Геологическая характеристика участка отработки
Пермь – 2016
Оглавление
Введение. 4
1. Геологическая характеристика участка отработки. 5
2. Вскрытие и подготовка участка при шахтном варианте системы разработки. 10
3. Шахтный вариант системы разработки. 12
4. Предлагаемый вариант системы разработки с расчетом параметров. 14
4.1. Определение размеров породных целиков различного назначения. 14
4.2. Обоснование способы управления кровлей в очистных выработках. 18
4.3. Расчет параметров анкерной крепи сопряжений выработок. 19
4.4. Определение максимально допустимой величины оседания пород в кровле отрабатываемых пластов. 20
4.5. Определение параметров зон смягчения. 23
4.6. Расчет параметров закладки отработанных камер. 24
4.7. Определение времени устойчивого состояния кровли очистных камер…………………………………………………………………………...24
5. Сравнение шахтного и предлагаемого варианта системы разработки. 27
6. Заключение. 28
Список литературы.. 29
Введение
Целью данного курсового проекта является расчет параметров предлагаемого варианта системы разработки участка рудника с дальнейшим сравнением параметров системы разработки шахтного и предлагаемого вариантов. В ходе выполнения курсового проекта необходимо выполнить следующие расчеты:
¾ определение размеров целиков;
¾ расчет параметров крепи;
¾ определение максимально допустимой величины оседания пород;
¾ определение параметров зон смягчения;
¾ расчет параметров закладки отработанных камер;
¾ расчет времени устойчивого состояния кровли.
Курсовой проект выполнен для 19 блока панели № 18 СКРУ-3.
Панель 18
Панель 18 расположена южнее отработанной панели 2 и восточнее панели 17, в южной части шахтного поля СКРУ-3. В геоструктурном отношении участок работ находится в пределах сопряжения юго-восточного борта Тверитинской мульды и юго-западного склона Харюшинского поднятия. Абсолютные отметки рельефа на площади панели № 18 колеблются от +140 до +180 м.
Залегание промышленных пластов (Вс, АБ, КрII) характеризуется пологим падением на север-северо-запад под углом 1-4º с присутствием протяжённых зон северо-восточного простирания сложного залегания промышленных пластов, которые характеризуются наличием узких средне- и высокоамплитудных складок (III тип) и которые значительно осложняют проходку выработок, создавая повышенные потери запасов и разубоживание руды.
По данным геологоразведочных работ на участке ведения горных работ в пределах планируемых площадей абсолютные отметки кровли пласта В изменяются от -81 до -109 м, пласта АБ колеблется от -87 до -95 м, пласта КрII колеблется от -98 до -120 м. Глубина залегания варьирует по пласту Вс в интервале 258-265 м, АБ в интервале 265-272 м, пласта КрII – 277-284 м.
Средние мощности междупластий на планируемых площадях ведения горных работ составляют: В-Г – 2.59 м, Б-В – 1.66 м, В '-КрII – 12.09 м, А'-КрII – 5.89 м, КрII-КрIII – 2.09 м.
Литологический состав промышленных пластов в блоках 6-19 достаточно однороден – пласты АБ и КрII представлены сильвинитом на всей площади планируемой отработки, а пласт В представлен как смешанными солями, так и сильвинитом со средней мощностью 7.30 м. В блоках 6, 19 при проходке горно-подготовительных выработок встречено замещение пластов АБ и КрII каменной солью, по пласту КрII предварительно площадь оценивается до 0.46 км2 и по пласту АБ - до 0.06 км2.
Мощность пласта Вс колеблется от 4.57 до 6.75 м, содержание КCl от 27.60 % до 37.51 %. Мощность пласта АБ колеблется от 3.45 до 5.80 м, содержание КCl от 24.72 % до 36.17 %. Мощность пласта КрII варьирует от 4.57 м до 6.53 м, содержание КСl от 24.45 % до 29.84 %.
В данном курсовом проекте рассматривается 19 блок 18 панели.
Характеристика промышленного пласта на площадях отработки в 2016 г представлена в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Характеристика промышленного пласта на площадях отработки в 2016 г
| Участок | Панель | Блок | Пласт | Мощность, м | Содержание, % | Объемный вес, т/м3 |
| KCl | MgCl2 | Н.О. | ||||
| КрII | 6.00 | 25.38 | 0.12 | 1.09 | 2.081 |
В пределах планируемых площадей отработки залегание пластов более крутое – 5-6°, интенсивность складчатости также возрастает, здесь фиксируются опрокинутые, флексурообразные и сундучноподобные складки с амплитудой 5-7 м и с размахом крыльев 10-15 м, а также чередование синклинальных и антиклинальных складок северо-восточного простирания с амплитудой до 15 м и размахом крыльев 20-40 м, с углами падения крыльев складок от 15-45° до субвертикальных (III тип). На участках отработки по простиранию складок вертикальная мощность пластов увеличивается на 30 – 50 %, поэтому выемочная мощность пласта на таких участках должна ограничиваться по фактору ограничения степени нагружения целиков и не превышать средние расчётные значения. Мощности пластов и междупластий возрастают преимущественно в восточном и южном направлениях, а также в ядрах антиклинальных складок.
На площадях ведения горных работ выделены следующие аномалии ВЗТ:
В 2010 г геологической службой рудника в пределах блоков 6-10 выделена локальная аномальная зона III группы аномальности ВЗТ северо-восточного простирания, приуроченная к зоне замещения сильвинитовых пластов АБ – КрIII каменной солью на площади более 0.02 км2.
На площади ведения горных работ 2016 года, согласно приложения 3, «Спец. мероприятий...» локальные потенциально выбросоопасные зоны (по геологическим данным) по пласту Вс установлены в блоках 15-16 панели 18, по пл. АБ – в бл. 6.
Мощность ВЗТ над пластом Вс – 80 – 110 м. Разрез ВЗТ полный (ВЗТ1 + ВЗТ2 + ВЗТ3), в ВЗТ3 I-II ритмопачки.
Подземными геофизическими исследованиями, проведенными в 2015 г, по СВШ блоков 15-16 пл. Вс выявлен участок аномально высоких значений электросопротивлений в верхней части ВЗТ1. В последствии на участке аномальности ВЗТ были проведены дополнительные сейсмометрические исследования, результаты которых в настоящее время направлены в ГИ УрО РАН для обработки и анализа. Других отклонений по данным подземной электометрии, проведённой в 2015 г и ранее, не выявлено.
2. Вскрытие и подготовка участка при шахтном варианте системы разработки
Шахтное поле вскрыто тремя вертикальными стволами, расположенными в центре шахтного поля.
В 1979 году была начата проходка еще одного скипового ствола (ствола №4), которая была остановлена на глубине 356,5 м. В связи с ограничением сбыта готовой продукции, дальнейшие работы по проходке ствола были временно приостановлены.
В 2016 году, при получении положительных заключений по экспертизе проектной документации, планируются работы по монтажу копра, надшахтного здания, здания подъёмных машин ствола №4.
Шахтное поле ново-Соликамского участка, площадь которого составляет 110,3 км2, разделено на три выемочных участка: северный, южный и центральный. В западном и восточном направлениях от стволов пройдены главные транспортные и конвейерные штреки в подстилающей каменной соли и главные вентиляционные штреки по пласту КрII. Северное крыло шахтного поля вскрыто панельными выработками по оси панелей 3 и 7. На юг от ствола № 2 для отработки южного участка шахтного поля пройдены главные транспортные и конвейерные штреки по пласту КрII и главные вентиляционные штреки по пласту АБ.
Панель вытянута в меридиональном направлении на ~ 3700 м; ее размеры в широтном направлении изменяются от 780 до 1800 м. В соответствии с заданием на проектирование вскрытие панели №18 предусматривается путем проходки панельных выработок из главных выработок юго-восточного направления и строительства в этом месте панельного погрузочного пункта для перегрузки руды с панели №18 на главный юго-восточный конвейерный штрек.
Подготовка панели №18 осуществляется по апробированной на руднике панельно-блоковой схеме. Панель, вытянутая в широтном направлении, разбивается на отдельные выемочные блоки, расположенные по обе стороны от оси панели, перпендикулярно к ней. Очистные камеры в блоках ориентированы в меридиональном направлении. Ширина блоков 400 м принимается из условия расположения в них очистных камер по обе стороны от оси блока, длина которых определяется длиной кабеля (~ 200 м) самоходного вагона, доставляющего руду от комбайна.
Длина блоков определяется исходя из границы горного отвода рудника и целиками между 17 и 18 панелями и 17 и 16 панелями. Длина блоков в зависимости от местоположения на панели составляет от 460 до 1160 м. По этой схеме по оси панели проходятся три, расположенные друг под другом, панельных штрека: конвейерный – по подстилающей каменной соли, транспортный – по пласту КрII, вентиляционный – по пласту АБ. По обе стороны от панельных штреков нарезаются выемочные блоки путем проходки по их оси блоковых выемочных и конвейерных (заглубленных) штреков, а по южной и северной границам блоков – блоковых вентиляционных штреков.
Проектом принят комбинированный порядок отработки панели №18, при котором сначала отрабатываются первоочередные блоки 1-7, а затем отработка блоков осуществляется от южной границы панели с блока 19. Отработка запасов в выемочных блоках предусматривается обратным порядком в направлении от восточной и западной границ блоков к оси панели.
3. Шахтный вариант системы разработки
На рудниках Верхнекамского калийного месторождения принята камерная система разработки с поддержанием пород ВЗТ ленточными междукамерными целиками (МКЦ).
Параметры системы разработки выбираются исходя из условий безопасной подработки ВЗТ и объектов, расположенных на земной поверхности, в соответствии. Параметры системы разработки по выбранному участку приведены в таблице 4.
Очистные камеры, как правило, располагаются в меридиональном направлении. Такое расположение очистных камер определяется тем, что гипсометрия почвы пластов на месторождении весьма сложная и оси складок имеют направление, близкое к меридиональному. Расположение очистных камер в направлении, близком к направлению осей складок, значительно снижает разубоживание добываемой руды.
При разработке на блоке нескольких пластов правилами требуется, чтобы очистные работы по верхнему пласту опережали очистные работы по нижнему пласту не менее чем на 50 метров. Помимо этого, должно быть соосное расположение очистных камер и подготовительных выработок на всех пластах.
Добытая в очистных камерах руда самоходным вагоном транспортируется по камере до выемочного штрека, затем через ближайшую рудоспускную скважину перегружается на ленточный конвейер, установленный на блоковом конвейерном штреке.
По блоковому конвейерному штреку в блок поступает свежая струя воздуха, который затем передается по уклонам на выемочные блоковые штреки. С выемочных штреков свежая струя поступает в камеру до очистного забоя и удаляется по вентиляционным штрекам.
На рассматриваемой панели принята камерная система разработки пластов Кр-II, АБ, Вс. Вертикальная мощность промышленных пластов по площади панели изменяется по пласту КрII от 5.03 м до 6.32 м; по пласту АБ – от 2.7 до 6.95 м; по пласту Вс – от 4.89 до 5.14 м. Объёмный вес руды по пласту на Вс – 2,069 т/м3, АБ – 2,07 т/м3, Кр-II – 2,086 т/м3.
Очистные камеры на рассматриваемом блоке №19 по пласту Кр-II отрабатываются в два хода комбайна Урал-20Р по высоте. Средняя длина блока 810 метров, ширина блока 400 метров. Ширина междупанельного целика около 20 метров. Длина камеры по пласту Кр-II 190 м. Кровлю штреков в процессе проходки предусматривается крепить штанговой крепью по сетке 1,5х1,5 м при длине анкера 1,5 м.
Подача свежего воздуха в тупиковые камеры осуществляется вентиляторами местного проветривания нагнетательным способом.
Доставка отбитой руды осуществляется самоходным вагоном до рудоспускной скважины, пробуренной с панельного конвейерного штрека пласта каменной соли на блоковый выемочный штрек пласта Кр-II. В 18 панели 19 блоке отбитая руда транспортируется блоковым конвейером Л1000КУ, установленным в блоковом конвейерном штреке по пласту каменной соли, до панельного конвейерного штрека.
Параметры системы разработки по выбранному участку приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Параметры системы разработки по выбранному участку в шахтном варианте
| Участок | Панель | Блок | Способ выемки, тип комбайна | Пласт | Глубина залегания пласта, H, м | Ширина камер, a, м | Вынимаемая мощность пласта КрII, м | Степень нагру-жения целика | Ширина целика, м | Коли-чество ходов в камере | Конструкция очистной камеры |
| ГУ-1 | Урал-20Р | КрII | 296.0 | 5.5 | 5.8 | 0.328 | 5.1 |
4. Предлагаемый вариант системы разработки с расчетом параметров
Настоящим проектом сохраняется принятая в шахтном варианте отработка сильвинитовых пластов на панели №18 камерной системой разработки с ленточными междукамерными целиками. На 2016 г отработка пласта АБ завершена, очистные работы ведутся на пласте Кр-2 комбайном Урал-20Р в два хода по высоте. Предлагается заменить комбайн Урал - 20Рна комбайнSandvikMF-420 в два хода по высоте, при этом межосевое расстояние необходимо сохранить, чтобы не нарушилась соосность камер пластов АБ и Кр-2. В связи с заменой меняется вынимаемая мощность пласта Кр-2 и ширина камеры.
Заключение
Шахтный и предлагаемый вариант системы разработки сравнивались по расчетному коэффициенту извлечения рудной массы. В предлагаемом варианте на пласте КрII ширина камер увеличилась и уменьшилась ширина междукамерного целика, однако увеличилась степень нагружения целика. Производительность комбайна SandvikMF-420 в предлагаемом варианте больше, чем производительность комбайна Урал-20Р в шахтном варианте (SandvikMF-420 – 10 т/мин, Урал-20Р – 7 т/мин). Также в предлагаемом варианте коэффициент извлечений рудной массы увеличился по сравнению с шахтным вариантом.
Проведя сравнение коэффициентов извлечения рудной массы, можно сделать вывод о том, предлагаемый вариант имеет небольшое преимущество перед шахтным вариантом.
Список литературы
1. План развития горных работ рудника СКРУ-3 ОАО «Уралкалий» на 2016 год. Книга 1. - Березники, 2014 – 159 с.
2. Методические рекомендации к «Указаниям по защите рудников от затопления и охране подрабатываемых объектов в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей». - Санкт- Петербург, 2008. – 93 с.
3. Указания по защите рудников от затопления и охране подрабатываемых объектов в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей (технологический регламент). – Санкт-Петербург, 2008. - 46 с.
4. Технологический регламент по охране и креплению горных выработок на рудниках ОАО «Уралкалий». – Пермь – Березники, 2012. – 169 с.
5. Технологический регламент на закладочные работы на рудниках ОАО «Уралкалий». – Пермь – Березники, 2013. – 50 с.
Пермь – 2016
Оглавление
Введение. 4
1. Геологическая характеристика участка отработки. 5
2. Вскрытие и подготовка участка при шахтном варианте системы разработки. 10
3. Шахтный вариант системы разработки. 12
4. Предлагаемый вариант системы разработки с расчетом параметров. 14
4.1. Определение размеров породных целиков различного назначения. 14
4.2. Обоснование способы управления кровлей в очистных выработках. 18
4.3. Расчет параметров анкерной крепи сопряжений выработок. 19
4.4. Определение максимально допустимой величины оседания пород в кровле отрабатываемых пластов. 20
4.5. Определение параметров зон смягчения. 23
4.6. Расчет параметров закладки отработанных камер. 24
4.7. Определение времени устойчивого состояния кровли очистных камер…………………………………………………………………………...24
5. Сравнение шахтного и предлагаемого варианта системы разработки. 27
6. Заключение. 28
Список литературы.. 29
Введение
Целью данного курсового проекта является расчет параметров предлагаемого варианта системы разработки участка рудника с дальнейшим сравнением параметров системы разработки шахтного и предлагаемого вариантов. В ходе выполнения курсового проекта необходимо выполнить следующие расчеты:
¾ определение размеров целиков;
¾ расчет параметров крепи;
¾ определение максимально допустимой величины оседания пород;
¾ определение параметров зон смягчения;
¾ расчет параметров закладки отработанных камер;
¾ расчет времени устойчивого состояния кровли.
Курсовой проект выполнен для 19 блока панели № 18 СКРУ-3.
Геологическая характеристика участка отработки
Шахтное поле СКРУ-3 расположено в центральной части месторождения в пределах детально разведанного с поверхности Ново-Соликамского участка в Соликамском районе Пермского края.
Рудником СКРУ-3 с 1983 года ведется отработка балансовых запасов двух промышленных пластов сильвинита (АБ, КрII), согласно проектного задания 1969 г. С 2005 г в отработку вовлечены балансовые запасы по пласту Всильвинитового состава. В подстилающей каменной соли в 1990-1992 г был выделен продуктивный пласт каменной соли (ППКС) и в 1993 - 2011 г велась добыча пищевой и для технического применения каменной соли.
В геологическом строении участка принимают участие осадочные породы нижне- и верхнепермского возраста, среди которых преобладают галогенные отложения иреньского горизонта кунгурского яруса.
В подошве продуктивной толщи калийных солей залегает подстилающая каменная соль мощностью около 400 м, скважиной 137Г она пересечена полностью и имеет мощность 315.65 м. Соль представлена обычными светло-серыми и серыми мелко- и среднезернистыми разностями, имеет слоистое строение. Наряду с годовыми прослоями в толще встречаются многолетние прослои глин мощностью от нескольких сантиметров до нескольких метров. Один из таких прослоев, являющийся маркирующим (средняя мощность 1.7 м), прослежен по всему участку. Выше прослоя маркирующей глины на 3.5 - 5.0 м залегает пачка каменной соли, характеризующаяся наиболее высоким содержанием NаСI (98.10 - 98.51%) и минимальным содержанием нерастворимого остатка (0.23 - 0.34 %). Мощность пачки 2.6 - 3.1 м. Данная пачка подстилающей каменной соли ранее отрабатывалась на панелях 1, 6, 8.
Толща калийно-магниевых солей делится на 2 зоны: нижнюю - сильвинитовую и верхнюю – сильвинит-карналлитовую.
Сильвинитовая зона сложена четырьмя основными пластами: «Красный III» (КрIII), «Красный II» (КрII), «Красный I» (КрI) и «А», разделенных между собой пластами каменной соли.
Нижний промышленный пласт КрII сверху вниз подразделяется на 7 слоев. Нечетные слои (1, 3, 5, 7) сложены красным сильвинитом, четные (2, 4, 6) представлены, в основном, каменной солью. Мощность пласта изменяется от 2.7 до 8.6 м, составляя в среднем 4.25 м. Среднее содержание КСl в пласте 24.36 %. Глубина залегания 158 - 430 м, на отрабатываемых площадях – 270 - 380 м.
Мощность межпластовой каменной соли КрI - КрII колеблется от 1.0 до 3.05 м и составляет в среднем 1.5 м. Пласт КрI - КрII содержит несколько глинистых прослоев, мощностью 3-8 мм и один глинисто-ангидритовый мощностью 1.5-3 см («книжечка»). В почве пласта, непосредственно выше кровли пласта КрII, они образуют 3 глинисто-соляных «коржа» мощностью 0.15-0.25 м каждый, при подрезке которых кровля выработок теряет устойчивость и возможны их обрушения.
Пласт КрI представлен преимущественно красным сильвинитом. Мощность его изменяется от 0.6 до 2.6 м, в среднем составляет 1.1 м. Среднее содержание КСI – 25.14 %.
Мощность межпластовой каменной соли А' - КрI колеблется от 1.1 до 5.4 м, составляя в среднем 2.0 м. Каменная соль также содержит глинистые прослои мощностью 2-5 мм, мощность «коржа» пласта КрI составляет 0.2-0.3 м.
Пласт «А» сложен полосчатым сильвинитом, в нижней части включает прослой каменной соли «А'-А» и прослой красного сильвинита - «А'». Средняя мощность пласта 1.2 м. Кровля пласта «А» является кровлей сильвинитовой зоны.
Мощность сильвинитовой зоны колеблется от 9.2 до 34.3 м, средняя мощность - 20 м.
Сильвинит-карналлитовая зона представлена 9 пластами калийно-магниевых солей, переслаивающихся с пластами каменной соли. Пласты индексированы снизу вверх по разрезу: Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К.
Пласт Б залегает непосредственно на пласте А и вместе с ним образует второй промышленный пласт - АБ. На большей части шахтного поля пласт Б представлен пестрым сильвинитом, на меньшей – смешанными солями (сильвинит-карналлитового состава). Отработке подлежит пласт АБ только сильвинитового состава. Его мощность изменяется от 2.15 до 5.0 м, составляя в среднем 3.4 м. Среднее содержание КСl в пласте – 32.50 %.
Мощность межпластовой каменной соли Б-В изменяется от 1.0 до 5.0 м, составляя в среднем 2.3 м, на отрабатываемых площадях – 1.3 - 1.8 м. Межпластье Б-В содержит несколько глинистых прослоев мощностью 3-8 мм, в кровле пласта Б имеется «корж» мощностью 0.1-0.22 м.
Пласт Вв пределах шахтного поля представлен как карналлитовой породой и смешанными солями, так и сильвинитом. Отработке подлежит пласт В только сильвинитового состава (Вс). Мощность пласта Вс изменяется от 2.6 до 6.7 м, среднее содержание КСl в пласте – 33.28 %. В кровле пласта В имеется достаточно мощный (до 3-5 см) прослой глины.
Сверху пласт В перекрывается межпластовой каменной солью В-Г, со средней мощностью 2.5 м.
Выше по разрезу пласты карналлита, реже пестрого сильвинита, переслаиваются с пластами каменной соли. Мощность сильвинит - карналлитовой зоны изменяется от 11.1 до 93.7 м, составляя в среднем 65.7 м. Глубина залегания - 88 - 387 м.
Толща калийно-магниевых солей почти повсеместно перекрыта отложениями покровной каменной соли, которая отсутствует в связи с размывом лишь в северо-восточной части шахтного поля (скв. 248, 253, 239, 617). Мощность покровной каменной соли изменяется от 0 до 27.6 м, составляя в среднем - 18 м.
Перекрывающие соляную толщу верхнепермские отложения соляно-мергельной и терригенно-карбонатной толщ распространены на всей площади шахтного поля. Средняя мощность их составляет 216 м.
Отложения соляно-мергельной толщи, представленные ритмично чередующимися прослоями мергелей, глин с прослоями каменной соли (до 9 ритмопачек), входят в состав водозащитной толщи. В приосевой части Тверитинского прогиба (панели 1, 5) количество их достигает восьми, к востоку – северо-востоку (панели 8, 12) - уменьшается до нуля.
В Тверитинском прогибе развиты отложения пестроцветной толщи шешминского горизонта мощностью от 0 до 74 м, в среднем 36 м.
Четвертичные отложения развиты на всей площади района. Мощность их составляет в среднем 10 м, изменяясь в пределах 0.3 – 25.3 м.
Панель 18
Панель 18 расположена южнее отработанной панели 2 и восточнее панели 17, в южной части шахтного поля СКРУ-3. В геоструктурном отношении участок работ находится в пределах сопряжения юго-восточного борта Тверитинской мульды и юго-западного склона Харюшинского поднятия. Абсолютные отметки рельефа на площади панели № 18 колеблются от +140 до +180 м.
Залегание промышленных пластов (Вс, АБ, КрII) характеризуется пологим падением на север-северо-запад под углом 1-4º с присутствием протяжённых зон северо-восточного простирания сложного залегания промышленных пластов, которые характеризуются наличием узких средне- и высокоамплитудных складок (III тип) и которые значительно осложняют проходку выработок, создавая повышенные потери запасов и разубоживание руды.
По данным геологоразведочных работ на участке ведения горных работ в пределах планируемых площадей абсолютные отметки кровли пласта В изменяются от -81 до -109 м, пласта АБ колеблется от -87 до -95 м, пласта КрII колеблется от -98 до -120 м. Глубина залегания варьирует по пласту Вс в интервале 258-265 м, АБ в интервале 265-272 м, пласта КрII – 277-284 м.
Средние мощности междупластий на планируемых площадях ведения горных работ составляют: В-Г – 2.59 м, Б-В – 1.66 м, В '-КрII – 12.09 м, А'-КрII – 5.89 м, КрII-КрIII – 2.09 м.
Литологический состав промышленных пластов в блоках 6-19 достаточно однороден – пласты АБ и КрII представлены сильвинитом на всей площади планируемой отработки, а пласт В представлен как смешанными солями, так и сильвинитом со средней мощностью 7.30 м. В блоках 6, 19 при проходке горно-подготовительных выработок встречено замещение пластов АБ и КрII каменной солью, по пласту КрII предварительно площадь оценивается до 0.46 км2 и по пласту АБ - до 0.06 км2.
Мощность пласта Вс колеблется от 4.57 до 6.75 м, содержание КCl от 27.60 % до 37.51 %. Мощность пласта АБ колеблется от 3.45 до 5.80 м, содержание КCl от 24.72 % до 36.17 %. Мощность пласта КрII варьирует от 4.57 м до 6.53 м, содержание КСl от 24.45 % до 29.84 %.
В данном курсовом проекте рассматривается 19 блок 18 панели.
Характеристика промышленного пласта на площадях отработки в 2016 г представлена в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Характеристика промышленного пласта на площадях отработки в 2016 г
| Участок | Панель | Блок | Пласт | Мощность, м | Содержание, % | Объемный вес, т/м3 |
| KCl | MgCl2 | Н.О. | ||||
| КрII | 6.00 | 25.38 | 0.12 | 1.09 | 2.081 |
В пределах планируемых площадей отработки залегание пластов более крутое – 5-6°, интенсивность складчатости также возрастает, здесь фиксируются опрокинутые, флексурообразные и сундучноподобные складки с амплитудой 5-7 м и с размахом крыльев 10-15 м, а также чередование синклинальных и антиклинальных складок северо-восточного простирания с амплитудой до 15 м и размахом крыльев 20-40 м, с углами падения крыльев складок от 15-45° до субвертикальных (III тип). На участках отработки по простиранию складок вертикальная мощность пластов увеличивается на 30 – 50 %, поэтому выемочная мощность пласта на таких участках должна ограничиваться по фактору ограничения степени нагружения целиков и не превышать средние расчётные значения. Мощности пластов и междупластий возрастают преимущественно в восточном и южном направлениях, а также в ядрах антиклинальных складок.
На площадях ведения горных работ выделены следующие аномалии ВЗТ:
В 2010 г геологической службой рудника в пределах блоков 6-10 выделена локальная аномальная зона III группы аномальности ВЗТ северо-восточного простирания, приуроченная к зоне замещения сильвинитовых пластов АБ – КрIII каменной солью на площади более 0.02 км2.
На площади ведения горных работ 2016 года, согласно приложения 3, «Спец. мероприятий...» локальные потенциально выбросоопасные зоны (по геологическим данным) по пласту Вс установлены в блоках 15-16 панели 18, по пл. АБ – в бл. 6.
Мощность ВЗТ над пластом Вс – 80 – 110 м. Разрез ВЗТ полный (ВЗТ1 + ВЗТ2 + ВЗТ3), в ВЗТ3 I-II ритмопачки.
Подземными геофизическими исследованиями, проведенными в 2015 г, по СВШ блоков 15-16 пл. Вс выявлен участок аномально высоких значений электросопротивлений в верхней части ВЗТ1. В последствии на участке аномальности ВЗТ были проведены дополнительные сейсмометрические исследования, результаты которых в настоящее время направлены в ГИ УрО РАН для обработки и анализа. Других отклонений по данным подземной электометрии, проведённой в 2015 г и ранее, не выявлено.
2. Вскрытие и подготовка участка при шахтном варианте системы разработки
Шахтное поле вскрыто тремя вертикальными стволами, расположенными в центре шахтного поля.
В 1979 году была начата проходка еще одного скипового ствола (ствола №4), которая была остановлена на глубине 356,5 м. В связи с ограничением сбыта готовой продукции, дальнейшие работы по проходке ствола были временно приостановлены.
В 2016 году, при получении положительных заключений по экспертизе проектной документации, планируются работы по монтажу копра, надшахтного здания, здания подъёмных машин ствола №4.
Шахтное поле ново-Соликамского участка, площадь которого составляет 110,3 км2, разделено на три выемочных участка: северный, южный и центральный. В западном и восточном направлениях от стволов пройдены главные транспортные и конвейерные штреки в подстилающей каменной соли и главные вентиляционные штреки по пласту КрII. Северное крыло шахтного поля вскрыто панельными выработками по оси панелей 3 и 7. На юг от ствола № 2 для отработки южного участка шахтного поля пройдены главные транспортные и конвейерные штреки по пласту КрII и главные вентиляционные штреки по пласту АБ.
Панель вытянута в меридиональном направлении на ~ 3700 м; ее размеры в широтном направлении изменяются от 780 до 1800 м. В соответствии с заданием на проектирование вскрытие панели №18 предусматривается путем проходки панельных выработок из главных выработок юго-восточного направления и строительства в этом месте панельного погрузочного пункта для перегрузки руды с панели №18 на главный юго-восточный конвейерный штрек.
Подготовка панели №18 осуществляется по апробированной на руднике панельно-блоковой схеме. Панель, вытянутая в широтном направлении, разбивается на отдельные выемочные блоки, расположенные по обе стороны от оси панели, перпендикулярно к ней. Очистные камеры в блоках ориентированы в меридиональном направлении. Ширина блоков 400 м принимается из условия расположения в них очистных камер по обе стороны от оси блока, длина которых определяется длиной кабеля (~ 200 м) самоходного вагона, доставляющего руду от комбайна.
Длина блоков определяется исходя из границы горного отвода рудника и целиками между 17 и 18 панелями и 17 и 16 панелями. Длина блоков в зависимости от местоположения на панели составляет от 460 до 1160 м. По этой схеме по оси панели проходятся три, расположенные друг под другом, панельных штрека: конвейерный – по подстилающей каменной соли, транспортный – по пласту КрII, вентиляционный – по пласту АБ. По обе стороны от панельных штреков нарезаются выемочные блоки путем проходки по их оси блоковых выемочных и конвейерных (заглубленных) штреков, а по южной и северной границам блоков – блоковых вентиляционных штреков.
Проектом принят комбинированный порядок отработки панели №18, при котором сначала отрабатываются первоочередные блоки 1-7, а затем отработка блоков осуществляется от южной границы панели с блока 19. Отработка запасов в выемочных блоках предусматривается обратным порядком в направлении от восточной и западной границ блоков к оси панели.
3. Шахтный вариант системы разработки
На рудниках Верхнекамского калийного месторождения принята камерная система разработки с поддержанием пород ВЗТ ленточными междукамерными целиками (МКЦ).
Параметры системы разработки выбираются исходя из условий безопасной подработки ВЗТ и объектов, расположенных на земной поверхности, в соответствии. Параметры системы разработки по выбранному участку приведены в таблице 4.
Очистные камеры, как правило, располагаются в меридиональном направлении. Такое расположение очистных камер определяется тем, что гипсометрия почвы пластов на месторождении весьма сложная и оси складок имеют направление, близкое к меридиональному. Расположение очистных камер в направлении, близком к направлению осей складок, значительно снижает разубоживание добываемой руды.
При разработке на блоке нескольких пластов правилами требуется, чтобы очистные работы по верхнему пласту опережали очистные работы по нижнему пласту не менее чем на 50 метров. Помимо этого, должно быть соосное расположение очистных камер и подготовительных выработок на всех пластах.
Добытая в очистных камерах руда самоходным вагоном транспортируется по камере до выемочного штрека, затем через ближайшую рудоспускную скважину перегружается на ленточный конвейер, установленный на блоковом конвейерном штреке.
По блоковому конвейерному штреку в блок поступает свежая струя воздуха, который затем передается по уклонам на выемочные блоковые штреки. С выемочных штреков свежая струя поступает в камеру до очистного забоя и удаляется по вентиляционным штрекам.
На рассматриваемой панели принята камерная система разработки пластов Кр-II, АБ, Вс. Вертикальная мощность промышленных пластов по площади панели изменяется по пласту КрII от 5.03 м до 6.32 м; по пласту АБ – от 2.7 до 6.95 м; по пласту Вс – от 4.89 до 5.14 м. Объёмный вес руды по пласту на Вс – 2,069 т/м3, АБ – 2,07 т/м3, Кр-II – 2,086 т/м3.
Очистные камеры на рассматриваемом блоке №19 по пласту Кр-II отрабатываются в два хода комбайна Урал-20Р по высоте. Средняя длина блока 810 метров, ширина блока 400 метров. Ширина междупанельного целика около 20 метров. Длина камеры по пласту Кр-II 190 м. Кровлю штреков в процессе проходки предусматривается крепить штанговой крепью по сетке 1,5х1,5 м при длине анкера 1,5 м.
Подача свежего воздуха в тупиковые камеры осуществляется вентиляторами местного проветривания нагнетательным способом.
Доставка отбитой руды осуществляется самоходным вагоном до рудоспускной скважины, пробуренной с панельного конвейерного штрека пласта каменной соли на блоковый выемочный штрек пласта Кр-II. В 18 панели 19 блоке отбитая руда транспортируется блоковым конвейером Л1000КУ, установленным в блоковом конвейерном штреке по пласту каменной соли, до панельного конвейерного штрека.
Параметры системы разработки по выбранному участку приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Параметры системы разработки по выбранному участку в шахтном варианте
| Участок | Панель | Блок | Способ выемки, тип комбайна | Пласт | Глубина залегания пласта, H, м | Ширина камер, a, м | Вынимаемая мощность пласта КрII, м | Степень нагру-жения целика | Ширина целика, м | Коли-чество ходов в камере | Конструкция очистной камеры |
| ГУ-1 | Урал-20Р | КрII | 296.0 | 5.5 | 5.8 | 0.328 | 5.1 |
4. Предлагаемый вариант системы разработки с расчетом параметров
Настоящим проектом сохраняется принятая в шахтном варианте отработка сильвинитовых пластов на панели №18 камерной системой разработки с ленточными междукамерными целиками. На 2016 г отработка пласта АБ завершена, очистные работы ведутся на пласте Кр-2 комбайном Урал-20Р в два хода по высоте. Предлагается заменить комбайн Урал - 20Рна комбайнSandvikMF-420 в два хода по высоте, при этом межосевое расстояние необходимо сохранить, чтобы не нарушилась соосность камер пластов АБ и Кр-2. В связи с заменой меняется вынимаемая мощность пласта Кр-2 и ширина камеры.