Способ разработки калийного месторождения под соляными куполами

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке калийных месторождений, залегающих в соляных задежах, в кровле которых выделяются брахиантиклинальные структуры. Способ включает вскрытие запасов полевыми выработками, их панельно-блоковую подготовку и разработку сильвинитовых пластов системой камер. Производят геоморфологическое картирование и определяют ориентировочно местоположение на земной поверхности мульды оседания надсоляных пород над зоной выщелачивания солей в сводовой части купола. Затем осуществляют бурение скважин с поверхности до кровли соляной толщи по профилям, расположенным вкрест простирания предполагаемой границы мульды оседания, и устанавливают положение ее краевой части. После этого уточняют контуры мульды оседания проведением электро-, сейсмо- и гравиразведочных работ, далее ведут проходку очистных горных выработок в сильвинитовых пластах таким образом, чтобы краевые части мульд сдвижения над выработанным пространством, длительно остановленные границы очистного фронта, не совпадали с краевой частью мульды оседания над зоной выщелачивания солей. Само пространство под данной частью закладывают в первую очередь, при этом на строительство промышленных и гражданских объектов в районе установленной границы мульды оседания вводят ограничения. Изобретение позволяет предотвратить раскрытие трещин на земной поверхности и повреждения зданий и сооружений.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке калийных месторождений, залегающих в соляных залежах, в кровле которых выделяются брахиантиклинальные структуры (купола).

Соляная залежь Верхнекамского месторождения калийных солей залегает среди терригенно-карбонатных комплексов и в современном виде представляет собой слоистое, дисгармонично-складчатое тело. Пластические свойства солей резко отличаются от вмещающих пород и предопределяют поэтому иной характер деформаций. При относительно ровной подошве в кровле залежи прослеживаются валообразные поднятия, вытянутые в меридиональном направлении, и смежные с ними прогибы. За счет ундуляции шарниров поднятия прослеживаются в виде цепи брахиантиклинальных структур (куполов).

В области сводов данных структур происходит перетекание пресной воды из вышележащих водоносных горизонтов по вертикальным трещинам к кровле соляной толщи. Интенсивное выщелачивание солей в брахиантиклинальных поднятиях приводит к деформациям в надсоляных породах, что проявляется в рельефе в виде мульд оседания [1]. Например, при растворении соляной породы мощностью 30-35 м в своде Березниковского купола величина оседания надсоляных пород составила более 5-10 м. Отмечается и компенсационное течение солей к сводовой части брахиантиклинальной структуры, вызванное нарушением равновесия в системе "соляной купол - вмещающие породы" из-за растворяющего воздействия подземных вод [Отчет о НИР "Комплексная геомеханическая оценка причин события в пос. Н. Зырянка и его окрестностях". ОАО "Галургия", Пермь - Березники, 1999].

Для геомеханического обоснования возникновения трещин земной поверхности необходимо представить, что на этом участке в кровле соляной толщи природой пройдена камера большого сечения высотой около 30 м, шириной примерно 3 км и длиной 5 км. В краевых частях мульды оседания над ней в результате растягивающих горизонтальных деформаций в терригенно-карбонатных породах надсоляной толщи образуются трещины, которые позднее могут проявляться на земной поверхности вследствие протекания суффозионных процессов в виде раскрытых трещин и провалов [1].

В последнее время на земной поверхности выявлены раскрытые трещины и провалы протяженностью по несколько десятков метров и глубиной до трех-четырех метров в поселке Новая Зырянка и в долине реки Колынва. Общим для указанных нарушений земной поверхности является их структурная приуроченность к краевым частям мульд оседания над зонами выщелоченных солей на антиклинальных поднятиях [2]. Кроме того, к краевой части мульды оседания приурочены и некоторые зоны ускоренных (против расчетных) оседании земной поверхности под жилой и промышленной застройкой г.г. Березники и Соликамск, находящейся над выработанным пространством, что приводит к повреждению зданий.

Известен способ разработки калийного месторождения под соляными куполами, включающий вскрытие запасов полевыми выработками, их панельно-блоковую подготовку и разработку сильвинитовых пластов системой камер, который принят за прототип [3].

Недостатком известного способа является то, что при его осуществлении не учитывается местоположение краевой части мульды оседания над зоной выщелоченных солей в своде купола, что приводит в случае совпадения с ней краевой части мульды сдвижения над выработанным пространством к раскрытию трещин на земной поверхности и к повреждению объектов промышленного и гражданского строительства.

Цель изобретения - предотвращение раскрытия трещин на земной поверхности и повреждения зданий и сооружений.

Поставленная цель достигается тем, что мульду оседания оконтуривают, учитывают ее положение при раскройке шахтного поля и вводят ограничения на сооружение в краевой части мульды объектов как промышленного, так и гражданского строительства.

Способ осуществляют следующим образом.

Производят геоморфологическое картирование и определяют ориентировочно местоположение на земной поверхности мульды оседания надсоляных пород над зоной выщелачивания солей в сводовой части купола. Затем осуществляют бурение скважин с поверхности до кровли соляной толщи по профилям, расположенным вкрест простирания предполагаемой границы мульды оседания, и устанавливают положение ее краевой части. После этого уточняют контуры мульды оседания проведением электро-, сейсмо- и гравиразведочных работ. Далее ведут проходку очистных горных выработок в сильвинитовых пластах таким образом, чтобы краевые части мульд сдвижения над выработанным пространством (длительно остановленные границы очистного фронта) не совпадали с краевой частью мульды оседания над зоной выщелачивания солей, а само пространство под данной частью закладывают в первую очередь, при этом на строительство промышленных и гражданских объектов в районе установленной границы мульды оседания вводят ограничения.

Источники информации 1. Короткевич Г.В. Соляной карст. - Л.: Недра", 1970, с. 222-223.

2. Болотов А.А. Карст северной и северо-западной частей Верхнекамского калийного месторождения. Проблемы формирования и комплексного освоения месторождений солей: Тезисы докладов международной конференции. - Соликамск, 2000, с. 33-35.

3. Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках Верхнекамского калийного месторождения. Агрохим, УФ ВНИИГ.- М.: Недра, 1992.

Формула изобретения

Способ разработки калийного месторождения под соляными куполами, включающий вскрытие запасов полевыми выработками, их панельно-блоковую подготовку и разработку сильвинитовых пластов системой камер, отличающийся тем, что производят геоморфологическое картирование и определяют ориентировочно местоположение на земной поверхности мульды оседания надсоляных пород над зоной выщелачивания солей в сводовой части купола, затем осуществляют бурение скважин с поверхности до кровли соляной толщи по профилям, расположенным вкрест простирания предполагаемой границы мульды оседания и устанавливают положение ее краевой части, после этого уточняют контуры мульды оседания проведением электро-, сейсмо- и гравиразведочных работ, далее ведут проходку очистных горных выработок в сильвинитовых пластах таким образом, чтобы краевые части мульд сдвижения над выработанным пространством, длительно остановленные границы очистного фронта, не совпадали с краевой частью мульды оседания над зоной выщелачивания солей, а само пространство под данной частью закладывают в первую очередь, при этом на строительство промышленных и гражданских объектов в районе установленной границы мульды оседания вводят ограничения.