинитовой пачки отнесены к забалансовым (из-за низкого содержания
Средняя глинисто-карналлитовая пачка состоит из чередующихся прослоев
глины карналлитовых сильвинито-карналлитовых пород и каменной соли.
Прослои глины и карналлитовой породы сосредоточены главным образом в
средней части пачки. Мощность прослоев глины колеблется от 1-2см до 35см
карналлита ( от нескольких сантиметров до 065м.
Мощность средней глинисто-карналлитовой пачки изменяется от 445м(скв.
В разрезе нижней сильвинитовой пачки состоящей из чередующихся
прослоев сильвинита и каменной соли выделено 6 сильвинитовых слоев (1-6
снизу вверх). Мощность сильвинитовых слоев изменяется от 015м до 130м
разделяющей их каменной соли ( от 050м до 135м. На балансе предприятия
стоят запасы по слоям 2-4.
Нижняя сильвинитовая пачка Третьего калийного горизонта является
основным рабочим пластом. Мощность этой пачки колеблется от 20м (скв.5) до
5м (скв.13). Среднее содержание KCL – 215% н.о. – 667%.
Подстилающие горизонт породы представлены каменной солью с глинистыми
прослоями от 1мм до 57см мощностью около 6 метров. Ниже залегают породы 12-
й глинисто-карбонатной пачки.
выбросоопасных зонах достигает 13 м3м3. Газоносность пород Третьего
горизонта по горючим газам составляет в среднем 02 м3м3 породы.
Третий калийный горизонт считается выбросоопасным пластом.
При отработке Третьего калийного горизонта имеют место газодинамические
явления (ГДЯ) 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 причем 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
минерализации (430 - 520гл) и содержанием в солевом составе 6 - 12гл
NaBr. Они приурочены к глинисто-карбонатным пачкам расположенным выше
стекают в направлении падения горизонта (северо-восток). Небольшие
скопления рассолов обнаружены в глинисто-карбонатной пачке разделяющей
Второй и Третий пласт каменной соли (находятся между Вторым и Третьим
калийными горизонтами).
Особенностью гидрогеологических условий краевых частей месторождения
является наличие в нижней части разреза ГМТ южнее контура выклинивания
Третьего калийного горизонта обводнённых песчаников сформировавшихся в
процессе выщелачивания соленосных песчаников залегающих между Третьим и
Четвёртым калийными горизонтами. Обводнённые песчаники залегают на
расстоянии 130 210м от контура выклинивания Третьего калийного горизонта.

5 Технология проходки (главные направления).doc

5 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОХОДКИ
Выработки проводимые комбайнами можно разделить на короткие и
К протяженным выработкам относятся главные и панельные штреки.
Протяженные выработки обычно проектируются и проводятся комплексно по
несколько выработок расположенных параллельно одна другой.
На Старобинском месторождении выработки главных направлений
проводятся как правило группами по 2-3 штрека.
На рис. 5.1 представлена одна из применяемых схем проведения
выработок главных направлений. Она состоит из двух групп выработок: группы
главных транспортных штреков в составе конвейерного и двух транспортных и
группы из двух вентиляционных штреков. Выработки соединены между собой
Целики между выработками главных направлений с целью обеспечения их
устойчивого состояния на длительный период эксплуатации определяются по
Ширина целиков м Глубина заложения выработок м
0-550 550-750 750 и более
Между выработками в8 10 15
Между группами 15 20 30
Выработки главных направлений должны располагаться в наиболее прочных
породах (кровля II и III типов) под монолитными слоями каменной соли или
сильвинита мощность не менее 025м. Привязка выработок в пределах
конкретного участка ведения горных работ уточняется расчетом.
Обычно протяженные и параллельные между собой выработки проводят
поэтапно заходками длина которых определяется не только условиями
транспорта непосредственно у забоя но и транспорта выдающего горную массу
по всей длине выработки. Поскольку рациональная длина транспортирования
одного самоходного вагона сравнительно невелика и не превышает обычно 200-
0м то при большей длине выработки ставят последовательно несколько
самоходных вагонов работающих с перегрузкой горной массы или монтируют в
выработке стационарные конвейеры используемые в дальнейшем при
эксплуатации рудника. В приведенной схеме длина первой заходки составляет
0м длина каждой последующей – 300м. После проведения каждой заходки
забой останавливается и в центральной выработке производятся ее зачистка и
монтаж конвейера. В период монтажа конвейера в центральной выработке
проводится один из боковых главных транспортных штреков. На втором этапе
проходки (от пикета В) операции повторяются в той же последовательности но
Группу из двух главных вентиляционных штреков проводят поэтапно в той
же последовательности. На проходке направления работают один или два
комплекса комбайна ПК-8 а доставка руды осуществляется через
технологические сбойки на главный конвейерный штрек.
Технология проходки выработок главных направлений рассматривается
для случая работы комплекса в типовом составе: комбайн бункер-
перегружатель самоходный вагон (К+БП+СВ). В этом составе комплекс
обслуживается машинистом комбайна который управляет комбайном и бункером –
перегружателем а также машинистом самоходного вагона. Самоходный вагон
может разгружать породу на скребковый или ленточный конвейер.
Техническая характеристика проходческого комбайна ПК-8МА приведена в
таблице5.2 бункера-перегружателя БП-14 – в таблице 5.3 самоходного
вагона 5ВС-15М – в таблице5.4 скребковых конвейеров СП-202 и СП-301 – в
Таблица 5.2 – Техническая характеристика проходческого комбайна ПК-8М
Наименование показателей Величина
Производительность при выемке калийной соли тмин 42
Размеры сечения выработок м:
Площадь сечения выработки м2 8; 9
Угол наклона проходимой выработки градусы ±15
Минимальный радиус закругления выработки м 25
Величина подъема и опускания фрез относительно опорной
поверхности гусениц мм ±150
Исполнительный орган Буровой
Максимальная скорость резания мс 17
Ходовая часть Гусеничная
Максимальная скорость движения мч 200
Электрооборудование Взрывобезопасное
Питающее напряжение В 660
Число питающих кабелей 1
Число электродвигателей 5
Суммарная установленная мощность кВт 356
Основные размеры мм:
ширина (по гусеницам) 2100
* В транспортном положении конвейера.
Таблица 5.3 – Техническая характеристика бункера-перегружателя БП-
Грузоподъемность т 16
Производительность при перегрузке тс 037
Габаритные размеры мм
Время разгрузки с 40
Радиус поворота м 10
Установленная мощность кВт 37
Напряжение питания В 660
Масса не более т 10
Таблица 5.4 – Техническая характеристика самоходного вагона 5ВС-15М
Грузоподъемность т 15
с надставленными бортами 11
Максимальная скорость движения кмч 9
Вместимость кабельного барабанам 200
Минимальная высота погрузки мм 1200
Высота разгрузки мм 430 – 1445
Минимальный наружный радиус поворота м 85
Дорожный просвет мм 320
Ширина скребкового конвейера мм 900
Установленная мощность кВт 127
Максимальное время разгрузки с 83
Наибольший угол подъема градус 15
Таблица 5.5 – Техническая характеристика скребковых конвейеров СП-202 и СП-
Наименование показателей Скребковые конвейеры
Производительность (при скорости
движения цепи 08 мс) тч 340 600
Длина конвейера м 150 160
Рабочий орган Скребковая круглозвенная сварная
Разрушающее усилие кН 340 860
Ширина рештачного става без бортов642 754
Редуктор Трехступенчатый цилиндроконический
Гидромуфта Предохранительная с нерегулируемым
Мощность электродвигателя кВт 55 55
Число электродвигателей 2 4
Частота вращения мин -1 1475 1475
Напряжение В 380660 380660
Масса конвейера т 400 792
При расстоянии от забоя до пункта разгрузки не более 300м порода
доставляется одним самоходным вагоном (см. рис. 5.2 (а)). При большем
расстоянии до пункта разгрузки самоходного вагона в работу вводится второй
самоходный вагон. Один вагон доставляет породу от комбайна до места
перегрузки во второй вагон который транспортирует ее до места разгрузки
(рис. 5.2 (б)). Для разминовки самоходных вагонов используются
пересекающиеся выработки либо выработка в месте разминовки расширяется.
Если ширина проходимой выработки достаточна то иногда один комбайн
обслуживает два самоходных вагона разминовка которых допускается в любом
месте выработки. В этом случае каждый вагон доставляет породу от комбайна
до места разгрузки (рис. 5.2 (в и г)).
При последовательной перегрузке породы с одного самоходного вагона на
другой разгрузочный конец загруженного вагона поднимается гидродомкратами
затем включается донный конвейер который перегружает руду в пустой вагон.
При этом периодически включается конвейер последнего.
Технология проходки горной выработки включает в себя следующие
основные процессы: подготовительные работы зарубку комбайнового хода
собственно проходку выработки отгон оборудования.
В процессе подготовительных работ производится подготовка комбайна
самоходного вагона и бункера-перегружателя подводится электроэнергия
монтируется вентилятор подвешиваются вентиляционные трубы.
В процессе зарубки проходится выработка длиной которая необходима для
расположения комбайна и бункера-перегружателя.
Зарубка комбайнового хода производится с выемочного штрека по ширине
которого может разместиться лишь один комбайн который вначале грузит
отбиваемую руду непосредственно на штрековый конвейер или в самоходный
вагон расположенные под углом к оси комбайна. В зависимости от ширины
выемочного штрека комбайн зарубается под различными углами к оси камеры: от
При отходе от выемочного штрека на длину вагона последний включается
в состав комплекса располагаясь по оси комбайна. При дальнейшем подвигании
забоя комбайн вынужден работать с перерывами на период разгрузки вагона на
конвейер. Такая работа с перерывами и следовательно с пониженной
производительностью продолжается до тех пор пока комбайн не отойдет от
штрека на расстояние достаточное для размещения за комбайном бункера-
перегружателя. После прицепки к комбайну бункера-перегружателя комбайновый
комплекс может работать в полном составе и процесс зарубки на этом
Длина участка зарубки зависит от типа и длины комбайна бункера-
перегружателя и самоходного вагона. Обычно она лежит в пределах от 15 до 25
На первом этапе собственно проходки следующем сразу же вслед за
зарубкой комбайн работает непрерывно а бункер-перегружатель попеременно:
то в режиме накопления то в режиме перегружателя. Поскольку расстояние
доставки на этом этапе невелико то вагон успевает совершать рейсы от
бункера до места разгрузки и обратно (включая и сам процесс разгрузки) за
то время пока бункер-перегружатель работает в режиме накопления без
включения его донного конвейера. Производительность комплекса на первом
этапе максимальна и практически равна технической производительности
При дальнейшем подвигании забоя расстояние доставки возрастает и
длительность рейса вагона увеличивается. Бункер-перегружатель существующей
конструкции может принять в режиме накопления без включения его донного
конвейера лишь ограниченное количество руды (до 4-5 т). Теперь комбайн
приходится периодически останавливать до возвращения вагона так как
включение конвейера бункера при отсутствии вагона приводит к выгрузке руды
на почву и ее потерям. С момента первой вынужденной остановки комбайна в
ожидании вагона начинается второй этап работы комплекса при процессе
В начале второго этапа остановки комбайна кратковременны и равны
инерционной паузе переключения (10—15 с). Этой остановки достаточно чтобы
перекрыть время запаздывания вагона в начале второго этапа когда длина
доставки еще невелика.
По мере подвигания забоя время запаздывания вагона все более
возрастает. С этого момента остановки комбайна целесообразно производить
перед отправкой вагона когда он еще полностью не загружен с таким
расчетом чтобы разгрузочная часть донного конвейера бункера-перегружателя
в момент отсутствия вагона оказалась свободной от тонкого слоя руды (см.
рис. 5.3). Тогда в положении б комбайн может продолжать безостановочную
работу и при отсутствии вагона так как наполнив часть бункера в объеме
qн машинист включением донного конвейера бункера-перегружателя может
переместить этот объем руды ближе к разгрузочному концу и продолжать
заполнение бункера. Такой режим работы комбайна выгоднее обычно
применяемого которым предусмотрена остановка комбайна перед окончанием
загрузки каждого вагона на время необходимое для полной прочистки бункера
т. е. выгрузки тонкого слоя по всей его длине. Длительность такой остановки
равна 06 мин что в 3 раза больше необходимой в начале второго этапа.
При дальнейшем подвигании забоя на втором этапе запаздывание вагона
возрастает и соответственно увеличивается длительность остановок комбайна.
При определенной длине доставки длительность остановки комбайна становится
равной длительности прочистки бункера-перегружателя от тонкого слоя а
затем продолжает возрастать вплоть до полного времени необходимого на
разгрузку всего объема руды в бункере. На этом оканчивается второй этап
работы комплекса на котором комбайн работает с возрастающими по
длительности остановками и следовательно с падающей во времени
производительностью.
На третьем этапе комбайн вынужден простаивать не только в период
разгрузки бункера-перегружателя но и в ожидании вагона время запаздывания
которого все более возрастает с увеличением длины доставки. Третий этап
распространяется до конца участка проводимой выработки причем на этом
этапе производительность комплекса также падает но по иному закону так
как здесь она определяется не производительностью комбайна а только
производительностью доставки.
По окончании проходки хода на всю его длину начинается процесс отгона
комбайна к выемочному штреку. Бункер-перегружатель транспортируется
самоходным вагоном. Одновременно демонтируется вентиляционный трубопровод
снимается с подвесок кабель и т. п. Длительность отгона оборудования
зависит от типа и состава комплекса длины заходки засоренности почвы
выработки просыпавшейся рудой и лежит в пределах от 1 до 2 смен. После
отвода на выемочный штрек комплекс в том же порядке начинает зарубку и
проходку следующего хода.
В основе рациональной организации работ при проведении выработок лежат
принципы ведущие к снижению простоев оборудования за счет сокращения
технологических и организационных перерывов.
Сравнительно много времени теряется на ориентирование выработки
перевешивание отвесов; при плохом ориентировании выработка искривляется
теряются темпы проведения. Эти потери времени и темпов проведения могут
быть значительно сокращены при внедрении лазерных методов контроля за
направлением выработки. Использование лазерного указателя устраняет по
существу операцию периодического ориентирования забоя по отвесам и
значительно сокращает время работы маркшейдерской бригады по
Основными резервами увеличения скорости проведения выработок являются
устранение простоев вызванных причинами не связанными с проведением
выработок снижение затрат времени на вынужденные остановки комбайна при
переходе его из одной выработки в другую а также на вспомогательные

Рисунки 7.3 и 7.4.dwg

Рис. 7.4 . Диаграмма нагрузок-смещений штанг nс различными (1-4) характеристиками:nР - нагрузка; h - смещение

1 ГГУ 2РУ.doc

1 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ УЧАСТКА ПРОХОДКИ ВЫРАБОТОК.
Второе рудоуправление
В данном курсовом проекте рассматривается технология проходки и
крепления подземных горных выработок в горно-геологических условиях II
калийного горизонта рудника 2РУ производственного объединения
Второй калийный горизонт в пределах шахтного поля залегает на глубинах
от 409м до 471м с погружением пласта в северо-восточном и северо-западном
направлениях под углом 1-3º. На отдельных участках шахтного поля у
тектонических нарушений угол падения пласта увеличивается до 5-8º. Южная
граница распространения имеет постседиментационную природу а северная и
западная – тектоническую.
Мощность горизонта колеблется от 270 до 310м и в среднем составляет
8м. Содержание KCL в пласте колеблется от 2806 ( до 3080 ( и в среднем
составляет 2954%. Содержание Н.О.(от 703 ( до 1627 ( и в среднем
По своему строению горизонт чётко подразделяется на три слоя – верхний
сильвинитовый средний – галитовый нижний – сильвинитовый. Сильвинитовые
слои представляют собой чередование сильвинитовых и галитовых прослойков в
которых встречаются небольшие прослойки глины. Средняя мощность верхнего и
нижнего сильвинитовых слоёв составляет соответственно 093 и 102м а
содержание КСL соответственно 4211% и 4135% Н.О. – 600% и 789%.
Средний галитовый слой состоит из прослоев каменной соли разделённых
прослоями глины. В отдельных прослоях каменной соли отмечается
вкрапленность сильвинита. Мощность среднего галитового слоя колеблется от
5 до 111м и в среднем составляет 093м. Содержание КСL по слою
колеблется от 336% до 513% и в среднем составляет 419 %.
Покрывающие горизонт породы представлены частым чередованием прослойков
каменной соли мощностью от 1-2см до 10-40см и глины мощностью от долей мм
до 10-25см. В интервале до 080м от кровли пласта залегают маломощные
прослойки песчаниковидной соли.
В подстилающих горизонт породах возможно наличие газа который может
проявляться в виде газовыделений при бурении разведочных скважин и шпуров
а также в отработанном пространстве горных выработок и лав.
Соленосные отложения над кровлей калийных горизонтов являются
естественной водозащитной толщей. Мощность их в северо-восточной части
шахтного поля над Вторым калийным горизонтом достигает 150м с постепенным
выклиниванием в южном направлении. В результате проведения специальных
комплексных исследований выполненных на месторождении установлено что
большая часть глинисто-мергелистой толщи безводна и водоупорна и слагающие
ее породы обладают хорошими водозащитными свойствами. Мощность водоупорной
части ГМТ в пределах шахтного поля составляет преимущественно 180 - 200м.
Таким образом общая мощность водозащитной толщи над кровлей Второго
калийного горизонта составляет 200-350м.
Средняя геологическая колонка рассматриваемого в данном курсовом
проекте участка проходки выработок представлена на рисунке 1.
крепления подземных горных выработок в горно-геологических условиях III
Третий калийный горизонт в пределах шахтного поля залегает на глубинах
от 493м до 635м с погружением пласта в северном и северо-восточном
направлениях под углом 1-3º.
На отдельных участках шахтного поля у тектонических нарушений угол
падения увеличивается до 5-8 градусов и более.
Горными работами горизонт достаточно полно изучен в центральной и юго-
восточной частях шахтного поля. В юго-западной части шахтного поля
граница распространения его установлена по данным геофизических буровых и
геологоразведочных работ.
На вскрытой части шахтного поля калийный горизонт имеет повсеместное
распространение и подразделяется на три пачки:
- верхнюю – сильвинитовую (забалансовую);
- среднюю – глинисто-карналлитовую;
- нижнюю – сильвинитовую (промышленную).
Верхняя забалансовая пачка прослеживается на всей разведанной площади
шахтного поля и сложена чередующимися прослоями сильвинита сильвинито-
карналлитовой породы и каменной соли с прослоями глины мощностью до 5см.
Мощность верхней сильвинитовой пачки колеблется от 173 до 50м.
Средняя глинисто-карналлитовая пачка сложена глиной с прослоями
каменной соли карналлита и сильвинито-карналлитовой породы. Мощность их
колеблется от 6 до 107 м.
Нижняя сильвинитовая пачка представляет собой продуктивный пласт в
разрезе которого выделяется шесть сильвинитовых слоёв разделённых слоями
каменной соли. Промышленное значение имеют 2-й 3-й и 4-й сильвинитовые
Балансовая мощность по слоям 2 - 4 изменяется от 379м до 446м и в
среднем составляет 421м. Содержание КСL по слоям 2 - 4 соответственно
изменяется от 1557 % до 2680 % и в среднем составляет 2050 %.
Содержание H.O. по слоям 2 - 4 изменяется от 276 % до 1111 % и в
среднем составляет 430 %.
На всех панелях отрабатываемых в настоящее время периодически
встречаются замещения сильвинитовых слоев каменной солью что резко снижает
качество выдаваемой руды. Наиболее часто они встречаются в краевых и
притектонических зонах горизонта.
В породах горизонта отмечаются локальные скопления свободно
содержащихся газов количество которых увеличивается в разрезе снизу вверх
а также встречаются ”мульды погружения пласта” опасные по внезапным
выбросам соли и газа. Особую опасность представляет наличие горючих газов
выделяющихся в отработанном пространстве горных выработок и лав.
В южной краевой зоне на участках примыкающих к контурам выклинивания
калийных горизонтов а также на пониженных участках отрабатываемых панелей
возможно наличие рассолов.
шахтного поля над Третьим калийным горизонтом достигает 275м с постепенным
большая часть глинисто-мергелистой толщи расположенной выше Второго
калийного горизонта безводна и водоупорна и слагающие ее породы обладают
хорошими водозащитными свойствами. Мощность водоупорной части ГМТ в
пределах шахтного поля составляет преимущественно 300м. Таким образом
общая мощность водозащитной толщи над кровлей Третьего калийного горизонта
составляет 240-500м.

рис 5.1.pdf

Условные обозначения:
3 - панельные и блоковые конвейерные транспортные
и вентиляционные штреки;
- разгружающая выработка;
- вентиляционные перемычки;
- вентиляционный восстающий;
- выработки складирования руды.
- последовательность проходки выработок
- направление движения
свежей струи воздуха;
отработанной струи воздуха
Рис. 5.1 Типовая технологическая схема камерной системы разработки
- панельный транспортный штрек;
3 и 4- конвейерный вентиляционный и транспортный штреки лавы;
- разгружающий штрек;
- вспомогательные выработки.
Рис. 5.1. Принципиальная технологическая схема подготовки
панели для варианта валовой выемки Второго
калийного пласта и слоев II II-III и III Третьего пласта
-главный конвейерный штрек; 2 и 3-главные транспортные штреки; 4 и 5-главные вентиляционные штреки; 6-камера временной
натяжной станции; 7-камера привода конвейера; 8-сбойки технологического назначения; А-начало I этапа проходки; В-начало II
этапа проходки; с1 с2-секции конвейеров
Рис. 5.1. Схема проведения главных направлений:

рис 1 пример.pdf

Рисунок 1 - Средняя геологическая колонка Второго калийного горизонта
в пределах Восточного тектонического блока
Краснослободского участка

6 КАЧЕСТВО (гл. напр. и пан. выр.).doc

КАЧЕСТВО ГОРНОЙ МАССЫ ОТ ПРОХОДКИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Содержание полезного компонента KCl и нерастворимого остатка Н.О. в
добываемой руде при проходке выработок зависит от площадей вынимаемых
слоев оконтуренных сечением проходимой выработки и определяется с
использованием таблицы 6.1.
Средневзвешенное содержание по выработке KClвыр % определяем по формуле
Sвыр - площадь сечения выработки м2.
Средневзвешенное содержание по выработке Н.О.выр % определяем по
Определим качество горной массы на примере проходки транспортного
штрека. Привязка этой выработки к пласту приведена на рисунке 6.1. Вначале
вычислим площади сечения слоев входящих в штрек.
Определим среднее содержание KCl и Н.О. по транспортному штреку

Рисунки 7.6 и 7.7.dwg

Схема служебной камеры околоствольного двора
Схема сопряжения выработок
Рис. 7.6 Схема установки анкерной крепиnна сопряжениях и в выработках камерногоnтипа
Рис. 7.7 Схема для определения зоны сопряженияnвыработок подлежащей креплению анкерами

5 Технология проходки (панельные выработки).doc

5 Технология проходки
Выработки проводимые комбайнами можно разделить на короткие и
К протяженным выработкам относятся главные и панельные штреки.
Протяженные выработки обычно проектируются и проводятся комплексно по
несколько выработок расположенных параллельно одна другой.
На рис. 5.1 представлена принципиальная технологическая схема
подготовки панели для варианта валовой выемки Второго калийного пласта и
слоёв II II-III и III Третьего пласта. По данной схеме могут
отрабатываться также отдельные слои полезного ископаемого.
Система панельных выработок включает в себя обычно транспортные и
вентиляционные штреки. Проведение их ведётся участками. В приведенной
схеме например первоначально проводят панельный конвейерный штрек 1
длиной 400м. Затем начинается проведение соседней выработки – конвейерного
штрека лавы 2 длиной 400м и в тоже время монтаж конвейера в панельном
конвейерном штреке. В дальнейшем подготовка панели осуществляется в
следующей последовательности: вспомогательная выработка (технологическая
сбойка) 6 на длину 100м вентиляционный штрек лавы 3 длиной 400м вторая
часть вспомогательной выработки на длину 100м и наконец разгружающий
штрек 5 и транспортный штрек лавы 4 на длину 400м.
Для обеспечения устойчивого состояния панельных выработок на весь
период эксплуатации ширина целиков зависит от глубины разработки и должна
приниматься следующей:
на глубине 400÷600м – 30м;
В случае применения разгружающих выработок ширина ленточных целиков
оставляемых между разгружающей и охраняемой выработками должна составлять
Разгружающая выработка проводится первой в группе и вслед за ней
последовательно все остальные.
Если в качестве разгружающей выработки используется один из рабочих
штреков (например панельный конвейерный штрек в приведённой схеме) то в
этом случае в кровле указанного штрека проводится компенсационная щель.
Панельные выработки должны располагаться по возможности в прочных
породах (кровля II и III типов) под монолитными слоями каменной соли или
сильвинита мощностью не менее 025м. Привязка выработок в пределах
конкретного участка ведения горных работ уточняется расчётом. При
невозможности обеспечить в принятом варианте устойчивость подготовительной
выработки рассматриваются другие варианты связанные в частности с
оставлением в кровле более прочной пачки пород увеличением размеров
охранного целика поэтапным проведением выработки и т.п.
Обычно протяжённые и параллельные между собой выработки проводят
поэтапно заходками длина которых определяется не только условиями
транспорта непосредственно у забоя но и транспорта выдающего горную массу
по всей длине выработки. Поскольку рациональная длина транспортирования
самоходного вагона сравнительно невелика и не превышает обычно 200-300м то
при большей длине выработки ставят последовательно несколько самоходных
вагонов работающих с перегрузкой горной массы.
В приведенной схеме длина заходки определена расстоянием между
технологическими сбойками и равняется 400м. На втором этапе проходки
операции повторяются в той же последовательности.
В работе могут участвовать один или два комплекса ПК-8 а доставка руды
осуществляется на панельный конвейерный штрек.
Технология проходки панельных выработок рассматривается для случая
работы комплекса в типовом составе: комбайн бункер-перегружатель
самоходный вагон (К+БП+СВ). В этом составе комплекс обслуживается
машинистом комбайна который управляет комбайном и бункером –
перегружателем а также машинистом самоходного вагона. Самоходный вагон
может разгружать породу на скребковый или ленточный конвейер.
Техническая характеристика проходческого комбайна ПК-8МА приведена в
таблице5.1 бункера-перегружателя БП-14 – в таблице 5.2 самоходного
вагона 5ВС-15М – в таблице5.3 скребковых конвейеров СП-202 и СП-301 – в
Таблица 5.1 – Техническая характеристика проходческого комбайна ПК-
Наименование показателей Величина
Производительность при выемке калийной соли тмин 42
Размеры сечения выработок м:
Площадь сечения выработки м2 8; 9
Угол наклона проходимой выработки градусы ±15
Минимальный радиус закругления выработки м 25
Величина подъема и опускания фрез относительно опорной
поверхности гусениц мм ±150
Исполнительный орган Буровой
Максимальная скорость резания мс 17
Ходовая часть Гусеничная
Максимальная скорость движения мч 200
Электрооборудование Взрывобезопасное
Питающее напряжение В 660
Число питающих кабелей 1
Число электродвигателей 5
Суммарная установленная мощность кВт 356
т 623; 627 Основные размеры мм:
ширина (по гусеницам)
* В транспортном положении конвейера.
Таблица 5.2 – Техническая характеристика бункера-перегружателя БП-14
Наименование показателей Величина Грузоподъемность т 16
Вместимость м3 13 Производительность при перегрузке тс 037
Габаритные размеры мм
00 Время разгрузки с 40 Радиус поворота м 10
Установленная мощность кВт 37 Напряжение питания В 660 не
Таблица 5.3 – Техническая характеристика самоходного вагона 5ВС-15М
Наименование показателей Величина 1 2 Грузоподъемность т 15
с надставленными бортами
Максимальная скорость движения кмч 9 Вместимость кабельного
барабанам 200 Габаритные размеры мм
50 Минимальная высота погрузки мм 1200 Высота разгрузки мм 430
– 1445 Минимальный наружный радиус поворота м 85 Дорожный
просвет мм 320 Ширина скребкового конвейера мм 900 Установленная
мощность кВт 127 Напряжение питания В 660 Максимальное время
разгрузки с 83 Наибольший угол подъема градус 15 т 156
Таблица 5.4 – Техническая характеристика скребковых конвейеров СП-
Наименование показателей Скребковые конвейеры СП-202 СП-301
Производительность (при скорости движения цепи 08 мс) тч
0 Длина конвейера м 150 160 Рабочий орган Скребковая
круглозвенная сварная цепь Число ветвей 2 2 Разрушающее усилие кН
0 860 Ширина рештачного става без бортов мм 642 754 Редуктор
Трехступенчатый цилиндроконический Гидромуфта Предохранительная с
нерегулируемым заполнением Мощность электродвигателя кВт 55 55
Число электродвигателей 2 4 Частота вращения мин -1 1475 1475
Напряжение В 380660 380660 конвейера т 400 792
При расстоянии от забоя до пункта разгрузки не более 300м порода
доставляется одним самоходным вагоном (см. рис. 5.2 (а)). При большем
расстоянии до пункта разгрузки самоходного вагона в работу вводится второй
самоходный вагон. Один вагон доставляет породу от комбайна до места
перегрузки во второй вагон который транспортирует ее до места разгрузки
(рис. 5.2 (б)). Для разминовки самоходных вагонов используются
пересекающиеся выработки либо выработка в месте разминовки расширяется.
Если ширина проходимой выработки достаточна то иногда один комбайн
обслуживает два самоходных вагона разминовка которых допускается в любом
месте выработки. В этом случае каждый вагон доставляет породу от комбайна
до места разгрузки (рис. 5.2 (в и г)).
При последовательной перегрузке породы с одного самоходного вагона на
другой разгрузочный конец загруженного вагона поднимается гидродомкратами
затем включается донный конвейер который перегружает руду в пустой вагон.
При этом периодически включается конвейер последнего.
Технология проходки горной выработки включает в себя следующие
основные процессы: подготовительные работы зарубку комбайнового хода
собственно проходку выработки отгон оборудования.
В процессе подготовительных работ производится подготовка комбайна
самоходного вагона и бункера-перегружателя подводится электроэнергия
монтируется вентилятор подвешиваются трубы.
В процессе зарубки проходится выработка длиной которая необходима для
расположения комбайна и бункера-перегружателя.
Зарубка комбайнового хода производится с выемочного штрека по ширине
которого может разместиться лишь один комбайн который вначале грузит
отбиваемую руду непосредственно на штрековый конвейер или в самоходный
вагон расположенные под углом к оси комбайна. В зависимости от ширины
выемочного штрека комбайн зарубается под различными углами к оси камеры: от
При отходе от выемочного штрека на длину вагона последний включается
в состав комплекса располагаясь по оси комбайна. При дальнейшем подвигании
забоя комбайн вынужден работать с перерывами на период разгрузки вагона на
конвейер. Такая работа с перерывами и следовательно с пониженной
производительностью продолжается до тех пор пока комбайн не отойдет от
штрека на расстояние достаточное для размещения за комбайном бункера-
перегружателя. После прицепки к комбайну бункера-перегружателя комбайновый
комплекс может работать в полном составе и процесс зарубки на этом
Длина участка зарубки зависит от типа и длины комбайна бункера-
перегружателя и самоходного вагона. Обычно она лежит в пределах от 15 до 25
На первом этапе собственно проходки следующем сразу же вслед за
зарубкой комбайн работает непрерывно а бункер-перегружатель попеременно:
то в режиме накопления то в режиме перегружателя. Поскольку расстояние
доставки на этом этапе невелико то вагон успевает совершать рейсы от
бункера до места разгрузки и обратно (включая и сам процесс разгрузки) за
то время пока бункер-перегружатель работает в режиме накопления без
включения его донного конвейера. Производительность комплекса на первом
этапе максимальна и практически равна технической производительности
При дальнейшем подвигании забоя расстояние доставки возрастает и
длительность рейса вагона увеличивается. Бункер-перегружатель существующей
конструкции может принять в режиме накопления без включения его донного
конвейера лишь ограниченное количество руды (до 4-5 т). Теперь комбайн
приходится периодически останавливать до возвращения вагона так как
включение конвейера бункера при отсутствии вагона приводит к выгрузке руды
на почву и ее потерям. С момента первой вынужденной остановки комбайна в
ожидании вагона начинается второй этап работы комплекса при процессе
В начале второго этапа остановки комбайна кратковременны и равны
инерционной паузе переключения (10—15 с). Этой остановки достаточно чтобы
перекрыть время запаздывания вагона в начале второго этапа когда длина
доставки еще невелика.
По мере подвигания забоя время запаздывания вагона все более
возрастает. С этого момента остановки комбайна целесообразно производить
перед отправкой вагона когда он еще полностью не загружен с таким
расчетом чтобы разгрузочная часть донного конвейера бункера-перегружателя
в момент отсутствия вагона оказалась свободной от тонкого слоя руды (см.
рис. 5.3). Тогда в положении б комбайн может продолжать безостановочную
работу и при отсутствии вагона так как наполнив часть бункера в объеме
qн машинист включением донного конвейера бункера-перегружателя может
переместить этот объем руды ближе к разгрузочному концу и продолжать
заполнение бункера. Такой режим работы комбайна выгоднее обычно
применяемого которым предусмотрена остановка комбайна перед окончанием
загрузки каждого вагона на время необходимое для полной прочистки бункера
т. е. выгрузки тонкого слоя по всей его длине. Длительность такой остановки
равна 06 мин что в 3 раза больше необходимой в начале второго этапа.
При дальнейшем подвигании забоя на втором этапе запаздывание вагона
возрастает и соответственно увеличивается длительность остановок комбайна.
При определенной длине доставки длительность остановки комбайна становится
равной длительности прочистки бункера-перегружателя от тонкого слоя а
затем продолжает возрастать вплоть до полного времени необходимого на
разгрузку всего объема руды в бункере. На этом оканчивается второй этап
работы комплекса на котором комбайн работает с возрастающими по
длительности остановками и следовательно с падающей во времени
производительностью.
На третьем этапе комбайн вынужден простаивать не только в период
разгрузки бункера-перегружателя но и в ожидании вагона время запаздывания
которого все более возрастает с увеличением длины доставки. Третий этап
распространяется до конца участка проводимой выработки причем на этом
этапе производительность комплекса также падает но по иному закону так
как здесь она определяется не производительностью комбайна а только
производительностью доставки.
По окончании проходки хода на всю его длину начинается процесс отгона
комбайна к выемочному штреку. Бункер-перегружатель транспортируется
самоходным вагоном. Одновременно демонтируется вентиляционный трубопровод
снимается с подвесок кабель и т. п. Длительность отгона оборудования
зависит от типа и состава комплекса длины заходки засоренности почвы
выработки просыпавшейся рудой и лежит в пределах от 1 до 2 смен. После
отвода на выемочный штрек комплекс в том же порядке начинает зарубку и
проходку следующего хода.
В основе рациональной организации работ при проведении выработок лежат
принципы ведущие к снижению простоев оборудования за счет сокращения
технологических и организационных перерывов.
Сравнительно много времени теряется на ориентирование выработки
перевешивание отвесов; при плохом ориентировании выработка искривляется
теряются темпы проведения. Эти потери времени и темпов проведения могут
быть значительно сокращены при внедрении лазерных методов контроля за
направлением выработки. Использование лазерного указателя устраняет по
существу операцию периодического ориентирования забоя по отвесам и
значительно сокращает время работы маркшейдерской бригады по
Основными резервами увеличения скорости проведения выработок являются
устранение простоев вызванных причинами не связанными с проведением
выработок снижение затрат времени на вынужденные остановки комбайна при
переходе его из одной выработки в другую а также на вспомогательные

2 НАЗНАЧЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК.doc

НАЗНАЧЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Чтобы иметь возможность разрабатывать запасы шахтного поля необходимо
провести сеть подземных горных выработок обеспечивающих доступ к пластам с
земной поверхности разделение шахтного поля на отдельные удобные для
разработки части а также размещение в этих выработках людей и
оборудования. Часть этих выработок проходится по пустым породам часть —
непосредственно по пласту.
Выработки открывающие доступ с земной поверхности к горизонтам и
обеспечивающие возможность дальнейшей подготовки шахтного поля к извлечению
из него руды называются вскрывающими.
Горные выработки используемые для вскрытия шахтных полей делятся на
главные и вспомогательные.
К главным вскрывающим выработкам относятся выработки которые проводят с
поверхности земли (вертикальные и наклонные стволы горизонтальные
штольни). С помощью главных вскрывающих выработок осуществляется вскрытие
шахтного поля с поверхности.
К вспомогательным вскрывающим выработкам относятся выработки не имеющие
непосредственного выхода на дневную поверхность и служащие для вскрытия
пласта или свиты пластов от главных вскрывающих выработок (горизонтальные —
квершлаги штреки; наклонные — квершлаги и скаты; вертикальные — гезенки и
Около стволов располагаются выработки обслуживающие все подземное
хозяйство и соединяющие стволы с основными выработками шахты.
Околоствольным двором называется взаимосвязанный комплекс капитальных
горных выработок расположенных непосредственно у ствола на данном
горизонте специально оборудованных и связывающих ствол с главными
выработками горизонта и предназначенных для обслуживания горных работ на
горизонте в соответствии с назначением ствола. Он выполняет следующие
транспортные функции: прием грузопотоков горной массы поступающих из
подземных выработок к стволам шахты; прием оборудования выдаваемого на
поверхность; прием оборудования и материалов поступающих с поверхности
шахты; прием трудящихся спускаемых в шахту и поднимаемых на поверхность.
Кроме основных функций околоствольный двор выполняет вспомогательные
функции связанные с вентиляцией водоотливом распределением энергии и т.
д. Многообразие функций околоствольного двора вызывает необходимость иметь
в его комплексе кроме транспортных выработок ряд камер различного
технологического назначения. К числу служебных камер околоствольного двора
относятся гараж склад взрывчатых материалов склад противопожарных
материалов медпункт склад ГСМ камера электроподстанции мастерские
Во вскрытом шахтном поле (когда обеспечен доступ к горизонту с земной
поверхности) проводится достаточно разветвленная сеть горных выработок
которая в определенной последовательности разделяет шахтное поле на части и
тем самым подготавливает его к извлечению полезного ископаемого. В этих
выработках размещаются оборудование и механизмы которые непосредственно не
участвуют в процессе добычи но обеспечивают возможность работы добычных
механизмов и комфортные условия труда шахтеров. Вместе со вскрывающими
выработками они являются транспортными артериями шахты по которым добытое
полезное ископаемое выдается на поверхность подается свежий воздух (и
отводится загрязненный) и т.п. Такие выработки называются
Подготовкой шахтного поля называется проведение подготовительных
выработок после вскрытия шахтного поля и характеризуется она схемой и
Схемой подготовки называется такое пространственное расположение системы
подготовительных выработок в шахтном поле при котором оно разделяется на
части обеспечивающие условия для отработки выемочных полей.
Способом подготовки называется проведение подготовительных выработок в
шахтном поле относительно пласта и его элементов и их функциональное
На выбор схем и способов подготовки шахтных полей оказывают влияние горно-
геологические и горнотехнические факторы. При этом из горно-геологических
факторов наибольшее влияние имеют угол падения пласта нарушенность
месторождения газоносность и водообильность пластов а из горнотехнических
факторов — размеры шахтного поля по простиранию способ проветривания
скорость проведения подготовительных выработок и заданный объем добычи.
Одной из схем подготовки горизонта к отработке является панельная
После того как вскрывающими выработками обеспечен доступ к полезному
ископаемому необходимо разделить вскрытое шахтное поле на более мелкие
части пригодные к отработке (панели).
Панельный способ подготовки обеспечивает:
– высокую нагрузку на забой;
– относительно невысокие потери полезного ископаемого;
– удовлетворительные условия поддержания выработок.
Подготовка и отработка панели может вестись в прямом и обратном
Для подготовки панели к отработке длинным очистным забоем— лавой
необходимо пройти комплекс подготовительных выработок обеспечивающих:
транспорт добытой руды вспомогательных материалов оборудования а также
В зависимости от назначения панельные выработки (штреки) могут быть:
Штреком называется горизонтальная горная выработка не имеющая
непосредственного выхода на земную поверхность и проводимая по простиранию
пласта. При горизонтальном залегании пласта штреком будет считаться
выработка пройденная в любом направлении так как в этом случае понятия
«простирание» не существует. Штреки могут проводиться как по пласту так и
по породе. В последнем случае они называются полевыми.
Извлечение (добыча) производится в очистных выработках. В них
размещаются добычные машины и механизмы.

7 Охрана и крепление горных выработок.doc

7 ОХРАНА И КРЕПЛЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Содержание выработок в нормальном эксплуатационном и безопасном
состоянии с момента проведения до погашения т.е. на протяжении всего
времени их службы является обязательным и важнейшим требованием
предъявляемым к горным выработкам. Исправное состояние горных выработок
обеспечивает нормальное проветривание рудника (шахты) безаварийный
транспорт грузов и безопасное передвижение людей. Поэтому оно является
основным залогом безопасности подземных работ бесперебойной работы шахты и
выполнения производственного плана по добыче.
Устойчивость горных выработок калийных и каменно-соляных месторождений
определяется свойствами горных пород и их строением глубиной залегания
способом проведения выработок их привязкой размерами необходимым сроком
Под управлением горным давлением понимают мероприятия по регулированию
проявлений горного давления в выработках для обеспечения их геометрических
Без крепи обычно эксплуатируются капитальные подготовительные и
очистные выработки проводимые по каменной соли а также те которые
используются в течение непродолжительного времени и в которых деформации
благодаря оставленным целикам не превышают допустимых размеров.
При невозможности обеспечить устойчивость выработок и безопасность
работающих путем оборки в выработках и очистных забоях применяют крепь
или(и) способы охраны.
Под охраной горной выработки понимают совокупность мероприятий
направленных на повышение устойчивости выработки путем более полного
использования прочности и несущей способности вмещающих пород и на снижение
концентраций напряжений в породах вокруг нее а также на ликвидацию
неблагоприятных проявлений горного давления.
Для охраны горных выработок в условиях Старобинского месторождения
используют следующие способы управления горным давлением:
использование естественных горно-геологических и несущих способностей
разгрузка массива горных пород окружающего выработку.
На Старобинском месторождении калийных солей разгрузка массива горных
пород вокруг капитальных и подготовительных выработок осуществляется двумя
) способ охраны компенсационными щелями (полостями);
) способ охраны разгружающими выработками.
При способе охраны компенсационными щелями их устраивают по контуру
выработки (рис. 7.1)
Рис. 7.1 Охрана горизонтальной
выработки компенсационными щелями.
– щель в кровле выработки;
– щель в боках выработки;
– щель в почве выработки;
Устройство разгрузочных щелей изменяет напряженное состояние массива
горных пород вокруг выработки уменьшая концентрацию напряжений на ее
контуре. При проведении выработки наибольшие величины напряжений будут на
самом контуре. Разгрузочные щели создают условия при которых наибольшая
концентрация напряжений перемещается в глубь массива где породы работают в
условиях объемного напряженного состояния.
Разгружающие выработки проводятся с целью перераспределения
гравитационных и тектонических напряжений вокруг охраняемой выработки
подверженной сильному горному давлению. Разгружающую выработку проводят
раньше охраняемой в непосредственной близости так чтобы целик между ними
находился в условиях двухосного или одноосного сжатия. Этому условию
соответствует целик с отношением высоты к ширине более 1. Превышение кровли
в разгружающей выработке относительно охраняемой должно быть не менее 08м.
Механизм воздействия разгружающей выработки на охраняемую заключается в
снижении сил бокового распора на нижние слои кровли благодаря увеличению
податливости опоры и созданию возможности продольного смещения слоев в
сторону разгружающей выработки.
Существенное влияние на устойчивость выработок оказывает их взаимное
расположение и последовательность проходческих работ.
При решении вопроса о целесообразности применения крепи следует
принимать во внимание горно-геологическую ситуацию размеры выработанного
пространства и продолжительность поддержания горной выработки.
Горной крепью называют специальные конструкции возводимые в подземных
выработках для сохранения необходимых размеров их поперечного сечения и
предотвращения обрушения окружающих пород.
Крепь должна быть достаточно прочна устойчива долговечна она должна
минимально заполнять сечение выработки иметь небольшое аэродинамическое
сопротивление минимальные затраты на изготовление доставку и установку.
Преобладающим видом крепи на Старобинском месторождении является
анкерная (штанговая) крепь.
Наиболее распространенными условиями работы анкерной крепи в горных
выработках в условиях разработки калийных месторождений являются:
) слои непосредственной кровли “подшивают” анкерами к устойчивой основной
) отдельные слои породы “сшивают” анкерами в одну монолитную плиту
которая способна воспринимать нагрузку от вышележащих пород (рис. 7.2б).
Рис. 7.2 Работа анкерной крепи в горных выработках
Конструкция штанговой крепи и основные ее параметры наряду с другими
показателями (взрывоустойчивость противокоррозионная стойкость время
восприятия нагрузки и т. д.) определяют работоспособность штанговой крепи
т. е. способность штанг выполнять свои функции в конкретных горно-
геологических и горнотехнических условиях в течение всего срока службы.
По характеру воздействия на породы штанги можно разделить на две
основные группы (см. рис. 7.3):
- напрягающие (натяжные) устанавливаемые с начальным натяжением и с
закреплением в скважине (шпуре) только замка (клинового распорного
взрыворасширяющегося бетонного и т.д.);
- контактные устанавливаемые без начального натяжения и имеющие контакт
(сцепление) с породой по всей длине (железобетонные винтовые
сталеполимерные и пр.).
Основные параметры штанговой крепи определяемые расчетами или опытным
путем – длина сетка размещения штанг сопротивление стержня разрыву
(иногда срезу) несущая способность штанг и начальное натяжение (для
напрягающих и комбинированных штанг).
Соответствие штанг различным условиям оценивают по их характеристике
Штанги в первую очередь должны предотвращать расслоение пород
сохранять их монолитность. Этому требованию в большей степени отвечают
штанги с жесткой характеристикой т. е. с наименьшим смещением при
нагружении. Штанга с характеристикой 1 предпочтительнее штанг с
характеристиками 2 и 3 штанга с характеристикой 4 предпочтительнее с
характеристиками 1 2 и 3 в диапазоне нагрузок до Р4 и уступает им при
более высоких нагрузках. Под несущей способностью штанг понимают
максимально выдерживаемые ими усилия нагружения Р1 Р2 Р3 Р4.
Напрягающие штанги широко применявшиеся ранее в последующем нашли
применение в качестве временной крепи. Объясняется это невозможностью
сохранять в течение длительного времени сообщаемое штангам при установке
начальное натяжение. В соляных породах натяжение штанг как установлено
опытными и аналитическими исследованиями со временем постепенно
уменьшается вследствие: скольжения замка в связи с неудовлетворительным
закреплением в скважине; скольжения замка вызванного смещением пород;
выщелачивания соли влагой воздуха в зоне замка и под опорными плитками;
ползучести каменной соли. Наиболее существенной из перечисленных причин
ослабления натяжения штанг представляется последняя.
Наиболее интенсивное уменьшение натяжения происходит в течение
нескольких часов после установки штанги. Через 6 сут. и более после
установки штанги происходит уменьшение первоначального натяжения на 50% и
более причем после повторного подтягивания пространство натяжения
сохраняется только в течение некоторого времени; исключить или уменьшить
это ослабление натяжения можно применяя специальные пружинные шайбы.
Требованиям надежной работы в большей степени удовлетворяют контактные
железобетонные штанги хотя они также имеют существенные недостатки:
длительное время твердения раствора и следовательно несвоевременное
вступление штанги в работу; довольно сложна технология возведения таких
штанг; требуются доставка и длительное хранение в шахте цемента песка
воды; условия труда при установке таких штанг неблагоприятны.
Более технологична штанговая крепь с закрепляющим раствором на основе
синтетических смол. Комплект такой крепи состоит из штанги диаметром 18-20
мм полиэтиленового патрона с закрепляющим составом состоящим из отдельно
упакованных в патроне синтетической смолы и отвердителя опорной плитки
уплотнительного кольца гайки.
Такие штанги вступают в работу через 2-3 ч после установки имеют
весьма высокую несущую способность удобны в установке и изготовлении.
Высокая технологичность установки большая несущая способность
предопределяют целесообразность применения винтовой штанговой крепи в
широком масштабе на калийных рудниках.
На Старобинском месторождении калийных солей для крепления выработок
широкое распространение нашли два типа анкеров: напрягающие клинораспорные
типа ЭС – 85П конструкции «Эстонсланец» и контактные винтовые (см. рис.
Рис. 7.5 Конструкция анкеров
Анкер ЭС-85П (рис. 7.5а) состоит из стержня 1 изготовленного из
стали марки Ст. 5 который в одном конце переходит в клин а на другом
имеет резьбу М20 двух распорных полувтулок («сухарей») 2 натяжной гайки 3
и шайбы – опорной плитки 4.
Анкер устанавливается с начальным натяжением и закрепляется в шпуре
посредством расклинивания клиноконической головки в «сухарях».
Достоинства анкеров «Эстонсланец»:
- обладают большой податливостью;
позволяют осуществлять визуальный контроль за состоянием кровли в процессе
- низкая несущая способность в глинистых породах;
создают небольшое первоначальное натяжение (не более 250 кН в соли и 50
до выхода на максимальную нагрузку допускают расслоение “сшитой” пачки
- трудоемкость возведения крепи.
Винтовой анкер (рис. 7.5б) представляет собой круглый стержень 1 из
стали марки Ст. 5 имеющий по всей длине резьбу специального профиля 2.
Один конец анкера 3 расплющен с целью завинчивания его в шпур с помощью
бурового оборудования и удерживания опорной плитки 4.
Винтовой анкер устанавливается без начального натяжения и имеет
контакт (сцепление) с породой по всей длине. Он ввинчивается в
предварительно пробуренный шпур диаметр которого на 4-6мм меньше его
наружного диаметра. Винтовая поверхность врезается в породную стенку что
обеспечивает прочное закрепление анкера в породах препятствуя расслоению
скрепленных анкером породных слоев.
Достоинства винтовых анкеров:
- вступают в работу сразу после установки;
- не допускают расслоения пород;
- механизация возведения крепи;
- высокая несущая способность.
- необходимость соблюдения точного соответствия между диаметром шпура и
- трудоемкость бурения шпуров диаметром 25-26 мм в породах с высоким
содержанием глинистых прослоек;
- ограниченная податливость анкеров;
- невозможность контроля за состоянием крепи в процессе эксплуатации.
Оптимальные параметры анкерной крепи определяются путем
предварительных расчетов и последующей экспериментальной проверки их в
К расчетным параметрам анкерной крепи относятся длина анкеров
(минимальная мощность скрепляемых пород) а также плотность их установки
(шаг по ширине и длине выработки).
При расчете параметров крепи необходимы следующие данные:
геологический разрез пород кровли на глубину равную 20 м в масштабе 1:1
или же в масштабе 1:10 1:20 с указанием в цифровом виде на геологическом
разрезе фактических мощностей всех глинистых прослойков;
сведения о форме поперечного сечения размерах выработки в поперечном
сечении и в плане (для выработок камерного типа и сопряжений);
сведения о расположении выработки и соседних пройденных на близком
глубина заложения выработки;
схема ведения горных работ (для подготовительной выработки);
проектируемые меры охраны.
Штанговыми анкерами крепится кровля выработок в основном с пролетом
Расстояние между рядами анкеров и между крайним рядом и стенкой должно
быть не более принятого шага установки. На сопряжениях и в выработках
камерного типа анкерную крепь устанавливают по квадратной сетке (см. рис.
6). Примером для определения зоны выработок подлежащей креплению
анкерами при перерубках и сопряжениях может служить рис. 7.7.
В выработках где прогнозируются большие смещения пород винтовые
анкеры целесообразно применять в сочетании с анкерами “Эстонсланец”. Не
рекомендуется применение винтовых анкеров для крепления стенок (боков) и
“козырьков” выработок.
При расчетном шаге установки анкеров равном 30 м и более крепь в
выработке не возводится.
Крепление сопряжений выработок пересекающихся на различном уровне
производится анкерами «Эстонсланец» согласно расчету для плоской кровли с
применением в расчете расстояния между анкерами понижающего коэффициента
При смешанном креплении выработок анкерами «Эстонсланец» и винтовыми
анкерами рекомендуется в крайних рядах (у боков выработки) устанавливать
винтовые анкеры в центральных – анкеры «Эстонсланец».
При необходимости повышения устойчивости нарушенных участков кровли
длина анкеров применяемых в качестве дополнительного крепления
определяется из условия подвешивания отслоившихся пород к устойчивым слоям
кровли с заделкой в последние на глубину не менее 03м.
Сетка установки анкеров для крепления отслоений в стенках
эксплуатируемых выработок и целиков определяется по месту с учетом
характера трещинообразования.
В зависимости от трещиноватости слоистости и других элементов
строения анкерируемых пород пространство между анкерами в ряде случаев
затягивают металлической сеткой металлическими и деревянными затяжками.
Целесообразно также крепить выработки с большими размерами поперечного
сечения такие как околоствольные дворы важные пересечения штреков
машинные камеры и т. д. которые часто нужно поддерживать в течение
длительного времени даже если эти выработки были пройдены в плотной
твердой соли. Развитие деформаций и перемещений в породах с течением
времени может привести к образованию трещин и обрушений.
В этих выработках постоянно работает большое число людей
устанавливается дорогостоящее оборудование нарушение целостности которого
может оказать существенное влияние на все подземные горные работы.
Значение крепи возрастает с глубиной горных работ. На глубине 1000м
возникают значительно большие сдвижения пород чем на малых глубинах
поэтому сразу же после проходки крепят штангами не только главные штреки
но и большинство участковых штреков даже если их проходят в крупнослоистых
К настоящему времени можно считать установленным что при разработке
калийных месторождений в тех случаях когда требуется крепление выработок
чаще всего можно использовать штанговую крепь. В тех случаях когда
прочность пород крайне незначительна применение штанг как свидетельствует
практика не всегда оказывается успешным поэтому применяют различные
разновидности обычной поддерживающей крепи.
Используемые иногда в зарубежной и отечественной практике такие виды
поддерживающей крепи как одиночные стойки с верхняками деревянные
костры деревянные и металлические крепежные рамы во многих случаях могут
предотвращать деформации горной породы только в течение недолгого времени.
Затем наступают увеличение деформаций образование трещин обрушение пород
что приводит к большим работам по перекреплению выработок и перебоям в
Надежное поддержание выработок достаточное сопротивление деформациям
горной породы оказывают металлические арочные крепи из специальных
профилей. Такое крепление применяется при пересечении выработками
соленосной глины и карналлита. Трехсегментные металлические арки
устанавливаются на расстоянии как правило 08÷12м друг от друга и
соединяются металлическими стяжками.
Для обеспечения податливости крепи арки устанавливаются на деревянные
лежни в качестве затяжек используют деревянные накатники диаметром 10-12
см. Для создания хорошей связи между крепью и горной породой и равномерного
восприятия нагрузки крепью в качестве забутовки используют куски соли.
Такая крепь обеспечивает надежное поддержание выработок пройденных в особо
трудных горно-геологических условиях.
В таблице 7.1 представлены объёмы проходки и расхода материалов при
проведении выработок.

1 ГГУ 3РУ.doc

1 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ УЧАСТКА ПРОХОДКИ ВЫРАБОТОК.
Третье рудоуправление
В данном курсовом проекте рассматривается технология проходки и
крепления подземных горных выработок в горно-геологических условиях II
калийного горизонта рудника 3РУ производственного объединения
Пласт Второго калийного горизонта (гор.-420м) состоит из верхнего и
нижнего сильвинитовых слоев и межпластовой каменной соли. Средняя мощность
пласта по шахтному полю составляет 267 метра среднее содержание КС1-26
%нерастворимого в воде остатка - 667%.
Падение пласта преимущественно северо-восточное угол падения
моноклинали 1-3°. На отдельных локальных участках углы падения и воздымания
достигают 6-7° и возможно приурочены к малоамплитудным нарушениям в
подсолевых отложениях. Значительное усложнение гипсометрического залегания
продуктивных пластов имеет место в притектонической зоне Северного сброса
где углы воздымания превышают 20° без существенного изменения в строении и
качественном составе сильвинитовых слоев.
Неравномерно по всему горизонту встречаются площади пониженного
содержания КСl - зоны замещения. Они имеют различные размеры (от 2-3 до 200-
0 м) и изометрические очертания в плане характеризуются частичным или
полным замещением пластов сильвинита каменной солью. Обычно в таких зонах
руда бывает некондиционной (содержание КСl менее 16%) и выемке не подлежит.
Оконтуривание зон замещения вызывает определенные трудности в
прогнозировании качества полезного ископаемого при существующей плотности
горных выработок и разведочных скважин.
Разрабатываемый Второй калийный горизонт и его вмещающие породы
содержат в микровключенном и свободном виде природные газы в состав
которых входят: метан тяжелые углеводороды водород и др. Скопление
свободных газов встречается в двух формах: приконтактные (прикоржевые) и
гнездовые (очаговые) давление газа в очаговых скоплениях достигает 9МПа.
Распределение газов их количественный и качественный состав в пределах
выемочных полей пластов участков крайне неравномерны и носят локальный
характер. Газоносность пород по горючим газам колеблется от 0 до 03-04
м3мЗ. При вскрытии гнездовых скоплений газов шпурами горными выработками
и т.д. возможны внезапные выделения газа в т.ч. и выбросы соли. Скопления
газа возможны также в зонах обрушения и в отработанном пространстве.
Поэтому Второй калийный горизонт отнесен (в установленном порядке) к числу
опасных по горючим газам.
На Втором калийном горизонте на площадях приуроченных к выемке
продуктивного пласта длинными очистными столбами как правило ожидается
приток отжимных седиментационных рассолов высокой плотности. В подземных
горных выработках наблюдаются рассолопроявления. Они связаны с отжатием
защемленных остатков поровых растворов из карбонатно-глинистых пород
соленосной толщи. Дебиты подземных восстающих скважин вскрывших карбонатно-
глинистую пачку над Вторым калийным горизонтом на полную мощность
составляют 05-1 лсут.
Минерализация рассолов ( 430-520гл. По преобладающим компонентам они
хлоридно-кальциево-магниевые и относятся к метаморфизованным
седиментационным водам сохранившимся в пористом коллекторе глинистых пород
По II калийному горизонту притоки рассолов достигают значительных
объемов (до 5 м3 сутки по отдельным режимным пунктам наблюдения) что
требует дополнительных затрат для отвода и захоронения избыточных вод.
Средняя геологическая колонка рассматриваемого в данном курсовом
проекте участка проходки выработок представлена на рисунке 1.
крепления подземных горных выработок в горно-геологических условиях III
Пласт III калийного горизонта (гор.-620м) состоит из 4-х сильвинитовых
слоев и заключенных между ними слоев каменной соли. Первый и четвертый
сильвинитовые слои не по всей площади горизонта включены в подсчет запасов
т.к. по отдельным разведочным скважинам не соответствуют утвержденным
кондициям. Таким образом суммарная мощность продуктивного пласта
колеблется от 218м до 593м. Среднее содержание KCl по горизонту
составляет 2683% нерастворимого в воде остатка – 6 64%. Неравномерно по
всей площади Третьего калийного горизонта встречаются воронкообразные
прогибы слоев т.н. "мульды погружения". Эти геологические аномалии
являются аккумуляторами газов под большим давлением и тем самым создают
опасность газодинамических выбросов и недопустимую концентрацию горючих
газов в выработках при эксплуатации горизонта.
Вмещающие породы и разрабатываемые пласты обоих горизонтов содержат в
микровключенном и свободном виде природные газы в состав которых входят:
метан тяжелые углеводороды водород и др. Скопление свободных газов
встречается в двух формах: приконтактные (прикоржевые) и гнездовые
(очаговые) давление газа в очаговых скоплениях достигает 9МПа.
мЗм3. При вскрытии гнездовых скоплений газов шпурами горными выработками
Поэтому Третий калийный горизонт отнесен (в установленном порядке) к числу
опасных по горючим газам и газодинамическим явлениям.
На Третьем калийном горизонте на площадях приуроченных к выемке
Минерализация рассолов 430-520гл. По преобладающим компонентам они
По III калийному горизонту приток рассолов незначителен (до
м3сутки) и не препятствует технологическому процессу.

8 Проветривание выработок.doc

8 ПРОВЕТРИВАНИЕ ВЫРАБОТОК
(при проведении главных направлений)
Выработки главного направления длиной 4000м проходятся на III горизонте
рудника Первого рудоуправления.
Проветривание подготовительной тупиковой выработки осуществляется
вентилятором местного проветривания работающем по нагнетательной схеме
проветривания. На рисунке 8.1 представлена схема проветривания тупикового
забоя выработки главного направления.
Свежий воздух подается вентилятором местного проветривания по
прорезиненным трубам подвешенным к кровле выработки и омывает его.
Исходящая струя движется по выработке и удаляется по ходу общешахтной струи
воздуха на вентиляционный штрек. Вентилятор местного проветривания
работающий на нагнетание должен устанавливаться на свежей струе воздуха на
расстоянии не менее 10м от исходящей струи. Расстояние от конца
вентиляционных труб до забоя при механизированном (комбайновом) способе
отбойки руды не должно превышать 20м.
Количество воздуха необходимого для проветривания выработок при
комбайновом способе отбойки руды рассчитывается по следующим факторам:
- взрывоопасные газы;
- температура воздуха;
- минимально допустимая скорость воздуха;
- наибольшее количество людей в смене;
- выхлопные газы ДВС.
Количество воздуха необходимое для проветривания подготовительной
тупиковой выработки по фактору «взрывоопасные газы»:
где [pic] - коэффициент учитывающий способ подачи воздуха в
выработку; для тупиковых выработок проветриваемых с помощью вентилятора
местного проветривания и трубопровода [p
[pic] - коэффициент учитывающий утечки воздуха в
трубопроводе для гибкого трубопровода из прорезиненной ткани типа М
диаметром d = 400÷600мм и длиной ~ 300м [p
[pic] - газоносность по условному метану м3 м3 для III
[pic] - коэффициент неравномерности газоносности по метану
для III горизонта [p
[pic]- коэффициент дегазации отбитой горной массы [pic] =
[p тмин для ПК-8М [pic]=
тмин для «Урала – 10 КС» [p
[pic] - плотность руды в целике тм3 [pic]= 209 тм3
(принимается по фактическим данным каждого рудника);
[pic]- допустимая концентрация взрывоопасного газа (метана)
в исходящей струе из подготовительной выработки; % [p
[pic]- ожидаемая начальная концентрация взрывоопасного газа
(метана). Значение [pic] принимается на основании замеров а при
отсутствии данных принимается равным нулю.
Необходимое количество воздуха по фактору «температура воздуха»:
комбайновых забоев [p
[pic] - коэффициент учитывающий условия работы
комплекса; для подготовительных выработок [p
[pic] - суммарная мощность электродвигателей оборудования
кВт; для ПК-8М N = 360 кВт (для «Урала – 10 КС» N = 430 кВт);
[pic] - средневзвешенный КПД
нагнетательной схеме проветривания тупиковых выработок [p
принимается из нижеприведенной таблицы.
Горизонт 1 РУ 2 РУ 3 РУ 4 РУ
II горизонт 170 175 185 195
III горизонт 185 190 200 220*
* Температура воздуха поступающего в забой восточного А и западного А
направления III горизонта 4 РУ составляет 200 С.
Необходимое количество воздуха по фактору «минимальная допустимая
[pic]= 9 · Кп · Sк м3мин
Sк – площадь сечения одного комбайнового хода м2 для ПК-8М Sк
= 81 м2 (для «Урала – 10 КС» Sк = 102 м2);
[pic]= 9 · 143 · 81 = 1043 м3мин.
Необходимое количество воздуха по фактору «наибольшее количество людей
[pic]= qч · Nл м3мин
где qч – норма воздуха на одного человека м3мин; qч = 6 м3мин;
Nл – максимальное количество людей в смене в проходимой
[pic] = 6 · 2 = 12 м3мин.
Количество воздуха для проветривания тупиковой выработки принимается
по фактору «температура воздуха» [pic] = 1634 м3мин. Для обеспечения
такого количества воздуха применяется вентилятор местного проветривания
Максимальное количество воздуха для проветривания на период проведения
главных направлений:
Qгл. н = QТ + Qут. гл. н м3мин
где Qут. гл. н – количество утечек воздуха через вентиляционные
сооружения на главных направлениях м3мин.
К таким сооружениям относятся: глухие вентиляционные перемычки
солебетонные перемычки с одностворчатыми или двухстворчатыми дверями а
также шлюзы представляющие собой несколько (2 и более) последовательно
расположенных солебетонных перемычек с одно- или двухстворчатыми дверями.
Количество утечек воздуха через вентиляционные сооружения на главном
направлении рассчитывается по формуле:
Qут. гл. н = jш2 · Qут. ш2 + jш1 · Qут. ш1 + jг · Qут. г + jдв · Qут. дв
где jш2 jш1 jг jдв – количество вентиляционных
сооружений на главном направлении соответственно шлюзов с двухстворчатыми и
одностворчатыми дверями глухих солебетонных перемычек и солебетонных
перемычек с дверями при длине главного направления 4000 м и наличии на нем
сбоек через 300 м; количество вентиляционных сооружений на нем n = [pic]=
из них jш2 = 1 jш1 = 6 jг = 6 jдв = 0.
Нормы утечек воздуха через шлюзы рассчитываются по формуле:
Qут. ш = Кэ·QутД м3мин
где Кэ – коэффициент зависящий от количества перемычек с дверями в
шлюзе: при двух Кэ = 076; QутД – нормированная утечка воздуха через
соответствующую перемычку с одно- или двухстворчатыми дверями
расположенную в выработке главных направлений м3мин; принимается из
Норма утечек воздуха через шлюз с двухстворчатыми дверями площадью 9
м2 Qут. ш2 = 076 · 1671 = 1270 м3мин.
Норма утечек воздуха через шлюз с одностворчатыми дверями площадью 15
м2 Qут. ш1 = 076 · 431 = 328 м3мин.
Норма утечек воздуха через глухую солебетонную перемычку Qут. г =
7 м3мин (принимается из приложения 14 [6]).
Qут. гл. н = 1 · 1270 + 6 · 328 + 6 · 247 = 4720 м3мин.
Qгл. н = 1634 + 4720 = 6354 м3мин.
Количество воздуха проходящее по транспортным выработкам в которых
предусмотрено периодическое использование машин с ДВС должно быть
достаточным для разжижения выхлопных газов ДВС т. е. быть не менее чем
определенное по формуле:
где q – расход воздуха приходящийся на 1 л. с. номинальной мощности
двигателя м3мин (q = 5 м3мин для дизельных и 6 м3мин для бензиновых
N – суммарная номинальная мощность одновременно работающих в
выработке машин с ДВС л. с. При использовании одного комбайнового
комплекса для его обслуживания необходима работа одной единицы самоходной
техники с ДВС (автомобиль «Минка – 26» мощностью 67л.с. или трактор МТЗ
Qдвс = 5 · 75 = 375 м3мин 6354 м3мин.
Таким образом количество воздуха необходимое для проветривания
выработок главного направления составит Qгл. н = 6354 м3мин.
ПРОВЕТРИВАНИЕ ВЫРАБОТОК
(при проведении панельных выработок)
Панель длиной 4000м подготавливается на III горизонте рудника Первого
рудоуправления одним комбайном ПК-8М.
забоя панельной выработки.
воздуха. Вентилятор местного проветривания работающий на нагнетание
должен устанавливаться на свежей струе воздуха на расстоянии не менее 10м
от исходящей струи. Расстояние от конца вентиляционных труб до забоя при
механизированном (комбайновом) способе отбойки руды не должно превышать
На рисунке 8.2 представлена схема проветривания тупикового забоя на
последующих стадиях проходки.
Количество воздуха необходимого для проветривания панельных выработок
при комбайновом способе отбойки руды рассчитывается по следующим факторам:
трубопроводе; для гибкого трубопровода из прорезиненной ткани типа М
диаметром d = 400÷600мм и длиной ~ 400м [p
в исходящей струе из подготовительной выработки %; [p
(метана). Значение [pic] принимается на основании замеров а при отсутствии
данных принимается равным нулю.
кВт для ПК-8МА N = 360 кВт (для «Урала-10КС» N = 430 кВт);
[pic] - средневзвешенный КПД оборудования [pic] = 092
по фактору «температура воздуха» [pic] = 1716 м3мин. Для обеспечения
Максимальное количество воздуха для проветривания на период подготовки
Qп = Qт + Qут. п м3мин
где Qут. п – количество утечек воздуха через вентиляционные
сооружения в пределах панели м3мин.
солебетонные перемычки с одностворчатыми или с двухстворчатыми дверями а
Qут. п = jш2· Qут. ш2 + jдв · Qут. дв1 + jг · Qут. г м3мин
где jш2 jдв1 jг – количество вентиляционных сооружений на панели
соответственно шлюзов с двухстворчатыми дверями солебетонных перемычек с
одностворчатыми дверями и глухих солебетонных перемычек; при длине панели 4
0 м и наличии на нем сбоек через 400 м количество вентиляционных
сооружений на ней n = [pic]= 10 из них jш2 = 1 jдв1 = 3 jг = 6.
Норма утечек воздуха через шлюз с двухстворчатыми дверями площадью 6 м2
Qут. ш2 = 076 · 352 = 268 м3мин.
Норма утечек воздуха через солебетонную перемычку с одностворчатыми
дверями площадью 15 м2 Qут. дв1 = 115 м3мин.
Норма утечек воздуха через глухую солебетонную перемычку Qут. г = 53
Qут. п = 1 · 268 + 6 · 53 + 3 · 115 = 931 м3мин.
Qп = 1716 + 931 = 2647 м3мин.
двигателя м3мин q = 5 м3мин для дизельных двигателей;
Qдвс = 5 · 75 = 375 м3мин > 2647 м3мин.
панельных выработок составит Qп = 375 м3мин.
(при подготовке блока)
Блоковые выработки длиной 200м подготавливаются на III горизонте
рудника РУ-1 одним комбайном Урал-10КС.
забоя блоковой выработки.
Количество воздуха необходимого для проветривания блоковых выработок
диаметром d = 400÷600мм и длиной ~ 200м [p
горизонта [p для II горизонта[p
в исходящей струе из подготовительной выработки % [p
комплекса для подготовительных выработок [p
кВт; для «Урала-10КС» N = 430 кВт;
оборудования для Урал-10КС [p
[pic] - коэффициент учитывающий вынос тепла
принагнетательной схеме проветривания тупиковых выработок [p
Sк – площадь сечения одного комбайнового хода м2 для Урал-
[pic]= 9 · 143 · 98 = 1261 м3мин.
где qч – норма воздуха на одного человека м3мин qч = 6 м3мин;
по фактору «температура воздуха» [pic] = 2103м3мин. Для обеспечения
Qб = [pic] + Qут. б м3мин
где Qут. б – количество утечек воздуха в блоке. Т. к. в блоке нет
вентиляционных сооружений то Qут.б = 0.
двигателя м3мин q = 5 м3мин для дизельных двигателей [1 с. 106];
Qдвс = 5 · 75 = 375 м3мин > 2103 м3мин.
блоковых выработок составит Qб = 375 м3мин.

3 СПОСОБ ПРОХОДКИ.doc

При подземной разработке месторождений проведение горных выработок
представляет собой весьма важную трудоемкую и дорогостоящую часть горных
работ. Технология проведения горных выработок зависит от многих факторов и
прежде всего от механических свойств пересекаемых горных пород (и прежде
всего их крепости) угла наклона выработки и площади ее поперечного
В зависимости от угла падения пласта и направления проведения выработки
различают проведение горизонтальных наклонных и вертикальных выработок.
В зависимости от крепости пород выработки проводят буровзрывным
способом проходческими комбайнами с помощью гидромеханизации и отбойными
В условиях Старобинского месторождения калийных солей преобладающим
способом проходки горизонтальных и наклонных (с углом наклона до 100)
выработок в настоящее время является комбайновый способ.
Проведение выработок буровзрывным способом рационально лишь при
небольшом объеме проходческих работ на участке сложной гипсометрии пласта
а также при проходке восстающих сопряжений выработок камер различного
Комбайновый способ проведения выработок отличается простотой организации
работ и проходческого цикла а также тем что проходчик освобождается от
многих ручных операций присущих буровзрывному способу проходки.
Комбайн обеспечивает отбойку горной массы и передачу ее на транспортные
средства. Чтобы комбайн не простаивал необходимы: бесперебойная работа
транспорта крепление выработки вслед за забоем хорошая вентиляция
призабойной зоны достаточное количество энергии и своевременное
выполнение других вспомогательных работ в забое.

4 СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТОК.doc

Размеры поперечного сечения горизонтальных и наклонных выработок зависят
от типа и габаритов применяемого для их проходки и при их эксплуатации
оборудования а также от зазоров между ними и крепью.
Форма поперечного сечения горной выработки зависит от материала и
конструкции крепи которые в свою очередь принимаются в зависимости от
срока службы выработки свойств пересекаемых пород величины и характера
горного давления на крепь.
Горизонтальные и наклонные выработки могут иметь прямоугольную
трапециевидную арочную круглую и другие формы.
В соответствии с требованиями «Правил безопасности при разработке
подземным способом соляных месторождений Республики Беларусь» минимальные
поперечные сечения выработок в свету устанавливаются:
а) для главных конвейерных транспортных и вентиляционных выработок а
также выработок предназначенных для механизированной перевозки людей –
м2 при высоте не менее 20м от почвы до крепи или размещенного в
выработке оборудования;
б) для участковых конвейерных транспортных вентиляционных
вспомогательных выработок бремсбергов – 60м2 при высоте не мене 18м от
почвы до крепи или размещенного в выработке оборудования;
в) для вентиляционных восстающих сбоек и других выработок – 15м2.
Все горизонтальные выработки по которым проводится транспортирование
грузов должны иметь на прямолинейных участках расстояния (зазоры) между
крепью или между размещенными в выработках оборудованием и трубопроводами и
наиболее выступающей кромкой габарита подвижного состава не менее 07м
(свободный проход для людей) а с другой стороны не менее 03м. Указанная
ширина свободного прохода для людей должна быть выдержана по высоте
выработки не менее 18м.
В выработках с доставкой людей ленточными конвейерами ширина прохода
людей должна быть не менее: с одной стороны 07м с другой стороны 04м. В
местах установки приводных станций зазор должен быть не менее 10м с обеих
Расстояние от верхней плоскости ленты конвейера до верхняка или кровли
выработки должна быть не менее 05м а у натяжных и приводных головок
конвейера – не менее 06м.
Свободные проходы для людей на всем протяжении выработок должны
устраиваться с одной и той же стороны.
Произведем выбор сечения например конвейерного штрека главного
Минимальная ширина выработки В мм определяется по формуле
где а – минимальный зазор для прохода людей мм;
А – ширина става ленточного конвейера мм;
в – минимальный зазор с неходовой стороны мм.
При транспортировке руды например ленточным конвейером 2ЛУ-120
ширина става которого А = 1650мм
В = 700 + 1650 + 400 = 2750мм
Минимальная высота штрека Н мм определяется по формуле
где h – высота применяемого оборудования имеющего наибольшие габариты
l – необходимый зазор мм.
Минимальная высота штрека определяется размерами подвижного состава.
Учитывая что в шахтных условиях используются автомашины «Mини-Минка»
«Mиди-Минка» «Минка-26» трактора «МТЗ-80» «Амкодор» «Паус» для
расчета минимальной высоты штрека выбираем максимальную высоту кузова
вышеперечисленных машин.
h = 2430мм – для автомашины «Минка-26» l = 500мм
Н = 2430 + 500 = 2930мм
При проходке выработок проходческим комплексом с комбайном ПК-8
рассчитанные параметры обеспечиваются. Форма выработки — арочная с шириной
м и высотой также 3м. Площадь поперечного сечения— 803м2.

Рис. 5.1.dwg

nРис. 5.1. Схема проведения главных направлений:
Условные обозначения:nnn1-главный конвейерный штрек; 2 и 3-главные транспортные штреки; 4 и 5-главные вентиляционные штреки; 6-камера временной натяжной станции; 7-камера привода конвейера; 8-сбойки технологического назначения; А-начало I этапа проходки; В-начало II этапа проходки; с1 с2-секции конвейеров
- последовательность проходки выработок
Условные обозначения:nn123 - панельные и блоковые конвейерные транспортные nnи вентиляционные штреки;nn4 - разгружающая выработка;n5 - стартовый штрек;n6 - очистные камеры;n7 - полукроссинг; n8 - вентиляционные перемычки;n9 - вентиляционный восстающий;n10 - выработки складирования руды.
Рис. 5.1 Типовая технологическая схема камерной системы разработки
- направление движения n свежей струи воздуха;nn- направление движения n отработанной струи воздуха
Условные обозначения:nn1- панельный транспортный штрек; n2 3 и 4- конвейерный вентиляционный и транспортный штреки лавы; n5- разгружающий штрек; n6- вспомогательные выработки.
Принципиальная технологическая схема подготовкиnпанели для варианта валовой выемки Второго nкалийного пласта и слоев II II-III и III Третьего пласта

6 КАЧЕСТВО (блок. выр.).doc

КАЧЕСТВО ГОРНОЙ МАССЫ ОТ ПРОХОДКИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Содержание полезного компонента KCl и нерастворимого остатка Н.О. в
добываемой руде при проходке выработок зависит от площадей вынимаемых
слоев оконтуренных сечением проходимой выработки и определяется с
использованием таблицы 6.1.
Средневзвешенное содержание по выработке KClвыр % определяем по формуле
Sвыр - площадь сечения выработки м2.
Средневзвешенное содержание по выработке Н.О.выр % определяем по
Определим качество горной массы на примере проходки блокового
транспортного штрека. Привязка этой выработки к пласту приведена на рисунке
1. Вначале вычислим площади сечения слоев входящих в штрек.
Определим среднее содержание KCl и Н.О. по блоковому транспортному штреку

рис 5.3.pdf

Условные обозначения:
а - положение перед отправкой самоходного вагона СВ; б - после отправки вагона;
- погружаемая до отправки вагона часть тонкого слоя руды; 2- разрыв в слое
образовавшийся при кратковременной остановке комбайна; 3 - тонкий слой образующийся
после включения комбайна и бункер-перегружателя БП; 2 - разрыв в тонком слое 2
переместившийся на разгрузочный конец; 3 - переместившийся слой 3; q н - объем руды
размещаемый в БП работающем в режиме накопления
Рис. 5.3. Работа комплекса с кратковременными остановками комбайна К

рис 7.4.pdf

Рис. 7.4 . Диаграмма нагрузок-смещений штанг
с различными (1-4) характеристиками:
Р - нагрузка; h - смещение

Содержание.doc

Горно-геологические условия участка проходки выработок
Назначение горных выработок
Качество горной массы от проходки горных выработок
Охрана и крепление выработок
Проветривание выработок
Мероприятия по технике безопасности
Список использованной литературы

рис 6.1 пример.pdf

KCl3=3922% Н.О.3 =1054%
KCl2-3 =21% Н.О.2-3 =1101%
KCl2=3896% Н.О.2=519%
KClп.=KCl 2-3=21% Н.О.п.=Н.О.2-3 =1101%
Рисунок 6.1 - Схема для определения показателей качества по выработке

Общие сведения и расшир. геол.(справоч.).doc

Геологическая характеристика шахтного поля 1 РУ
и разрабатываемых калийных горизонтов. (Рудник 1 РУ)
Шахтное поле 1 РУ расположено в юго-западной части Старобинского
месторождения калийных солей. На западе севере и востоке граничит с
шахтными полями 2 3 и 4 РУ. На юге граница шахтного поля совпадает с
границей распространения Третьего калийного горизонта.
Стратиграфия и литология
В геологическом строении шахтного поля принимают участие
сложнодислоцированные комплексы кристаллического фундамента и осадочный
чехол. Кристаллический фундамент архейско-нижнепротерозойского возраста
залегает на глубине 1600-2400 м. Породы представлены гранитами
гранодиоритами и гнейсами. Осадочный чехол залегает на поверхности
кристаллического фундамента с угловым и стратиграфическим несогласием. В
составе чехла выделяются отложения верхнего протерозоя палеозоя мезозоя и
кайнозоя. Верхний протерозой представлен вендским и рифейским комплексами
в составе которых преобладают песчаники глины и тиллиты. Мощность
отложений верхнего протерозоя составляет 350-400 м. В составе палеозойской
группы выделяют средний и верхний девон. Отложения среднего девона
представлены образованиями наровского горизонта эйфельского яруса и
старооскольского горизонта живетского яруса. Наровский горизонт слагают
глинисто-карбонатные породы мощностью 55-96 м а старооскольский - песчаные
и глинистые породы изредка с прослоями доломитов в подошве мощностью 129-
0 м. В составе верхнего девона выделяются отложения франского и
Для отложений франского яруса характерен глинисто-карбонатный тип
разреза мощностью до 230 м. В верхней части яруса распространены сульфатно-
карбонатные породы ( гипсы ангидриты доломиты ) относящиеся к нижней
соленосной толще. По литологическим особенностям и положению в разрезе
отложения фаменского яруса подразделяются на три толщи: межсолевую верхнюю
соленосную надсолевую. Межсолевая толща представляет собой мощную ( до 185
м ) глинисто-карбонатную пачку.
Верхняя соленосная толща мощностью до 1500 м по особенностям
литологического состава слагающих её пород подразделяется на нижнюю -
галитовую и верхнюю - глинисто- галитовую или калиеносную подтолщи.
Галитовая подтолща представлена найдовскими слоями оресского горизонта
сложенными светло-серой или белой каменной солью с маломощными несолевыми
прослоями преимущественно сульфатно-карбонатного состава. На отложениях
галитовой подтолщи залегает калиеносная подтолща. Подтолща представляет
собой мощную ( до 600 м ) пространственно протяженную пластовую залежь
выклинивающуюся на юге и юго-западе. Строение подтолщи характеризуется
чередованием пачек соляных и несоляных пород. К соляным пачкам приурочены
калийные горизонты. На шахтном поле в составе подтолщи известны четыре
калийных горизонта из которых в настоящее время эксплуатируется второй и
третий. Надсолевая глинисто-мергелистая толща ( ГМТ ) залегает без перерыва
на соленосных отложениях. Контакт с нижележащей толщей обусловлен
процессами древнего подземного выщелачивания. По литологическому составу
ГМТ разделяется на две подтолщи: нижнюю - гипсоносную и верхнюю - глинисто-
мергелистую. Мощность ГМТ колеблется в пределах 230 - 320 м и зависит от
структурного положения участка. В центральной части шахтного поля она как
правило минимальна а на флангах вблизи контура выклинивания -
максимальна. В составе мезозойской группы выделяются юрские и меловые
отложения. Юрские отложения распространены спорадически и представлены
чередованием серых слюдистых и песчанистых глин с прослоями и линзами
песков обогащенных растительными остатками. Отложения меловой системы
развиты повсеместно и представлены преимущественно писчим мелом. В составе
кайнозойской группы выделяются отложения палеогеновой неогеновой и
четвертичной системы. Представлены песчано-глинистыми породами мощностью 50
Старобинское месторождение калийных солей приурочено к северно-
западной центриклинальной части Припятского прогиба в пределах
Червонослободской тектонической ступени. Особенности геологического
строения этой территории обусловлены наличием и развитием обрамляющих ее
региональных разломов. Кристаллический фундамент на площади месторождения
разбит на ряд блоков наклоненных на северо-восток и ступенчато
погружающихся в восточном направлении. Нижние структурные этажи осадочного
чехла унаследуют структурные элементы поверхности фундамента. Ведущей в
строении этих этажей является разрывная тектоника. На месторождении выявлен
ряд субширотных и субмеридиональных блокообразующих тектонических
нарушений которые представляют собой систему ступенчатых сбросов с
суммарной амплитудой 20 - 400 м. Амплитуды от нижележащих к вышележащим
отложениям постепенно затухают. Шахтное поле 1 РУ расположено в пределах
Центрального тектонического блока отделённого от Восточного блока
Центральным тектоническим нарушением. Центральное тектоническое нарушение
имеет субмеридиональное простирание и является нормальным сбросом
плоскость сместителя которого наклонена на юго-восток. Угол падения
сместителя составляет не менее 60 градусов. Установленная амплитуда разлома
на уровне 3 калийного гоизонта составляет 80-100 м. Вверх по разрезу
амплитуда разлома уменьшается и на уровне 2 калийного горизонта составляет
м. Общая ширина нарушенной зоны составляет 30-35 м и сложена блоками
пород с соляными брекчиями на их контактах. В лежачем боку образуются
надразломные антиклинали а в висячем - приразломные синклинали. Вдоль
тектонического нарушения развиваются зоны замещений сильвинитов каменной
солью. На юге шахтного поля геофизическими исследованиями выявлены
тектонические нарушения субширотного простирания которые группируются в
тектоническую зону. Расположена она в основном за пределами площади
распространения калийных горизонтов. Возможно она контролирует
распространение соленосных отложений. В пределах шахтного поля имеет место
несоответсвие структурных планов поверхности соленосной толщи и калийных
горизонтов. С приближением к границам выклинивания глубина залегания
соляного зеркала увеличивается а калийных горизонтов уменьшается.
Поверхность соленосной толщи образует инверсионную структуру формирование
которой связано с процессами древнего подземного выщелачивания активно
протекавшего в краевых частях распространения соленосных отложений и в
зонах разрывных нарушений. При ведении горных работ в подземных
выработках встречено большое количество трещин тектонического генезиса
секущих калийные горизонты. Трещины преимущественно вертикальные смещение
пород по ним отсутствует. Исследованиями установлено две системы таких
трещин согласующихся по простиранию с региональными разломами
обрамляющими месторождение.
Старобинское месторождение расположено в краевой северо-западной части
Припятского артезианского бассейна. В пределах месторождения различают: ·
надсолевый водоносный комплекс в мезозойско-кайнозойских отложениях;·
подсолевый 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 ГМТ. Воды его
преимущественно пресные используются для хозяйственного и питьевого
водоснабжения. Подсолевый водоносный комплекс общей мощностью около 1000м
приурочен к карбонатным породам фаменского и франского ярусов верхнего
девона к терригенным породам среднего девона и верхнего протерозоя
разделенных относительно водоупорными породами ливенского пашийско-
кыновского и пярнуско-наровского горизонтов. Водовмещающие карбонатные
породы верхнего девона характеризуются низкой водообильностью и плохой
проницаемостью. Водоносные горизонты терригенных пород среднего девона и
верхнего протерозоя включают хорошо проницаемые обводненные песчаники
соответственно старооскольского возраста и пинской свиты. Надсолевый и
подсолевый водоносные комплексы разделены породами ГМТ и соленосной толщ
мощностью 500 - 1000м служащих надежными водоупорами обеспечивающими
полную гидрогеологическую закрытость нижнего гидрогеологического этажа.
Взаимосвязь вод надсолевого и подсолевого комплексов исключается как по
площади месторождения так и в зонах дизъюнктивных 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. Гидрогеологические условия
Старобинского месторождения оказались благоприятными для закачки избыточных
рассолов обогатительных фабрик ПО"Беларуськалий" в водоносный горизонт
песчаников пинской свиты верхнего протерозоя.
В пределах шахтного поля 1 РУ развиты 4-е калийных горизонта: первый
второй третий четвертый (сверху вниз) . Залегают они внутри мощных
пачек каменной соли . Представляют собой пластовые залежи полого падающие
в северо-восточном направлении под углом 1 - 3 градуса осложненные на
площадях примыкающих к тектоническим нарушениям а также в зонах
выклинивания калийных горизонтов . Из 4-х калийных горизонтов
разрабатывается 2-й горизонт и нижний сильвинитовый пласт 3-го калийного
горизонта. Запасы 1-го горизонта верхнего сильвинитового пласта 3-го
горизонта и продуктивного пласта выделяемого в разрезе 4-го горизонта
отнесены к забалансовым. Основной причиной некондиционности руд в
большинстве случаев является повышенное содержание вредных примесей - НО и
МgCL2. Южная граница распространения первого второго и третьего калийных
горизонтов имеет постседиментационную природу и обусловлена процессами
древнего подземного выщелачивания. На фоне спокойного погружения кровли
соленосной толщи в южном направлении имеются эрозионные депрессии где в
верхней части соленосных отложений со ляные пачки выщелочены на большую
глубину чем на соседних участках. Выщелачиванию здесь подвергнуты и
калийные горизонты залегающие вблизи кровли соленосной толщи и
прослеживающиеся в низах ГМТ в виде гематитовых прослойков. Этим
обусловлена сложная конфигурация границ выклинивания калийных горизонтов.
Первый калийный горизонт приурочен к 29-й соляной пачке. Распространен в
центральной и северной части шахтного поля. Развит в основном в осевых
частях синклинальных структур субширотного простирания . Глубина залегания
кровли горизонта 352 - 451 м. На север- северо-восток происходит
постепенное погружение кровли горизонта. Горизонт состоит из 5
сильвинитовых прослоев разделенных прослоями каменной соли и глин..
Окраска сильвинитов - красная различных тонов и оттенков. Характерная
особеннасть строения пласта в сосредоточении глин преимущественно в
межслоевой каменной соли в виде прослоев мощностью от нескольких мм до 30
см. Глинистые прослои в сильвинитовых слоях редко превышают 4 мм составляя
преимущественно 2-3 мм. Калийный горизонт можно условно разделить на 2
пачки: верхнюю и нижнюю. Верхняя пачка включает слои 3 3-4 4 4-5 5.
Мощность ее составляет 21-23 м. Нижняя пачка состоит из слоев 1 1-2 2
-3 и имеет мощность 335 м. Мощность верхней пачки уменьшается в северо-
восточном направлении от 23 м до 195 м с изменением содержания KCl от
85% до 2729%. Содержание н.о. в верхней пачке достигает 13-15%. Средняя
мощность горизонта составляет 56 м содержание KCl - 18% н.о. - 19%.
Второй калийный горизонт в пределах шахтного поля распространен
повсеместно. По положению в разрезе соленосной толщи приурочен к 25-ой
соляной пачке. Условия залегания горизонта в границах шахтного поля
соответствуют общей конфигурации соляной толщи всего месторождения а
именно: в южном направлении наблюдается повышение гипсометрического уровня
( абс. отм. подошвы -245м ) а в северо-восточной части калийная залежь
полого погружается на северо-восток под углом 1-3 град. (абс. отм. подошвы
пласта -325). Горизонт представляет собой единый продуктивный пласт
мощность которого составляет в среднем 2.5 м. Он подразделяется на три
слоя: верхний средний и нижний.
Верхний слой состоит из чередующихся прослоев сильвинита и каменной соли
мощностью от нескольких сантиметров до десятков. Мощность слоя в среднем
составляет 0.8м содержание КСl- 40.56% содержание н.о. - 3.64%.
Средний слой ( межпластовая каменная соль ) представлен каменной солью с
редкой вкрапленностью сильвинита и глинистыми прослоями. Мощность слоя
изменяется от 0.5 до 0.7м содержание KCl - 4.65% содержание н.о. - 5.28%.
Нижний слой представлен чередованием прослоев сильвинита каменной соли
и глины. Мощность слоя в среднем составляет 0.9м содержание KCl - 40.52%
содержание н.о. - 2.75%. Для горизонта характерны локальные замещения
сильвинитовых слоев каменной солью. Закономерностей в расположении зон
замещений не установлено. Между Вторым и Третьим калийными горизонтами
залегает мощная толща каменной соли переслаивающейся глинистыми глинисто-
мергелистыми мергелисто-доломитовыми пачками. Здесь выделено два галитовых
пласта представляющих промышленный интерес для получения каменной соли
Второй соляной пласт (-280м) залегает ниже подошвы Второго калийного
горизонта в интервале 00-175 м. Абсолютные отметки подошвы пласта в юго-
западной части составляют - 250.8м в северо-восточной части - -262.4м.
Пласт сложен чередованием сезонных прослоев каменной соли мощностью 5-30
см и галопелитов мощностью от нескольких мм до 15-20 см. Соль каменная
серая оранжево-серая темно-серая мелко-среднезернистая со следами
первичной кристаллизации в различной степени загрязнена глинистым
материалом. Содержание NaCl в пласте изменяется от 5651 % до 9824 % н.о.
- от 084 % до 375 %.
Третий соляной пласт (-305м) залегает ниже подошвы Второго калийного
горизонта в интервале 232-326 м. Абсолютные отметки подошвы пласта в юго-
западной части составляют - 287.9м в северо-восточной части - -290.2м.
Пласт сложен чередованием сезонных прослоев каменной соли мощностью 5-45 см
и галопелитов мощностью от нескольких мм до 5-10 см. Соль каменная от
светло-серой до темно- серой мелко-среднезернистая со следами первичной
кристаллизации в различной степени загрязнена глинистым материалом.
Содержание NaCl в пласте изменяется от 8757 % до 9911 % н.о. - от 024 %
до 974 %. По данным опробования в нижней части пласта выделена
продуктивная пачка мощностью 355-365 м. Селективная выемка слоев каменной
соли слагающих эту пачку позволяет получать пищевую соль 1 и 2 сорта.
Разделяются названные соляные пласты глинисто-карбонатной пачкой мощностью
0-6.5м. На Втором и Третьем пластах каменной соли в настоящее время
ведутся геологоразведочные работы.
Третий калийный горизонт (-430м) приурочен к 13-й соляной пачке. В
пределах шахтного поля распространен повсеместно. Абсолютные отметки
подошвы пласта составляют в южной части -300м в северо-восточном
направлении пласт погружается до абсолютных отметок -520м. Горизонт имеет
трехслойное строение и подразделяется на три пачки (сверху вниз): верхнюю
сильвинитовую; среднюю глинисто-карналлитовую; нижнюю сильвинитовую
(промышленную). Верхняя сильвинитовая пачка представляет собой
горизонтальное переслаивание сильвинита а иногда сильвинито-карналлитовой
породы и каменной соли. Мощность сильвинитовых прослоев колеблется от 0.15м
до 0.30м прослои каменной соли имеют мощность от 0.10м до 0.60м. Мощность
верхней сильвинитовой пачки изменяется от 1.5м (скв.23) до 4.45м (скв.1).
Среднее содержание KCl -17% н.о.-5.45%. Запасы верхней сильвинитовой пачки
отнесены к забалансовым. Средняя глинисто-карналлитовая пачка состоит из
чередующихся прослоев глины карналлитовых сильвинито-карналлитовых пород
и каменной соли. Прослои глины и карналлитовой породы сосредоточены
главным образом в средней части пачки. Мощность прослоев глины колеблется
от 1-2см до 35см карналлита - от нескольких сантиметров до 0.65м. Мощность
средней глинисто-карналлитовой пачки изменяется от 4.45м (скв.26) до 16.7м
(скв.5). KCL=27.65% н.o.=4.75% В разрезе нижней сильвинитовой пачки
состоящей из чередующихся прослоев сильвинита и каменной соли выделено 6
сильвинитовых слоев. Мощность сильвинитовых слоев составляет от 0.18м до
65м каменной соли - от 0.55м до 1.10м. Нижняя сильвинитовая пачка
Третьего калийного горизонта является основным рабочим пластом. Мощность
этой пачки колеблется от 2.0м (скв.5) до 9.05м (скв.13). Среднее содержание
KCl -21.5% н.о.6.67%. Подстилающими породами является каменная соль с
глинистыми прослоями от 1мм до 5-7см мощностью около 7 метров. Далее
залегают глинисто-карбонатные породы с прослоями доломита.
Четвертый калийный горизонт приурочен к 7-ой соляной пачке. Подстилается
и перекрывается горизонт довольно мощными пластами каменной соли. В
пределах Старобинского месторождения он является самым нижним из всех
калийных горизонтов. Границы его распространения на шахтном поле почти
совпадают с границей распространения Третьего калийного горизонта.. Кровля
-го калийного горизонта залегает на глубинах 520-870 м от поверхности
земли и в 160-200м от почвы 3-го калийного горизонта. Общая тенденция
погружения горизонта - на восток. Мощность горизонта изменяется в широких
пределах: от 1-1.5м на юге (область его седиментационного выклинивания) до
-6 м на севере и северо-востоке шахтного поля. Разрез 4-го калийного
горизонта представлен ритмичным чередованием прослоев сильвинита каменной
соли и галопелитов. Для разреза 4-го горизонта характерно наличие прослоев
галопелитов мощностью от долей мм до первых единиц мм . Имеется довольно
большое количество мощных (от 2 до 10см реже 15-20см в отдельных случаях
до 60-90см) прослоев галопелитов. Более мощные галопелитовые прослои обычно
находятся в основании ритмов. Общая тенденция к увеличению глинистости
разреза отмечается с юга на север и северо-восток. Каменная соль горизонта
представлена прослоями от 1-2 до 8-10см чаще 3-8см окрашенными в красный
желтый и оранжевый цвета различных оттенков. В южной и юго-восточной частях
площади распространения горизонта появляются светлоокрашенные разности
каменной соли. Мощность прослоев сильвинитов изменяется от 0.5 -1.0 до 7-
см составляя в среднем 1-5см. Для них характерна красная окраска
различных оттенков. довольно широко распространен и молочно-белый сильвин.
Сближенные группы сильвинитовых прослоев слагают сильвинитовые слои. В
полном разрезе горизонта выделяют до 18 сильвинитовых слоев. В пределах
шахтного поля распространены до 10 слоев. Несмотря на значительную мощность
горизонта и его повсеместное площадное распространение в нем выделены лишь
продуктивных пласта. Основу продуктивных пластов 4-го калийного горизонта
составляют сильвинитовые слои 678 (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 184 до 27м. Содержание
KCL в среднем составляет 35.54% МgСL2 - 0.05% НО - 3.77%. Верхний
продуктивный пласт имеет ограниченное распространение в крайней северной
точке шахтного поля. Мощность его составляет 013м. Содержание KCL-
5 Газоносность пород газодинамические явления геологические нарушения
опасные по выбросам соли и газа
Газ в горных породах слагающих калийные горизонты находится в
микровключенном и свободном состояниях. В составе преобладают азот и
инертные газы доля горючих газов невелика. Газоносность сильвинитов
составляет около 79 мг на 1 кг породы. Скопления свободных газов приурочены
в основном к глинистым прослойкам но иногда вместилищем газов являются
трещины и небольшие пустоты. Газодинамические явления при отработке
шахтного поля приурочены к Третьему калийному горизонту. Выделение газа
происходит при бурении скважин и шпуров в кровлю горных выработок.
Наибольшее количество газовыделений приурочено к глинисто-карналлитовой
пачке. Выбросы соли и газа происходят при проходке горных выработок и
связаны в большинстве случаев с разрывными и складчатыми геологическими
нарушениями в залегании калийных горизонтов. Основными геологическими
структурами опасными по внезапным выбросам являются мульды и
тектонические трещины.
По своему происхождению рассолы появляющиеся при ведении горных работ
на калийных горизонтах делятся на постседиментационные и конденсационные.
Постседиментационные рассолы характеризуются высокой степенью минерализации
(430-520 гл) и содержанием в солевом составе 6-12 гл NaBr. Они приурочены
к 26 глинисто-карбонатной пачке расположенной выше Второго калийного
горизонта. При ведении очистных работ на горизонте зона трещиноватости
достигает пород глинисто-карбонатной пачки. По образовавшимся трещинам
рассолы попадают в отработанное пространство и стекают в направлении
падения горизонта (северо-восток). Небольшие скопления рассолов обнаружены
в глинисто-карбонатной пачке разделяющей Второй и Третий пласт каменной
соли. Конденсационные рассолы отличаются сезонным изменением объемов и
характеризуются средней степенью минерализации (360-390 гл) и содержанием
в солевом составе 05-13 гл NaBr. Наибольший объем конденсационных
рассолов приходится на теплый период года. Рассолы скапливаются в
выработках околоствольных дворов и прилегающих к ним панелях. Особенностью
гидрогеологических условий краевых частей месторождения является наличие в
нижней части разреза ГМТ южнее контура выклинивания Третьего калийного
горизонта обводненных песчаников сформировавшихся в процессе выщелачивания
соленосных песчаников залегающих между Третьим и Четвертым калийными
горизонтами. Обводненные песчаники залегают на расстоянии 130-210 м от
контура выклинивания Третьего калийного горизонта.
КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ШАХТНОГО ПОЛЯ 2РУ
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.
Геологическое строение шахтного поля рудника Второго рудоуправления
особо не отличается от строения всего месторождения. Здесь принимают
участие породы кристаллического фундамента докембрийского возраста 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
(мощностью 20-82 м) являющаяся аналогом верхнефаменской соленосной
формации. Представлена она глинами и мергелями обычно доломитовыми серой
и зеленовато-серой окраски с прослоями гипсо-ангидритовых 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 известняковых 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 1000м и более. Кровля ее вскрыта
многочисленными скважинами на глубинах от 342 до 704м.
Перекрыта субформация отложениями надсолевой девонской толщи (глинисто-
мергелистая толща - ГМТ) контакт которой с соленосными отложениями
обусловлен процессами древнего подземного выщелачивания. Мощность их
колеблется от 230 до 560м. По литологическому составу эта толща разделяется
нижнюю - гипсово-мергельно-глинистую (сульфатную);
верхнюю - глинисто-мергелистую (бессульфатную).
Для нижней части гипосво-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
керогенсодержащих пород (сапропелевые мергели горючие сланцы) и прослои
строматолитовых известняков. В целом для надсолевых девонских отложений
характерна повышенная трещиноватость пород с развитем вертикальных и
горизонтальных трещин выполненных гипсом кальцитом иногда зияющих. Кроме
того наблюдаются интервалы 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 темносерых
слюдистых и песчанистых глин с прослоями и линзами песков обогащенных
растительными остатками. Мощность их существенно колеблется и достигает
м. Распространены они преимущественно в северной части месторождения в
основном в карманах и мульдах проседания возникших в процессе интенсивного
подземного выщелачивания солей. Отложения мела развиты повсеместно и
представлены образованиями сеноманского и туронского ярусов общей мощностью
от 25 до 56м при этом наибольшие мощности приурочены к мульдам
проседания. Сложены они в нижней части песками слабосцеменированными
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
Неогеновые отложения представлены песками кварцевыми тонко-
мелокозернистыми с пластами и линзами глин серых и желтовато-серых иногда
присутствуют пласты и линзы бурого угля. мощность и колеблется от 5 до 65м.
Четвертичный покров мощностью около 50-60м представлен разнозернистыми
песками гравием галькой и валунами изверженных и метаморфических пород с
прослоями моренных и межморенных глин суглинок супесей. Встречается
поверхностный и погребенный торфы.
Шахтное поле рудника расположено в пределах Западного и Восточного
тектонических блоков ступенеобразно погружающихся в восточном направлении.
В настоящее время геофизическими и буровыми работами достаточно полно
изучены субмередиальное Северо-Западное и Западное нарушение а также
Центрально Краснослободское с севера на юг пересекающее площадь
Краснослободского участка с амплитудой смещения пластов от 30 до 100м.
Углы падения сбрасывателя колеблются от 15 до 85 град. Все эти нарушения
затрудняют отработку месторождения создают угрозу прорыва подземных вод в
горные выработки и требуют дополнительных геолого-разведочных работ. Кроме
того вблизи тектонических нарушений увеличиваются углы падения пласта
встречаются трещины разрыва со смещение слоев породы в зоне трещин
брекчированы и наблюдаются замещения сильвинитовых слоев каменной солью. В
южной краевой зоне на участках примыкающих к контурам выклинивания
калийных горизонтов строение пласта характеризуется снижением мощности 3-
го и 4-го сильвинитовых слоев увеличением внутрипластовой каменной соли 3-
снижением содержания KCl и резким воздыманием пласта с углами залегания
Припятского артезианского бассейна. В пределах месторождения различают:
- надсолевой водоносный комплекс в мезозойско-кайнозойских
- подсолевой водоносный комплекс в породах девона и верхнего
Названные водоносные комплексы образуют верхний и нижний
гидрологические этажи которые разделены водоупорными породами глинисто-
мергелистой и соленосной толщ.
Водоносный комплекс в мезозойско-кайнозойских отложениях мощностью 100-
0м относится к зоне активного водообмена и подстилается регионально
выдержанными водоупорными породами ГМТ. Воды его преимущественно пресные
используются для хозяйственного и питьевого водоснабжения. Подсолевой
водоносный комплекс общей мощностью около 1000м приурочен к карбонатным
породам фаменского и франского ярусов верхнего девона к терригенным
породам среднего девона и верхнего протерозоя разделенных относительно
водоупорными породами ливенского пашийско-кыновского и пярнуско-наровского
горизонтов. Водовмещающие карбонатные породы верхнего девона
характеризуются низкой водообильностью и плохой проницаемостью. Водоносные
горизонты терригенных пород среднего девона и верхнего протерозоя включают
хорошо проницаемые обводненные песчаники соответственно старооскольсокго
возраста и пинской свиты. Надсолевой и подсолевой водоносные комплексы
разделены породами ГМТ и соленосной толщи мощностью 500-1000м служащих
надежными водоупорами обеспечивающими полную гидрогеологическую закрытость
нижнего гидрогеологического этажа. Взаимосвязь вод надсолевого и
подсолевого комплексов исключается как на площади месторождения так и в
зонах дизъюнктивных 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 водносного комплекса представлены преимущественно
крепкими рассолами. При отработке в притектонических и краевых зонах на
участках примыкающих к контурам выклинивания калийных горизонтов возможно
наличие рассолопроявлений.
Геологическая характеристика калийных горизонтов шахтного поля
рудника Второго рудоуправления
В пределах разрабатываемого шахтного поля развиты 4 калийных
горизонта: первый второй третий четвертый (счет от поверхности земли).
Залегают они внутри мощных пачек каменной соли. Представляют собой
пластовые залежи пологопадающие в северо-восточном направлении под углом 1-
градуса осложненные на площадях примыкающих к тектоническим нарушениям
а также в зонах выклинивания калийных горизонтов.
Из 4-х калийных горизонтов требованиям кондиций отвечаю 2-й горизонт и
нижний сильвинитовый пласт 3-го калийного горизонта которые отрабатываются
Второй калийный горизонт в пределах шахтного поля залегает на глубинах
от 403 до 533 м с погружение пласта в северо-восточном и северо-западном
направлениях под углом 1-3 градуса. На отдельных участках шахтного поля у
тектонических нарушений угол падения пласта увеличивается от 5-8 градусов.
Мощность его колеблется от 2.46 до 3.07 м и в среднем составляет 2.86 м.
Содержание KCl в пласте изменяется от 26.44% до 31.58% и в среднем
составляет 29.61%. Содержание Н. О. в пласте изменяется от 6.22% до 16.60%
и в среднем составляет 10.13%. По своему строению горизонт четко
подразделяется на три слоя: верхний - сильвинитовый средний - галитовый и
нижний - сильвинитовый. Сильвинитовые слои представляют собой чередование
сильвинитовых и галитовых прослоев в которых встречаются небольшие
прослойки глины. Средняя мощность верхнего и нижнего сильвинитовых слоев
составляет соответственно 0.93м и 1.01м а содержание KCl соответственно
66% и 40.89% Н. О. - 6.22% и 8.10%. Средний галитовый слой состоит из
прослоев каменной соли разделенных прослойками глины. В отдельных прослоях
каменной соли отмечается вкрапленность сильвинита. Мощность среднего
галитового слоя колеблется от 0.81 до 1.08 м и в среднем составляет 0.92 м.
Содержание KCl по слою колеблется от 2.71% до 5.43% и в среднем составляет
95%. Характерным для Второго калийного горизонта является частичное
замещение представляющим собой полное или частичное замещение
сильвинитовых слоев каменной солью. Наиболее часто и на больших площадях
они встречаются в краевых частях шахтного поля и на участках примыкающих к
тектоническим нарушениям. в районе замещения Сильвинитовые слои имеют
меньшую мощность более низкое содержание хлористого калия и несколько
повышенное содержании Н.О. В подстилающих горизонт породах возможно наличие
газа который может проявляться в виде газовыделений при бурении
разведочных скважин и шпуров а также в отработанном пространстве горных
Третий калийный горизонт в пределах шахтного поля залегает на глубинах
от 493 до 688 м с погружением пласта в северном и северо-восточном
направлении под углом 1-3 градуса. На отдельных участках шахтного поля у
тектонических нарушений угол падения пласта увеличивается до 5-8 градусов и
Горными работами горизонт достаточно полно изучен в центральной юго-
восточной и северо-западной частях шахтного поля. В юго-западной части
шахтного поля граница распространения его установлена по данным
геофизических и буровых работ.
На вскрытой части шахтного поля горизонт подразделяется на три пачки:
верхнюю - сильвинитовую
среднюю - глинисто-карналитовую и
нижнюю - сильвинитовую.
Нижняя сильвинитовая пачка представляет собой 2-й продуктивный пласт
в разрезе которого выделяется шесть сильвинитовых слоев разделенных слоями
каменной соли. Промышленное значение имеют II III IV Сильвинитовые слои.
Балансовая мощность по слоям II-IV изменяется от 3.74м до 4.40м и в среднем
составляет 4.18 м. Содержание KCl по слоям II-IV соответственно изменяется
от 16.12% до 25.87% и в среднем составляет 21.33%. Содержание Н.О. по слоям
II-IV изменяется от 2.31% до 9.74% и в среднем составляет 4.89%. На всех
панелях отрабатываемых в настоящее время периодически встречаются
замещения сильвинитовых слоев каменной солью что резко снижает качество
выдаваемой руды. Наиболее часто они встречаются в краевых и
притектонических зонах горизонта. В породах горизонта отмечаются локальных
скопления свободно содержащихся газов количество которых увеличивается в
разрезе снизу вверх а также встречаются "мульды погружения пласта
опасные по внезапным выбросам соли и газа. Особую опасность представляет
наличие горючих газов выделяющихся в отработанном пространстве горных
выработок и лав. Соленосные отложения над кровлей калийных горизонтов
являются естественной водозащитной толщей. мощность их в северо-восточной
части шахтного поля над Вторым и Третьим калийным горизонтами достигает
соответственно 150 и 275 м с постепенным выклиниванием в южном направлении.
В результате проведения специальных комплексных исследований выполненных
на месторождении установлено что большая часть глинисто-мергелистой толщи
безводна и водоупорна и слагающие ее породы обладают хорошими
водозащитными свойствами. Мощность водоупорной части ГМТ изменяется от 180
до 300 м увеличиваясь в северо-западном направлении. Таким образом общая
мощность водозащитной толщи составляет 200-350м над кровлей Второго
калийного горизонта и 240-500 м над кровлей Третьего калийного горизонта.
Краткая геологическая характеристик
Шахтное поле Третьего рудоуправления расположено в северо-восточной части
Старобинского месторождения калийных солей. На западе оно непосредственно
примыкает к шахтному полю Второго рудоуправления на юге и юго-востоке - к
шахтным полям Первого и Четвертого рудоуправлений. Общая площадь горного
отвода с учетом принятых изменений ранее существующих контуров составляет
690.0 тыс.м2 по II и 93100.0 тыс.м2 по III калийному горизонту.
В геологическом строении рудного поля принимает участие следующие литолого-
стратиграфические образования (сверху-вниз):
а) четвертичные отложения представленные плотными разнозернистыми
песками с незначительной примесью валунов и гальки;
б) отложения неогена представленные плотными глинами и мелкозернистыми
песками с остатками флоры. Встречаются линзы бурого угля;
в) отложения палеогена представленные глауконитовыми мелкозернисты
и песками с содержанием хорошо
окатанного мелкозернистого гравия;
г) верхнемеловые отложения представленные писчим мелом и мелкозернистым
д) отложения верхнего девона представленные глинами мергелями
доломитами и песчаниками с хорошо выдержанными пластами каменной соли и
глинисто-карбонатных пород. Эти породы объединяются в две свиты: глинисто-
мергелистую и соленосную. К отложениям последней приурочены горизонты
На шахтном поле Третьего рудоуправления 2-й и 3-й калийные горизонты имеют
повсеместное распространение. Глубины их залегания колеблются от 480 до 648
м для второго калийного горизонта и от 670 до 856м - для третьего.
Горные работы ведутся в пределах Центрального блока ограниченного с запада
Северо-Западным с севера Северным и с востока Центральным тектоническими
нарушениями. На юге Центральный блок ограничен зоной выклинивания калийных
По Северо-Западному нарушению амплитуды смещений подсолевых пород у зоны
сочленения с Северным нарушением достигают 200-З00м; в центральной его
части амплитуды смещений составляют 100-150м. Вверх по разрезу соленосной
толщи амплитуды смещений уменьшаются. На уровне III калийного горизонта они
изменяются от 100-200м в северной части нарушения до 50-100м - в
центральной. На уровне II калийного горизонта амплитуды смещений пород
составляют до 50м в центральной части нарушения. Углы падения плоскости
сместителя колеблются в пределах 50-70°.
Зона Северного субширотного нарушения ограничивает с севера зону
распространения соленосной толщи и калийных горизонтов. Амплитуда смещений
пород по Северному нарушению составляет 50м на уровне Третьего калийного
горизонта. К востоку нарушение подвержено виграции.
Южная его ветвь прослеживается в поле распространения соленосных отложений
до Центрального нарушения северная - вдоль контура выклинивания соленосной
толщи. Амплитуды смещения пород по нарушению в центральной части
составляют: на уровне подсолевых отложений 140-160м на уровне IV калийного
горизонта 110м и между II и III калийными горизонтами порядка 70м. Угол
падения плоскости сместителя – 60° Азимут падения 180-190 град. Зона
Северного нарушения характеризуется ступенчатым строением с максимальными
значениями амплитуд сбросов в западной части 350-400м. По мере удаления на
восток амплитуды уменьшаются на 1 - 2 порядка.
По Центральному тектоническому нарушению амплитуды смещения подсолевых
пород составляют 50-200м наиболее значительны они у зоны Северного
нарушения. В пределах распростанения калийных горизонтов в северной части
нарушения значения амплитуд 75-150м в южной – 50-100м. Угол падения
плоскости сместителя 50-70 ° Азимут падения от 90 до 130 град . В пределах
Третьего калийного горизонта в западной части шахтного поля имеет место
распространение сети трещин малоамплитудного (МАН) широтного тектонического
нарушения. Амплитуда сброса на уровне нижней промышленной сильвинитовой
пачки колеблется от 0.1 до 2 метров. Угол падения 45-60 град. Азимут
падения 190 град юз. Отмечаются места осложнения линии тектонического
нарушения структурами «мульда погружения» что увеличивает амплитуду сброса
до 2.8-3.0 метров. Протяженность МАН составляет 2 км. Видимые признаки МАН
теряются в районе охранного целика скважины №19.
В пределах Старобинского месторождения выделяются следующие водоносные
горизонты и комплексы:
водоносный комплекс кайнозойских отложений.
водоносный горизонт туронских отложений верхнего мела.
водоносный комплекс отложений сеноманского яруса верхнего мела и
водоносный горизонт в песчаниках ГМТ верхнего девона.
Водоупорные породы ГМТ верхнего девона.
Водоупорные породы соленосной толщи верхнего девона
Водоносный комплекс в карбонатных породах верхнего девона.
Водоносный комплекс в терригенных породах верхнего и среднего девона и
в песчаниках верхнего протерозоя.
Водозащитная толща в пределах шахтного поля имеет повсеместное
распространение и представлена водоупорными породами ГМТ и соленосной
толщи. Максимальная мощность ее (до 400 м) приурочена к центральной части.
Минимальная - установлена в северо-западной и юго-восточной частях шахтного
поля по 260 и 350м соответственно.
Водоупорные породы ГМТ по литологическому составу подразделяются на 2
представлены мергелями и аргиллитоподобными глинами с прослоями доломитов
реже алевролитов песчаников известняков и конгломератов. Кровля
глинисто-мергелистой свиты неровная размытая залегает с угловым и
стратиграфическим несогласием.
Гидрогеологические условия ГМТ на Старобинском месторождении довольно
детально исследовались при проходке шахтных стволов 4-х рудоуправлений и в
ряде поисковых разведочных и специальных скважин. Этими исследованиями
установлено что ГМТ в пределах шахтных полей обводнена только в верхней
своей части на глубину 50-100м. Средняя и нижняя части толщи безводны и
водоупорны. Водоносный горизонт заключенный в верхней части ГМТ относится
к трещинно-пластовым и обладает напором. Пьезометрические уровни
устанавливаются на глубинах 7.8-23.3 м. Дебит с глубиной уменьшается и
составляет от 3.2м3сут до 0.013м3сут.
Воды солоноватые с минерализацией 7.1 гл по преобладающим
компонентам сульфатно-хлоридно-натриевые.
Исключение составляет северо-западная часть месторождения где в
нижней части ГМТ в пределах границ распространения третьего калийного
горизонта выявлены локальные скопления рассолов приуроченные к тонким
прослоям песчаников и сульфатно-карбонатных пород. Дебиты скважин
изменяются от 0.48 до 8.6 м3сут. Пьезометрические уровни устанавливаются
вблизи земной поверхности или выше ее. Интервалы обводненных пород содержат
высококонцентрированные рассолы хлоридно-натриевые с минерализацией 21-
Водоупорные породы соленосной толщи подстилающие породы ГМТ
представлены переслаивающими пачками каменной соли и карбонатно-глинистых
пород . В пределах шахтных полей и на примыкающих площадях они безводны и
Падение пластов преимущественно северо-восточное угол падения
моноклинали 1-3°. На отдельных локальных участках углы падения и воздымания
достигают 6-7° и возможно приурочены к малоамплитудным нарушениям в
подсолевых отложениях. Значительное усложнение гипсометрического залегания
продуктивных пластов имеет место в притектонической зоне Северного сброса
где углы воздымания превышают 24° без существенного изменения в строении и
качественном составе сильвинитовых слоев. Горизонты калийных солей
достаточно изучены запасы утверждены в ГКЗ и ЦКЗ в разные годы по
промышленным категориям.
Пласт второго калийного горизонта (гор.-420м) состоит из верхнего и
нижнего сильвинитовых слоев и межпластовой каменной соли. Средняя мощность
пласта по шахтному полю составляет 267 метра среднее содержание КС1-26
%нерастворимого в воде остатка - 667%.Неравномерно по всему горизонту
встречаются площади пониженного содержания КСl - зоны замещения. Они имеют
различные размеры (от 2-3 до 200-250 м) и изометрические очертания в плане
характеризуются частичным или полным замещением пластов сильвинита каменной
солью. Обычно в таких зонах руда бывает некондиционной (содержание КСl
менее 16%) и выемке не подлежит. Оконтуривание зон замещения вызывает
определенные трудности в прогнозировании качества полезного ископаемого при
существующей плотности горных выработок и разведочных скважин.
Пласт III калийного горизонта (гор.-620м) состоит из 4-х сильвинитовых
слоев и заключенных между ними слоев каменной соли. Первый и четвертый
сильвинитовые слои не по всей площади горизонта включены в подсчет запасов
т.к. по отдельным разведочным скважинам не соответствуют утвержденным
кондициям. Таким образом суммарная мощность продуктивного пласта
колеблется от 2.18м до 593м. Среднее содержание KCl по горизонту утв. в
ГКЗ СССР составляет 2683% нерастворимого в воде остатка – 6 64%.
Неравномерно по всей площади третьего калийного горизонта встречаются
воронкообразные прогибы слоев т.н. "мульды погружения". Эти геологические
аномалии являются аккумуляторами газов под большим давлением и тем самым
создают опасность газодинамических выбросов и недопустимую концентрацию
горючих газов в выработках при эксплуатации горизонта.
Кроме этого имеют место: обрушения пород кровли сопровождающихся
газовыделениями; отжимы призабойной части пород сопровождающегося звуковым
эффектами иногда разрушением и выносом разрушенной породы в горную
Вмещающие породы и разрабатываемые пласты обоих горизонтов содержат в
микровключенном и свободном виде природные газы в состав которых входят:
метан тяжелые углеводороды водород и др. Скопление свободных газов
встречается в двух формах: приконтактные (прикоржевые) и гнездовые
(очаговые) давление газа в очаговых скоплениях достигает 9МПа.
Распределение газов их количественный и качественный состав в пределах
выемочных полей пластов участков крайне неравномерны и носят локальный
характер. Газоносность пород по горючим газам колеблется от 0 до 03-04
мЗ. При вскрытии гнездовых скоплений газов шпурами горными выработками и
т.д. возможны внезапные выделения газа в т.ч. и выбросы соли. Скопления
газа возможны также в зонах обрушения и в отработанном пространстве.
Поэтому пласты калийных горизонтов отнесены (в установленном порядке) к
числу опасных по горючим газам.
На обоих горизонтах на площадях приуроченных к выемке продуктивного
пласта длинными очистными столбами как правило ожидается приток отжимных
седиментационных рассолов высокой плотности
Рассолопроявления при разработке калийных залежей на руднике
наблюдаются в подземных горных выработках. Они связаны с отжатием
защемленных остатков поровых растворов из карбонатно-глинистых пород
соленосной толщи. Дебиты подземных восстающих скважин вскрывших карбонатно-
глинистую пачку над вторым калийным горизонтом на полную мощность
составляют 0.5-1 лсут.
Минерализация рассолов 430-520гл По преобладающим компонентам они
хлоридно-кальциево-магниевые и относятся к метаморфизованным
седиментационным водам сохранившимся в пористом коллекторе глинистых пород
По II калийному горизонту притоки рассолов достигают значительных объемов
(до 5 м3 сутки по отдельным режимным пунктам наблюдения) что требует
дополнительных затрат для отвода и захоронения избыточных вод.
По III калийному горизонту приток рассолов незначителен (до 0.1м3сутки) и
не препятствует технологическому процессу.
1 Геологическое строение шахтного поля 4РУ
Шахтное поле Четвертого рудоуправления расположено в юго-
восточной части Старобинского месторождения калийных солей. На западе
оно примыкает к шахтным полям 1 и 3 рудоуправлений на востоке - к 5
шахтному полю на севере - ограничено границей горного отвода на юге -
границей выклинивания 3 калийного горизонта. Площадь горного отвода
составляет 240 кв. км.
В пределах шахтного поля 4РУ выделены четыре основных калийных
горизонта относительно равномерно распределенных в разрезе. Расстояние
между I и II горизонтами составляет 62-85 м; II и III - 161-256 м; III и
Калийные горизонты представляют собой пластовые залежи которые на
большей части шахтного поля имеют моноклинальное залегание с падением
пластов на северо-восток. Состоят они из сильвинитовых слоев
переслаивающихся со слоями каменной соли. В отдельных горизонтах
значительное место занимают прослои соляной глины а в третьем горизонте
имеются прослои карналлитовой породы.
По крепости соляные породы Старобинского месторождения относятся к
породам ниже средней крепости и приближаются к крепким углям однако
значительно превосходят их по вязкости и пластичности. Сопротивляемость
резанию составляет 350-450 кНм. Энергоемкость разрушения сильвинита около
Сильвинитовые слои представляют собой тонкое чередование прослойков
собственно сильвинита иногда карналлит-сильвинитовой и сильвин-
карналлитовой породы (4-12 см) и слоев каменной соли (1-15 см). Запасы I-
го и IV-го калийных горизонтов отнесены к забалансовым. Калийный пласт IV-
го горизонта рассматривается как перспективный для последующего освоения.
Кроме того за границами горного отвода действующих рудников разведаны
значительные запасы калийных солей которые в перспективе ПО
Беларуськалий" планирует к отработке. Ведется отработка II и III калийных
В геологическом строении шахтного поля принимают участие породы
кристаллического фундамента и осадочного чехла. Первые по данным геолого-
геофизических исследований залегают на глубинах 2000-3000 м. и
представлены гранитами диоритами и разными по составу гнейсами.
В пределах шахтного поля наиболее древними отложениями осадочного
чехла являются породы данково-лебедянского горизонта фаменского яруса
верхнего девона. По литологическому составу горизонт делится на три свиты:
доломитово-ангидритовую (подсолевую) соленосную и глинисто-мергелистую
(надсолевую). Подсолевая свита представлена в основном доломитами и
доломитизированными известняками с отдельными маломощными прослоями
ангидритов и гипсов глин песчаников алевролитов. Залегает она на глубине
0 - 1300 м. Мощность ее 80-100
На подсолевых отложениях залегает соленосная свита. Поверхность ее
имеет сложную гипсометрию и испытывает общее северо-восточное погружение
на фоне которого встречается множество локальных поднятий и понижений.
Глубина залегания свиты колеблется от 360-425 м (на западе и юге) до 555-
5 м (севере и северо-востоке). Мощность свиты колеблется от 200 м до
0 м (на северо-востоке). Соленосная свита представлена чередованием
выдержанных пластов каменной соли межсолевых глинисто-карбонатных пород.
В центральной части выделяется до 22 соляных пластов мощность которых
колеблется от 2 до 52 м. Соленасыщенность свиты составляет 64-67%. В
восточной части шахтного поля одновременно с увеличением мощности
соленосной свиты увеличивается количество соляных пластов. В этом же
направлении повышается соленасыщенность и калиеносность свиты. К отдельным
соляным пластам указанной площади приурочены 4 основных калийных горизонта
а у северо-восточной границы появляются новые (промежуточные) калийные
Соленосная толща повсеместно перекрыта надсолевой глинисто-
мергелистой свитой глубина залегания кровли которой колеблется от 105 до
( скв.118 и 226) а мощность - от 242 до 445 м ( скв.224 и 163). Свита
сложена разными по составу мергелями и аргиллитоподобными глинами.
Юрские отложения представлены песчано-глинистыми породами глубина
залегания которых варьирует от 114 м (скв.162 и 306) до 157 м ( скв. 191)
средняя мощность - около 15 м. Они перекрываются мезо-кайнозойскими
отложениями суммарная мощность которых составляет 40-140 м. Отложения
кайнозоя представлены различными по составу песками глинами суглинками
Тектоника Старобинского месторождения изучена еще недостаточно.
Основные же особенности структурно-тектонического строения шахтного поля
РУ сводится к следующему:
Территориально шахтное поле 4РУ приурочено к центральной впадине
краевой северо-западной части Шатилковской депрессии Припятского
прогиба. Впадина ограничена на севере Играевским на юге - Ганцевичско-
Старобинским поднятиями. Центральная впадина имеет синклинальную
ассиметричную форму с пологим южным и крутым северным крыльями восточно-
юго-восточного простирания. В структурном отношении рассматриваемое
поле приурочено к южному крылу центральной впадины. По залеганию Второго и
Третьего горизонтов отчетливо намечается падение пластов в северо-
восточном направлении. Угол падения 1030 - 30.
По данным Блецко В.С. и Зеленцова И.И. (1970) в центральной впадине
намечается ряд структур третьего порядка. Это относится к западной части
поля где по данным эксплуатационной разведки установлено наличие
Центрального тектонического нарушения субмеридионального направления по
которому в настоящее время проходит западная граница шахтного поля.
По данным гидрогеологических исследований установлено что в верхней
части осадочной толщи формируется зона активного водообмена а в нижней
Первая зона связана с четвертичными неоген-палеогеновыми меловыми и
юрскими отложениями. Мощность ее составляет 130-182 м. Воды зоны
используются для питьевых и хозяйственных нужд.
Зона замедленного водообмена приурочена в основном к верхнедевонским
отложениям в пределах глинисто-мергелистой соленосной и подсолевой свит.
До недавнего времени считалось что глинисто-мергелистая толща
обводнена лишь в верхней части (50-100 м) т.е. до глубины 200-210 м от
дневной поверхности. Обводненность ее обусловлена наличием мелких трещин и
прослеживается только до кровли гипсоносной подсвиты. Но в последнее время
появились новые данные об обводненности глинисто-мергелистой толщи.
Гидрогеологическими исследованиями 1987-1991г. в скважинах №№ 763г 764г
5г 766г 770г в районе сопряжения Центрального и Северного тектонических
нарушений установлена обводненность пород глинисто-ангидритовой части ГМТ у
ее контакта с соленосными отложениями. Притоки изменялись от 3 до 10 лчас.
Величина минерализации подземных вод составляет около 305 гл. В 1993г.
Центральной геофизической экспедицией по результатам переинтерпретации
материалов сейсморазведочных работ была построена структурная карта
поверхности соленосной толщи. На поверхности соленосной толщи авторами
выделены глубокие врезы субмеридионального направления у Центрального
тектонического нарушения (вблизи скважины109) и в северной части шахтного
поля. Образование их объясняется древними процессами подземного
выщелачивания. Кроме того высказано предположение о возможном наличии в
таких переуглублениях скоплений рассолов в нижней части глинисто-
мергелистой толщи. В местах таких врезов мощность соленосных отложений над
разрабатываемым Вторым калийным горизонтом сокращается до 25м и менее.
Наличие рассолов и незначительной мощности соленосных отложений над Вторым
калийным горизонтом может привести к значительным осложнениям при ведении
горных работ. В 1997г. с целью установления вреза в соленосной толще и
наличия рассолов в нижней части глинисто-мергелистой толщи была пробурена
специальная гидрогеологическая скважина 784г которая подтвердила наличие
вреза в кровле соленосных отложений и рассолов нижней части ГМТ. В
интервале глубин 500-550м был выделен интервал водосодержащих пород
рассолы высокоминерализованные с минерализацией до 310-323 гл хлоридно-
натриевого типа. Дебит скважины составил 0.88-0.99 куб. мсутки.
Водосодержащие породы обладают низкими фильтрационными характеристиками:
коэффициент фильтрации составляет 00000592 - 00000632 куб.мсут.
Коэффициент водопроводимости 000074 - 000088 кв.м сут.
В пределах соляной свиты воды не встречены. Эта толща является
В водоносном слое подсолевой свиты содержатся подземные воды хлоридно-
натриевого типа с общей минерализацией свыше 150 гл. Водообильность
этого горизонта не значительна.
5 Качественная характеристика калийных горизонтов
Первый калийный горизонт распространен у северной границе в широтной
полосе шириной 3-4км и в центральной части поля на локальном участке в
районе скважин 214 215 217 188 и 306. Площадь распространения около 68
Второй калийный горизонт присутствует в северной половине шахтного
поля на площади около 136 кв. км.
Третий калийный горизонт прослеживается на всей площади шахтного поля
Четвертый калийный горизонт распространен на большей части шахтного
поля (около 133 кв. км) отсутствует он в южной части поля в широтной полосе
Второй калийный горизонт сложен двумя слоями слоистого сильвинита
разделенными слоем каменной соли. Мощность нижнего сильвинитового слоя
колеблется от 031м до 112м верхнего – от 038м до 121м промежуточной
каменной соли – от 040м до 075м. По всему горизонту отмечаются
миллиметровые прослои соляной глины в средней части горизонта до 3см.
Кровля горизонта залегает на глубинах от 41858 (скв 118) до 81756м (скв
3). Абсолютные отметки кровли составляют -27325м – -66087м. Мощность
горизонта колеблется от 15м до 292м. На большей части шахтного поля
мощность составляет 185-215м средняя – 193м. Содержание KCL меняется от
51% (скв 154) до 3269% (скв 203) и в среднем по промышленным категориям
запасов составляет 2555%; нерастворимого в воде остатка – от 160% (скв
3) до 794% (скв 128) в среднем по промышленным категориям запасов –
Третий калийный горизонт состоит из трех пластов:
- нижнего сильвинитового
- среднего глинисто-карналлитового
- верхнего сильвинитового.
Кровля горизонта залегает на глубине от 44485м (скв119) до 107536м
(скв 143). Абсолютные отметки изменяются от –29908м до –91867м. Мощность
горизонта у южной границы поля составляет 118-1755м к северу она
возрастает до 26-28м. В большинстве скважин мощность его составляет 20-25м.
Нижний сильвинитовый пласт (продуктивный) имеет мощность от 207м до
м содержание KCL от 1576% до 3509% нерастворимого в воде остатка от
5% до 2388%. Средние величины указанных параметров для запасов
промышленных катогорий следующие: мощность – 482м содержание KCL – 2453%
и содержание Н. О. – 738%. Кровля пласта залегает на глубинах от 4582м
(скв 119) до 109511м (скв 168). Абсолютные отметки составляют -31243
(скв 119) и -93842 (скв 163). В разрезе его выделяют от 4 до 6
сильвинитовых слоев (мощность от 015м до 140м) которые разделены слоями
каменной соли (мощностью 04-12м). Слои пронумерованы снизу вверх.
Наибольшую мощность имеет 4 сильвинитовый слой (10-14м). Наиболее
выдержаны на площади горизонта нижних четыре сильвинитовых слоя. Пятый
сильвинитовый слой в некоторых скважинах отсутствует а шестой встречается
лишь в отдельных скважинах. Сильвинитовые слои сложены полосчатым
сильвинитом в верхней части пласта встречаются гнезда и прожилки
карналлита. В сильвинитовых и в слоях каменной соли имеются прослои соляной
глины мощностью от нескольких мм до 8см количество которых возрастает по
разрезу снизу вверх. В северной и восточной частях шахтного поля
наблюдается обогащение нижнего пласта глинистыми прослойками. Особенно это
сильно проявлено выше кровли 4 сильвинитового слоя где непосредственно над
указанным слоем залегают породы глинисто-карналлитового пласта.
Глинисто-карналлитовый пласт имеет мощность 5-7м у южной границе
шахтного поля мощность его уменьшается до 3м. Состоит пласт из чередующихся
прослоев глин карналлита сильвинит-карналлитовых пород и каменной соли.
Мощность прослоев глин колеблется от нескольких до 80см карналлита – от
нескольких мм до 70см каменной соли – от нескольких см до 25см сильвинит-
карналлитовой породы – 10-20см. Суммарная мощность карналлитовых прослоев
Верхний сильвинитловый пласт имеет мощность 7-10м. Он представлен
чередованием прослоев каменно2й соли (03-10м) и пачек сильвинит-
карналлитовых пород (10-08м) и отдельных прослоев сильвинита. Отмечаются
прослои глин мощностью от нескольких мм до 10см. Верхний сильвинитовый
пласт обогащен карналлитом. Сверху вниз содержание карналлита
увеличивается. Карналлит находится в виде вкрапленности и прослойков
6 Газодинамические проявления и тектонические нарушения
Опыт работы рудников за период эксплуатации Старобинского
месторождения показал что при производстве горно-подготовительных и
очистных работ имеет место различного рода осложнения калийных горизонтов
амплитудные тектонические нарушения газодинамические проявления
осложняющие отработку калийных горизонтов.
В 1980 - 2002 годах при подготовке и очистной выемке на горизонте
-440 м а так же при бурении шпуров и разведочных скважин отмечалось
выделение газа. Всего за указанный период отмечено 24 случая. В
соответствии с нормативными документами согласованными с
Госпроматомнадзором Республики Беларусь Второй калийный горизонт является
не опасным по выбросам соли и газа.
1 Общие сведения о месторождении
Старобинское месторождение калийных солей находится на территории
Солигорского Любанского и Слуцкого районов Минской области Республики
В связи с освоением месторождения где сейчас работают четыре
рудоуправления построен промышленный центр г.Солигорск с населением около
В 8 км от него к юго-западу расположен г.п. Старобин в 40 км к
востоку – город Любань и в 35 км к северу г.Слуцк.
Город Солигорск связан с г.Слуцком асфальтированным шоссе. Также в
районе месторождения с запада на восток проходит шоссейная дорога Красная
Слобода –Бобруйск. Кроме того территория месторождения пересекается густой
сетью грунтовых дорог связывающих населенные пункты находящиеся на
В центральной части месторождения расположена станция «Калий»
Белорусской железной дороги которая связывается со станцией Слуцк.
Последняя соединяет два крупных железнодорожных узла Барановичи и
В г.Солигорске помимо объектов горнохимической индустрии
функционируют: завод железобетонных конструкций ТЭЦ завод по ремонту
горного оборудования предприятия легкой и пищевой продукции. Также здесь
имеется мощная строительная база.
Предприятия и населенные пункты получают электроэнергию от общей
кольцевой энергетической системы Европейской части СНГ .
Район месторождения пересекают межрайонные высоковольтные линии
напряжением 110 и 35 тыс. вольт и сеть высоковольтных линий напряжением 10
тыс. вольт. Водоснабжение населения и промышленных предприятий
осуществляется колодцами и скважинами эксплуатирующими подземные воды
девонских третичных и четвертичных отложений. Местные топливные
энергетические ресурсы – дрова и торф.
В районе имеются месторождения стройматериалов (кирпично-черепичное
сырье песчано-гравийный материал строительные пески и др.) часть из
которых в настоящее время разрабатывается.
Рельеф района равнинный осложненный небольшими грядами и холмами с
отдельными заболоченными низинами покрытыми сетью мелиоративных канав.
Абсолютные отметки колеблются от 138 до 173м.
Территория месторождения покрыта густой сетью рек и ручьев. Главной
водной артерией является р.Случь с притоком Морочь.
На р.Случь в южной части месторождения создано искусственное
водохранилище являющееся источником технического водоснабжения предприятия
Климат района умеренно-континентальный характеризующийся прохладным
продолжительным летом и умеренной теплой зимой.
Зимний период характеризуется крайне неустойчивой температурой
частой сменой морозов и оттепелей.
Средняя температура самого холодного месяца января составляет 6
град. высота снежного покрова составляет около 18 см. Лето характеризуется
умеренной температурой обильными осадками. Среднемесячная температура
самого теплого месяца июля +18 град.
Среднее количество осадков колеблется от 500 до 680 мм в год причем
максимальное их количество выпадает в июле (70-110 мм). Направление ветров
преимущественно западное.
Основной отраслью народного хозяйства является сельское хозяйство
добыча и переработка калийных солей. Под сельскохозяйственные угодья
освоена преобладающая часть территории месторождения (свыше 70%). Остальная
часть особенно на юге и востоке покрыта лесными массивами а по долинам
рек и заболоченным местам – кустарником.
Почвы района в основном подзолистые и торфяно-болотистые и являются
труднопроходимыми в осенне-весенний период и во время дождей.

5 Технология проходки (блоковые выработки).doc

5 Технология проходки
Выработки проводимые комбайнами можно разделить на короткие и
К протяженным выработкам относятся главные и панельные штреки.
Протяженные выработки обычно проектируются и проводятся комплексно по
несколько выработок расположенных параллельно одна другой.
На рисунке 5.1 представлена типовая технологическая схема камерной
системы разработки которая предусматривает отработку Второго калийного
пласта и слоев II II-III и III Третьего пласта с применением для очистных
работ комбайнов типа «Урал –10 КС».
Односторонняя панель подготавливается тремя панельными выработками:
конвейерным 1 транспортным 2 и вентиляционным 3 штреками. Очистные работы
ведутся одновременно в двух-трех блоках. Для этого через каждые 180-200м
нарезаются блоковые конвейерный 1 транспортный 2 вентиляционный 3
разгружающий 4 и стартовый 5 штреки. Размеры камер разворота комбайнов
(горловин) для засечки очистных камер определяются паспортом исходя из
конкретных параметров выемки. Для разделения свежей и исходящей струи
воздуха панельный вентиляционный штрек 3 под блоковыми выработками
проводится с полукроссингом 7. Последний ограждается от свежей струи
вентиляционными перемычками 8 и сбивается с блоковым вентиляционным штреком
восстающим 9. Пустая порода от проходки полукроссингов складируется в
специально пройденную для этих целей выработку 10. Свежая струя воздуха
поступает по панельным и блоковым конвейерным 1 и транспортным 2 штрекам
омывает очистные забои затем через блоковый вентиляционный штрек 3
восстающий 9 полукроссинг 7 поступает на панельный вентиляционный штрек и
далее к вентиляционному стволу.
Для обеспечения устойчивого состояния панельных выработок на весь
срок службы ширина целиков между ними зависит от глубины разработки и
должна приниматься следующей:
на глубине 400 ÷ 600м – 30м;
Ширина целиков между блоковыми выработками также зависит от глубины
ведения горных работ и принимается с таким расчетом чтобы обеспечить их
устойчивость на период отработки блока.
В случае применения разгружающих выработок ширина ленточных целиков
оставляемых между разгружающей и охраняемой выработками должна составлять
Разгружающая выработка проводится первой в группе и вслед за ней
последовательно все остальные.
Панельные и блоковые выработки должны располагаться по возможности
в прочных породах (кровля II и III типов) под монолитными слоями каменной
соли или сильвинита мощностью не менее 025м. Привязка выработок в пределах
конкретного участка ведения работ уточняется расчетом. При невозможности
обеспечить в принятом варианте устойчивость подготовительной выработки
рассматриваются другие варианты связанные в частности с оставлением в
кровле более прочной защитной пачки пород увеличением размеров охранного
целика поэтапным проведением выработки и т. п.
Обычно протяженные и параллельные между собой выработки проводят
поэтапно заходками длина которых определяется не только условиями
транспорта непосредственно у забоя но и транспорта выдающего горную массу
по всей длине выработки. Поскольку рациональная длина транспортирования
самоходного вагона сравнительно невелика и не превышает обычно 200-300м то
при большей длине выработки составят последовательно несколько самоходных
вагонов работающих с перегрузкой горной массы.
На примере проходки блоковых выработок в рассматриваемой схеме длина
заходки определена размерами подготавливаемого к отработке блока и равна
Последовательность проведения блоковых выработок следующая:
разгружающий конвейерный транспортный стартовый и вентиляционный штреки
а также сбойки между ними.
В работе участвует один комплекс «Урал-10 КС» а доставка руды
осуществляется на панельный конвейерный штрек.
Технология проходки выработок главных направлений рассматривается для
случая работы комплекса в типовом составе: комбайн бункер-перегружатель
самоходный вагон (К+БП+СВ). В этом составе комплекс обслуживается
машинистом комбайна который управляет комбайном и бункером –
перегружателем а также машинистом самоходного вагона. Самоходный вагон
может разгружать породу на скребковый или ленточный конвейер.
Техническая характеристика проходческо-добычного комбайна «Урал-10 КС»
приведена в таблице5.1 бункера-перегружателя БП-14 – в таблице 5.2
самоходного вагона 5ВС-15М – в таблице5.3 скребковых конвейеров СП-202 и
СП-301 – в таблице 5.4.
Таблица 5.1–Техническая характеристика проходческо-добычного комбайна
Наименование показателей Величина
Производительность при выемке калийной соли тмин 40
Размеры сечения выработок м:
Площадь сечения выработки м2 83; 94; 105
Угол наклона проходимой выработки градусы ±12
Минимальный радиус закругления выработки м 15
Величина подъема и опускания фрез относительно
опорной поверхности гусениц мм ±110
Исполнительный орган Планетарно-дисковый
Максимальная скорость резания мс 245
Ходовая часть Гусеничная
Максимальная скорость движения мч 120
Электрооборудование Взрывобезопасное
Питающее напряжение В 660
Число питающих кабелей 2
Число электродвигателей 11
Суммарная установленная мощность кВт 4648
Основные размеры мм:
ширина (по гусеницам) 2290
высота 2200; 2400; 2600
Таблица 5.2 – Техническая характеристика бункера-перегружателя БП-
Грузоподъемность т 16
Производительность при перегрузке тс 037
Габаритные размеры мм
Время разгрузки с 40
Радиус поворота м 10
Установленная мощность кВт 37
Напряжение питания В 660
Масса не более т 10
Таблица 5.3 – Техническая характеристика самоходного вагона 5ВС-15М
Грузоподъемность т 15
с надставленными бортами 11
Максимальная скорость движения кмч 9
Вместимость кабельного барабанам 200
Минимальная высота погрузки мм 1200
Высота разгрузки мм 430 – 1445
Минимальный наружный радиус поворота м 85
Дорожный просвет мм 320
Ширина скребкового конвейера мм 900
Установленная мощность кВт 127
Максимальное время разгрузки с 83
Наибольший угол подъема градус 15
Таблица 5.4 – Техническая характеристика скребковых конвейеров СП-202 и
Наименование показателей Скребковые конвейеры
Производительность (при скорости
движения цепи 08 мс) тч 340 600
Длина конвейера м 150 160
Рабочий орган Скребковая круглозвенная сварная цепь
Разрушающее усилие кН 340 860
Ширина рештачного става без бортов642 754
Редуктор Трехступенчатый цилиндроконический
Гидромуфта Предохранительная с нерегулируемым
Мощность электродвигателя кВт 55 55
Число электродвигателей 2 4
Частота вращения мин -1 1475 1475
Напряжение В 380660 380660
Масса конвейера т 400 792
При расстоянии от забоя до пункта разгрузки не более 300м порода
доставляется одним самоходным вагоном (см. рис. 5.2 (а)). При большем
расстоянии до пункта разгрузки самоходного вагона в работу вводится второй
самоходный вагон. Один вагон доставляет породу от комбайна до места
перегрузки во второй вагон который транспортирует ее до места разгрузки
(рис. 5.2 (б)). Для разминовки самоходных вагонов используются
пересекающиеся выработки либо выработка в месте разминовки расширяется.
Если ширина проходимой выработки достаточна то иногда один комбайн
обслуживает два самоходных вагона разминовка которых допускается в любом
месте выработки. В этом случае каждый вагон доставляет породу от комбайна
до места разгрузки (рис. 5.2 (в и г)).
При последовательной перегрузке породы с одного самоходного вагона на
другой разгрузочный конец загруженного вагона поднимается гидродомкратами
затем включается донный конвейер который перегружает руду в пустой вагон.
При этом периодически включается конвейер последнего.
Технология проходки горной выработки включает в себя следующие
основные процессы: подготовительные работы зарубку комбайнового хода
собственно проходку выработки отгон оборудования.
В процессе подготовительных работ производится подготовка комбайна
самоходного вагона и бункера-перегружателя подводится электроэнергия
монтируется вентилятор подвешиваются трубы.
В процессе зарубки проходится выработка длиной которая необходима для
расположения комбайна и бункера-перегружателя.
Зарубка комбайнового хода производится с выемочного штрека по ширине
которого может разместиться лишь один комбайн который вначале грузит
отбиваемую руду непосредственно на штрековый конвейер или в самоходный
вагон расположенные под углом к оси комбайна. В зависимости от ширины
выемочного штрека комбайн зарубается под различными углами к оси камеры: от
При отходе от выемочного штрека на длину вагона последний включается
в состав комплекса располагаясь по оси комбайна. При дальнейшем подвигании
забоя комбайн вынужден работать с перерывами на период разгрузки вагона на
конвейер. Такая работа с перерывами и следовательно с пониженной
производительностью продолжается до тех пор пока комбайн не отойдет от
штрека на расстояние достаточное для размещения за комбайном бункера-
перегружателя. После прицепки к комбайну бункера-перегружателя комбайновый
комплекс может работать в полном составе и процесс зарубки на этом
Длина участка зарубки зависит от типа и длины комбайна бункера-
перегружателя и самоходного вагона. Обычно она лежит в пределах от 15 до 25
На первом этапе собственно проходки следующем сразу же вслед за
зарубкой комбайн работает непрерывно а бункер-перегружатель попеременно:
то в режиме накопления то в режиме перегружателя. Поскольку расстояние
доставки на этом этапе невелико то вагон успевает совершать рейсы от
бункера до места разгрузки и обратно (включая и сам процесс разгрузки) за
то время пока бункер-перегружатель работает в режиме накопления без
включения его донного конвейера. Производительность комплекса на первом
этапе максимальна и практически равна технической производительности
При дальнейшем подвигании забоя расстояние доставки возрастает и
длительность рейса вагона увеличивается. Бункер-перегружатель существующей
конструкции может принять в режиме накопления без включения его донного
конвейера лишь ограниченное количество руды (до 4-5 т). Теперь комбайн
приходится периодически останавливать до возвращения вагона так как
включение конвейера бункера при отсутствии вагона приводит к выгрузке руды
на почву и ее потерям. С момента первой вынужденной остановки комбайна в
ожидании вагона начинается второй этап работы комплекса при процессе
В начале второго этапа остановки комбайна кратковременны и равны
инерционной паузе переключения (10—15 с). Этой остановки достаточно чтобы
перекрыть время запаздывания вагона в начале второго этапа когда длина
доставки еще невелика.
По мере подвигания забоя время запаздывания вагона все более
возрастает. С этого момента остановки комбайна целесообразно производить
перед отправкой вагона когда он еще полностью не загружен с таким
расчетом чтобы разгрузочная часть донного конвейера бункера-перегружателя
в момент отсутствия вагона оказалась свободной от тонкого слоя руды (см.
рис. 5.3). Тогда в положении б комбайн может продолжать безостановочную
работу и при отсутствии вагона так как наполнив часть бункера в объеме
qн машинист включением донного конвейера бункера-перегружателя может
переместить этот объем руды ближе к разгрузочному концу и продолжать
заполнение бункера. Такой режим работы комбайна выгоднее обычно
применяемого которым предусмотрена остановка комбайна перед окончанием
загрузки каждого вагона на время необходимое для полной прочистки бункера
т. е. выгрузки тонкого слоя по всей его длине. Длительность такой остановки
равна 06 мин что в 3 раза больше необходимой в начале второго этапа.
При дальнейшем подвигании забоя на втором этапе запаздывание вагона
возрастает и соответственно увеличивается длительность остановок комбайна.
При определенной длине доставки длительность остановки комбайна становится
равной длительности прочистки бункера-перегружателя от тонкого слоя а
затем продолжает возрастать вплоть до полного времени необходимого на
разгрузку всего объема руды в бункере. На этом оканчивается второй этап
работы комплекса на котором комбайн работает с возрастающими по
длительности остановками и следовательно с падающей во времени
производительностью.
На третьем этапе комбайн вынужден простаивать не только в период
разгрузки бункера-перегружателя но и в ожидании вагона время запаздывания
которого все более возрастает с увеличением длины доставки. Третий этап
распространяется до конца участка проводимой выработки причем на этом
этапе производительность комплекса также падает но по иному закону так
как здесь она определяется не производительностью комбайна а только
производительностью доставки.
По окончании проходки хода на всю его длину начинается процесс отгона
комбайна к выемочному штреку. Бункер-перегружатель транспортируется
самоходным вагоном. Одновременно демонтируется вентиляционный трубопровод
снимается с подвесок кабель и т. п. Длительность отгона оборудования
зависит от типа и состава комплекса длины заходки засоренности почвы
выработки просыпавшейся рудой и лежит в пределах от 1 до 2 смен. После
отвода на выемочный штрек комплекс в том же порядке начинает зарубку и
проходку следующего хода.
В основе рациональной организации работ при проведении выработок лежат
принципы ведущие к снижению простоев оборудования за счет сокращения
технологических и организационных перерывов.
Сравнительно много времени теряется на ориентирование выработки
перевешивание отвесов; при плохом ориентировании выработка искривляется
теряются темпы проведения. Эти потери времени и темпов проведения могут
быть значительно сокращены при внедрении лазерных методов контроля за
направлением выработки. Использование лазерного указателя устраняет по
существу операцию периодического ориентирования забоя по отвесам и
значительно сокращает время работы маркшейдерской бригады по
Основными резервами увеличения скорости проведения выработок являются
устранение простоев вызванных причинами не связанными с проведением
выработок снижение затрат времени на вынужденные остановки комбайна при
переходе его из одной выработки в другую а также на вспомогательные

Рис. 5.2.dwg

nУсловные обозначения:
-скребковый конвейер; 2-самоходный вагон; 3-бункер-перегружатель; 4-проходческий комбайн
nРис 5.2. Схемы проведения вырaботок комбaйновым способом с применением скребкового конвейерa и одного(а) или двух(бвг) самоходных вагонов

рис 7.7.pdf

Рис. 7.7 Схема для определения зоны сопряжения
выработок подлежащей креплению анкерами

Рис. 5.3.dwg

Условные обозначения:nа - положение перед отправкой самоходного вагона СВ; б - после отправки вагона; 1 - погружаемая до отправки вагона часть тонкого слоя руды; 2- разрыв в слое образовавшийся при кратковременной остановке комбайна; 3 - тонкий слой образующийся после включения комбайна и бункер-перегружателя БП; 2 - разрыв в тонком слое 2 переместившийся на разгрузочный конец; 3 - переместившийся слой 3; qн - объем руды размещаемый в БП работающем в режиме накопленияnnРис. 5.3. Работа комплекса с кратковременными остановками комбайна К

1 ГГУ 4РУ.doc

1 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ УЧАСТКА ПРОХОДКИ ВЫРАБОТОК.
Четвёртое рудоуправление
В данном курсовом проекте рассматривается технология проходки и
крепления подземных горных выработок в горно-геологических условиях II
калийного горизонта рудника 4РУ производственного объединения
Второй калийный горизонт сложен двумя слоями слоистого сильвинита
разделенными слоем каменной соли. Мощность нижнего сильвинитового слоя
колеблется от 031м до 112м верхнего – от 038м до 121м промежуточной
каменной соли – от 040м до 075м. По всему горизонту отмечаются
миллиметровые прослои соляной глины в средней части горизонта до 3см.
Кровля горизонта залегает на глубинах от 41858 (скв. 118) до 81756м (скв.
3). Абсолютные отметки кровли составляют -27325м – -66087м. Мощность
горизонта колеблется от 15м до 292м. На большей части шахтного поля
мощность составляет 185-215м средняя – 193м. Содержание KCL меняется от
51% (скв. 154) до 3269% (скв. 203) и в среднем по промышленным
категориям запасов составляет 2555%; нерастворимого в воде остатка – от
0% (скв. 203) до 794% (скв. 128) в среднем по промышленным категориям
Опыт работы рудников за период эксплуатации Старобинского
месторождения показал что при производстве горно-подготовительных и
очистных работ имеет место различного рода осложнения калийных горизонтов
амплитудные тектонические нарушения газодинамические проявления
осложняющие отработку калийных горизонтов.
Средняя геологическая колонка рассматриваемого в данном курсовом
проекте участка проходки выработок представлена на рисунке 1.
крепления подземных горных выработок в горно-геологических условиях III
Третий калийный горизонт состоит из трех пластов:
- нижнего – сильвинитового (промышленного);
- среднего – глинисто-карналлитового;
- верхнего – сильвинитового (непромышленного).
Кровля горизонта залегает на глубине от 44485м (скв.119) до 107536м
(скв. 143). Абсолютные отметки изменяются от –29908м до –91867м. Мощность
горизонта у южной границы поля составляет 118-1755м к северу она
возрастает до 26-28м. В большинстве скважин мощность его составляет 20-25м.
Нижний сильвинитовый пласт имеет мощность от 207м до 63м содержание
KCL от 1576% до 3509% нерастворимого в воде остатка от 305% до 2388%.
Средние величины указанных параметров для запасов промышленных категорий
следующие: мощность – 482м содержание KCL – 2453% и содержание Н. О. –
8%. Кровля пласта залегает на глубинах от 4582м (скв. 119) до 109511м
(скв. 168). Абсолютные отметки составляют -31243 (скв. 119) и -93842
(скв. 163). В разрезе его выделяют от четырех до шести сильвинитовых слоев
(мощность от 015м до 140м) которые разделены слоями каменной соли
(мощностью 04-12м). Слои пронумерованы снизу вверх. Наибольшую мощность
имеет 4 сильвинитовый слой (10-14м). Наиболее выдержаны на площади
горизонта нижних четыре сильвинитовых слоя. Пятый сильвинитовый слой в
некоторых скважинах отсутствует а шестой встречается лишь в отдельных
скважинах промышленный интерес представляют сильвинитовые слои 2 3 и 4.
Сильвинитовые слои сложены полосчатым сильвинитом в верхней части пласта
встречаются гнезда и прожилки карналлита. В сильвинитовых и в слоях
каменной соли имеются прослои соляной глины мощностью от нескольких мм до
см количество которых возрастает по разрезу снизу вверх. В северной и
восточной частях шахтного поля наблюдается обогащение нижнего пласта
глинистыми прослойками. Особенно это сильно проявлено выше кровли 4
сильвинитового слоя где непосредственно над указанным слоем залегают
породы глинисто-карналлитового пласта.