Краткая геологическая характеристика проектируемой панели
Горно-подготовительные выработки 2 северо-восточного выемочного столба расположены в северо-восточной части восточного тектонического блока Краснослободского участка.
В пределах участка столба очистные работы будут проводиться от монтажного штрека №2 до демонтажной выработки. Третий калийный горизонт здесь залегает моноклинально с падением в юго-западном направлении и представлен тремя пластами:
1) верхним сильвинитовым (непромышленным);
2) глинисто-карналлитовым;
3) нижним сильвинитовым (промышленным).
В нижнем промышленном сильвинитовом пласте выделяются шесть сильвинитовых слоёв (1,2,3,4,5,6), разделенных между собой слоями каменной соли (1-2,2-3,3-4,4-5,5-6). Сильвинитовые слои сложены прослойками сильвина мощностью от 0,5см до 0,15см, каменной соли мощностью до 5-10см и глин мощностью от 1мм до 1-1,5см. Слои каменной соли представляют собой галит, содержащий прослойки глины и вкрапленность сильвина. Количество глинистых прослойков возрастает по разрезу снизу вверх и наибольшее их количество отмечается в каменной соли 4-5 и 5-6.
Выше 6 сильвинитового слоя залегает глинисто-карналлитовый пласт, который перекрывает отложения нижнего сильвинитового пласта и представлен неравномерным чередованием прослоев каменной соли, глины, сильвинита и карналлит-сильвинитовых пород. Мощность пласта 6,16м (скв.60s).
Верхний сильвинитовый пласт, покрывающий нижележащие породы имеет мощность порядка 2,81м (скв.60s). В его строении участвуют чередующиеся прослойки сильвинита, карналлит-сильвинитовой породы, каменной соли и глин. Мощность глинистых прослойков незначительная и достигает 4-5см.
Породы залегающие выше горизонта, до 14-й глинисто-карбонатной литопачки, представлены каменной солью с прослойками глины мощностью от 1мм до 2-5см. Преимущественно в нижней части встречаются редкие маломощные (до 1см) прослойки сильвинита, а также его вкрапленность. Выше по разрезу расположены породы 14-й глинисто-карбонатной литопачки, представленные глинами и мергелями.
Подстилающие породы до 12-й глинисто-карбонатной литопачки представлены каменной солью с прослойками глин. Мощность соли составляет 4,78м (скв.141).
Отложения ГМТ с угловым несогласием в 10 залегают на породах соленосной толщи. Мощность соленосных отложений Третьего калийного горизонта над четвертым сильвинитовым слоем уменьшается в восточном направлении. По данным скважин подземного бурения мощность покровной соли над четвертым сильвинитовым слоем уменьшается с 14,0м на западе до 5,0м в восточной части участка ведения очистных работ (рис №1).
При селективной выемке 3-го и 4-го сильвинитовых слоёв на проектируемом участке есть вероятность вскрытия зон замещений их каменной солью.
Проявлений тектоники на проектируемом участке не прогнозируется, за исключением мало-амплитудных (до 5-15см) секущих трещин, выполненных карналлит-сильвинитом. Такие трещины развиты по всему восточному тектоническому блоку. Как правило их горизонтальная амплитуда уменьшается с глубиной и затухает во 2-м сильвинитовом слое.
Была установлена обводнённость нижней части пород ГМТ3, путем наблюдений в РП №4. В выработку, из глубоких дегазационных шпуров, поступали типичные рассолы выщелачивания с минерализацией 307-310г/дм3. Дебит составил 10-15л/сут.
При проходке выработок 1-й северо-восточной панели в районе геологоразведочной скважины 4г встречена зона выклинивания нижнего сильвинитового пласта островного распространения, характеризующаяся уменьшением мощности покровной соли над кровлей 4 сильвинитового слоя до 1,0м и менее. В 2015 году продолжены работы по оконтуриванию данной геологической структуры. Так по закладочным штрекам № 1 и №2 лавы № 7-С пробурены геологоразведочные шпуры в их кровлю. По закладочному штреку №1 минимальная мощность покровной соли составила 3,3м, а по штреку №2 – 1,78м.
В процессе эксплуатационной разведки выявлена обводнённость нижней части ГМТ в зоне её контакта с соленосными отложениями. При бурении подземной геологоразведочной скважины 59s (монтажный штрек лавы 7-С) и геологоразведочных шпуров в кровлю выработок отмечены рассолопроявления в виде малоинтенсивного капежа. После окончания очистных работ на 1-й северо-восточной панели (лава № 1в) происходит накопление рассолов в пониженных местах панели. В частности 15.09.2015 открыт РП №5 на технологической выработке №8 1-й северо-восточной панели. В кроссинге наблюдается капеж рассолов из его кровли с дебитом порядка 0,19м3/сут (замер 08.04.2016). На участке очистных работ 2 северо-восточного выемочного столба возможен ограниченный приток неагрессивных к каменной соли рассолов из нижней надсолевой части разреза ГМТ.
В породах Третьего калийного горизонта имеют место газодинамические явления (ГДЯ) в виде внезапных выбросов соли и газа; обрушений пород кровли и разрушений пород почвы, сопровождающихся газовыделениями; отжимов призабойной части пород, сопровождающегося звуковыми эффектами, иногда разрушением и выносом разрушенной породы в выработку.
Третий калийный горизонт является опасным по газу метану и по выбросоопасности.
Таблица 3.1 - Условия залегания и параметры промышленного пласта представлены в таблице.
| Элементы залегания пласта | Мин. | Макс. | Ед.изм. |
| Угол падения (юго-запад) | Град | ||
| Глубина залегания в пределах панели (Н) | 494,4 | 517,7 | м |
| Мощность водозащитной толщи (Нв) | 220,0 | 255,0 | м |
Таблица 3.2 - Параметры слоев пласта
| Слои | Мощность (м) | Содержание (%) | |||
| (Б – балансовый) | Мин. | Макс. | Средн. | KCL | Н.О. |
| 6 сильв.слой | 0,56 | 0,56 | 0,56 | 29,68 | 10,78 |
| Слой 5-6 | 0,82 | 0,90 | 0,86 | 3,04 | 7,96 |
| 5 сильв.слой | 0,11 | 0,17 | 0,14 | 38,78 | 2,86 |
| Слой 4-5 | 0,62 | 0,76 | 0,69 | 2,33 | 5,10 |
| 4 сильв.слой (Б) | 0,98 | 1,18 | 1,13 | 27,21 | 3,31 |
| Слой 3-4 | 1,04 | 1,11 | 1,06 | 1,86 | 2,85 |
| 3 сильв.слой (Б) | 0,42 | 0,75 | 0,67 | 31,11 | 1,96 |
| Слой 2-3 (Б) | 0,52 | 0,60 | 0,55 | 2,19 | 2,62 |
| 2 сильв.слой (Б) | 0,0 | 0,56 | 0,2 | 43,03 | 0,92 |
| Слой 1-2 | 0,48 | 1,29 | |||
| Баланс. мощность | 2,55 | 24,07 | 2,44 |
3.2 Выбор системы разработки и её варианта
Данная технологическая схема столбовой системы разработки является новой технологической схемой, согласно «Инструкции по применению систем разработки», возможность применения новых вариантов столбовой системы разработки утверждаются главным инженером ОАО «Беларуськалий».
После проведения геолого-разведочных работ (проведения разведочных выработок №1, 2, 4а, 5а, 6а, 8) в месте расположения 2 северо-восточного выемочного столба установлено полное замещение 2-го сильвинитового слоя. С учетом геологического строения продуктивного пласта, размеров и конфигураций участка, целесообразно применить столбовую систему разработки с селективной выемкой пласта Третьего калийного горизонта (3-го и 4-го сильвинитовых слоев) с закладкой разрушенной породы (слоя 3-4) в выработанное пространство лавы.
Для отработки лавы принята столбовая система разработки с селективной выемкой слоев 3, 3-4 и 4 механизированным комплексом с комбайном SL-500S и закладкой разрушенной породы (слоя 3-4) в выработанное пространство лавы, с поддержанием кровли забоя лавы секциями линейной крепи «К11».
Слой 3-4 (галитовый) закладывается в отработанное пространство лавы с помощью установки механической закладки в бутовые полосы, обозначенные на графической части проекта. Бутовые полосы создаются вдоль штреков лавы: на закладочном штреке №1 лавы №2 - шириной 16.0м (по обе стороны), закладочном штреке №2 лавы №2 (вентиляционном) - 16.0м.
Достоинства: применение систем со слоевой выемкой сильвинитовых слоев позволяет увеличить содержание KCI в руде и как следствие, снизить себестоимость 1т руды.
Недостатки: высокая стоимость оборудования.