Способ отработки соляных месторождений



Способ отработки соляных месторождений
Способ отработки соляных месторождений

 


Владельцы патента RU 2438017:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)
Гаркушин Павел Кириллович (RU)

Изобретение относится к области горного дела, в частности к разработке соляных месторождений полого-наклонного падения. Способ включает проведение вскрывающих выработок - капитальных транспортных и ходовых уклонов - до самого нижнего горизонта, проведение вентиляционного и откаточного штреков нижнего этажа, проведение блоковых транспортных и бортовых уклонов в пределах каждого выемочного участка, проходку по простиранию камерных ходков и отработку запасов блока и закладку камер отходами обогащения. Закладка камер производится с отставанием от очистной выемки на одну-две камеры через скважины, пробуренные из закладочных уклонов, пройденных с вентиляционного штрека. Толщину потолочного целика определяют в зависимости от мощности несущего слоя, прочности слагающих его пород на изгиб и ширины пролета камеры. Повышается эффективность извлечения солей и безопасность, упрощается технология, обеспечивается экологическая чистота окружающей среды. 2 ил.

 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к разработке соляных месторождений полого-наклонного падения в восходящей последовательности.

Известны способы разработки соляных месторождений системой открытых камер с плоским, траншейным, комбинированным (плоскотраншейным) днищем; с закладкой выработанного пространства породами от проходки горных выработок, галитовыми отходами обогащения и твердеющими материалами на их основе, глинисто-солевыми шламами, насыщенными рассолами при ликвидации.

Длительная устойчивость геомеханических систем обеспечивается при возведении в выработанном пространстве жестких целиков - ленточных, прямоугольных, квадратных, столбчатых (круглых). При запасе прочности междукамерных целиков больше 2,5 устойчивость геомеханических систем обеспечивается неограниченное время, скорость оседания налегающей толщи пород и земной поверхности не превышает 20 мм/год. Однако при возведении жестких целиков потери руды достигают 60-70%. Снижение потерь до 40-50% возможно при возведении жестко-пластичных целиков и комбинированных барьерных полос. Возведение податливых целиков с запасом прочности менее 1,4 может привести к значительному оседанию поверхности (до 6 м) над Северным сильвинитовым полем рудника Калуш.

При нисходящей отработке запасов месторождений возникает опасность прорыва надсолевых вод в горные выработки вследствие нарушения безопасного расстояния до водозащитного слоя пород, что привело к затоплению некоторых рудников в ФРГ на стадии строительства. В настоящее время не остановлены водопритоки в вентиляционные штреки верхнего этажа на Стебниковских калийных рудниках №1 и №2, Солотвинском соляном руднике.

При отработке калийных солей с податливыми целиками произошел прорыв вод в горные выработки Березниковского калийного рудника №3, прорывы поверхностных и подземных вод через сосредоточенные провалы земной поверхности на руднике Калуш, а также прорыв вод и обрушение пород в районе главного ствола Березниковского калийного рудника №1 (Гаркушин П.К. Гидрогеологические и геомеханические аспекты безопасной разработки калийных месторождений Предкарпатья. Горный журнал, 2000, №5, с.45-46). На многих зарубежных и отечественных калийных рудниках наблюдались прорывы закладочного материала в горные выработки нижележащих горизонтов.

Все это свидетельствует о необходимости отработки соляных месторождений в восходящей последовательности, несмотря на большие первоначальные капитальные затраты (Гаркушин П.К., Григоренко P.M., Роскошин Р.А. Технология и параметры разработки полого-наклонных рудных залежей. Горн.-инф.-анал. бюлл. 2008, №7, с.210-216).

Наиболее близким к предлагаемому является способ отработки соляных месторождений в восходящей последовательности (Гаркушин П.К. Способ разработки соляных месторождений. Пат. №2235879, МПК7, Е21С 41/20. БИПМ, 2004, №25). Способ предназначен для отработки и последующей закладки камер в виде вертикальных силосов при отработке крутопадающих залежей системой подэтажных штреков и ортов. Заполнение таких камер возможно из одной точки.

В задачу настоящего изобретения входило создание способа отработки соляных месторождений полого-наклонного падения, исключающего нарушение сплошности водозащитной толщи и прорывы надсолевых вод в горные выработки; исключающего прорывы закладочного материала на действующие горизонты; обеспечивающего минимальные потери полезного ископаемого, минимальное оседание земной поверхности и размещение всех отходов калийного производства в выработанном пространстве.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе отработки соляных месторождений, включающем проведение вскрывающих выработок - капитальных транспортных и ходовых уклонов - до самого нижнего горизонта, проведение вентиляционного и откаточного штреков нижнего этажа, проведение блоковых транспортных и бортовых уклонов в пределах каждого выемочного участка, проходку по простиранию камерных ходков и отработку запасов блока, закладку камер отходами обогащения, закладка камер производится с отставанием от очистной выемки на одну-две камеры через скважины, пробуренные из закладочных уклонов, пройденных с вентиляционного штрека, причем толщину потолочного целика определяют в зависимости от мощности несущего слоя, прочности слагающих его пород на изгиб и ширины пролета камеры.

На фиг.1 представлена схема выполнения способа. На фиг.2 представлен разрез выемочного участка вкрест простирания залежи.

На фиг.1 представлен план выемочного участка с расположением очистных камер 1 по простиранию, вскрытого транспортным уклоном в центре 2 и блоковыми уклонами 3 на границах выемочного участка. В этом же направлении производится очистная выемка в камерах. Закладка выработанного пространства 8 осуществляется с отставанием на одну-две камеры. Очевидное достоинство способа состоит в том, что закладочные работы производятся ниже очистных, что обеспечивает безопасность ведения горных работ. В пределах каждого полублока длиной 100 м из вентштрека 6 на расстоянии 50 м друг от друга проходят закладочные уклоны 4 над выемочным участком, из которых бурят скважины 5 диаметром 100-200 мм на камеры под различными углами для обеспечения равномерного заполнения выработанного пространства.

На фиг.2 представлен разрез вкрест простирания выемочного блока с расположением камер в поперечном сечении 1, закладочных уклонов 4 и скважин 5.

Заполнение камер возможно породно-сухой закладкой гидравлической, твердеющей, а также глинисто-солевыми шламами. Наибольшая эффективность достигается с применением гидравлической и твердеющей закладки на основе галитовых отходов обогащения калийных руд. Поскольку закладочные работы проводятся на одну-две камеры ниже очистных работ, обеспечивается более высокий уровень безопасности ведения горных работ. Кроме того, исключаются работы по сооружению гидроизоляционных перемычек в горловинах камер.

Осуществляется способ следующим образом. Рудное поле вскрывают до самого нижнего горизонта капитальными уклонами - транспортными и ходовыми. В пределах каждого выемочного участка длиной 200 м по простиранию выполняются следующие работы: проходят вентиляционные 6 и откаточные 7 штреки, транспортный уклон и бортовые уклоны. С вентиляционного штрека на расстоянии 50 м друг от друга проходят закладочные уклоны над будущими камерами до самого нижнего горизонта. В закладочных уклонах 4 производят прокладку пульпопроводов для подачи закладочного материала и бурят скважины, располагая их веером для обеспечения полной закладки камер. Транспортирующую жидкость (рассолы) из бортовых уклонов с помощью передвижных насосов откачивают на поверхность, на химфабрику. Таким образом заполняются закладочным материалом все камеры выемочного участка.

Оценка устойчивости междукамерных целиков производится из условия воздействия величины нагрузки от полного веса налегающей толщи пород и влияния бокового сопротивления закладочного материала. Устойчивость потолочного целика оценивается на прочность от воздействия изгибающей нагрузки от полного веса пород потолочного целика (Гаркушин П.К. и др. Устойчивость кровли камер. Горн.-инф.-анал. бюлл., 2003, №7, с.198-200).

Основные достоинства предложенного способа отработки: повышается извлечение ископаемых солей; обеспечивается надежное поддержание налегающей толщи пород земной поверхности; исключаются деформации, обусловленные влиянием горного давления и воздействием геотектонических ударов, сейсмических толчков и других природных и техногенных факторов; все отходы обогащения калийных руд размещаются в выработанном пространстве, что позволяет исключить сооружение на поверхности хвостохранилищ и шламонакопителей, обеспечить экологическую чистоту окружающей среды; исключается возникновение сосредоточенных провалов земной поверхности, прорывы подземных вод и гидравлической закладки в горные выработки. Предложенный способ допускает применение сплошной камерной системы, т.е. отработку и закладку камер через одну.

Способ отработки соляных месторождений, включающий проведение вскрывающих выработок - капитальных транспортных и ходовых уклонов до самого нижнего горизонта, проведение вентиляционного и откаточного штреков нижнего этажа, проведение блоковых транспортных и бортовых уклонов в пределах каждого выемочного участка, проходку по простиранию камерных ходков и отработку запасов блока и закладку камер отходами обогащения, отличающийся тем, что закладка камер производится с отставанием от очистной выемки на одну-две камеры через скважины, пробуренные из закладочных уклонов, пройденных с вентиляционного штрека, причем толщину потолочного целика определяют в зависимости от мощности несущего слоя, прочности слагающих его пород на изгиб и ширины пролета камеры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для разработки сближенных пологих калийных пластов. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке мощных пологих калийных пластов с прослоем каменной соли. .

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при разработке калийных месторождений. .

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способу охраны подготовительных выработок при разработке мощных пологих пластов, и может быть использовано при слоевой разработке соляных пластов.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может использоваться для снижения водопроницаемости соляных пород и прорывоопасности. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений калийных солей. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на калийных предприятиях, в том числе и действующих, при осуществлении совместного складирования солеотходов и шламов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке пологих калийно-соляных пластов. .

Изобретение относится к горному делу промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных залежей, в частности, калийной и каменной соли. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке водорастворимых полезных ископаемых, залегающих в водоупорных вмещающих горных породах, граничащих с обводненными горными породами.

Изобретение относится к области горного дела и, в частности, к подземной разработке месторождений солей и руд

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке соляных месторождений, преимущественно при камерной системе отработки

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при закладке выработок плавно или аварийно затопленных рудников

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет размещать значительные объемы отходов обогащения калийных производств в отработанных очистных камерах. Способ размещения отходов обогащения калийных производств включает вскрытие, подготовку и отработку участка камер, приготовление закладочной смеси из отходов обогащения калийных производств и закладку камер. Вскрытие отрабатываемого участка осуществляют уклонами с вышележащего пласта. После отработки участка очистными камерами их заполняют закладочной смесью с добавлением хлорида кальция. Закладочную смесь подают по уклонам с вышележащего пласта самотеком. После заполнения камер возводят непроницаемые перемычки в начале уклонов. В зависимости от горно-геологических условий закладочную смесь могут подавать в каждую камеру или группу камер отработанного пласта по скважинам, пробуренным с выработок вышележащего пласта. После чего скважины тампонируются. Изобретение позволяет уменьшить объемы горных работ и увеличить объемы размещения отходов калийных производств под землей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, к отработке калийных пластов малой мощности или сложного строения с некондиционными слоями валовой комбайновой выемкой при камерной системе разработки. Способ включает отработку пласта камерами, проходку заезда на камеру из подготовительной выработки, выемку породного прослоя, комбайновую отработку продуктивных слоев пласта. Опережающую отбойку породного прослоя из пласта производят буровзрывным способом. Отработку продуктивных слоев пласта осуществляют радиальными ходами комбайна до проектной ширины отрабатываемой камеры, после чего комбайн отгоняют в стартовое положение радиального хода. Отбитый породный прослой размещают на почве отрабатываемой камеры. Изобретение позволяет вести разработку калийных пластов малой мощности и сложного строения с некондиционными слоями традиционной технологией с использованием комбайнов бурового типа, исключив затраты на замену добычного оборудования, а также существенно снизить затраты на погрузочно-доставочные работы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, к комбинированной отработке калийных пластов малой мощности или сложного строения с прослоями каменной соли, в т.ч. пластов смешанного состава, состоящих из чередующихся по мощности пласта продуктивных слоев, разделенных слоями каменной соли, а также опасных по газодинамическим явлениям. Для осуществления последовательной выемки продуктивных слоев калийного пласта с опережающей отбойкой слоя каменной соли первоначально проходят комбайновый ход в проектном контуре камеры на всю ее длину и сбивают его с вентиляционным штреком. Из стенок выработки пройденного комбайнового хода производят буровзрывную отбойку всего слоя каменной соли в объеме проектного контура очистной камеры, с размещением отбитой каменной соли на почве ранее пройденного комбайнового хода. Выемку объема полезного ископаемого из продуктивных слоев калийного пласта в камере осуществляют очистными комбайнами. Комбайновую выработку в проектном контуре камеры располагают в зависимости от ширины камеры либо по центру камеры, либо по борту проектного контура камеры. Изобретение позволяет повысить экономичность отработки пластов, содержащих прослой каменной соли за счет полной отбойки разубоживающего слоя в контуре камеры. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к креплению горных выработок и их сопряжений в соляных и соленосных породах, в частности, при сооружении ответственных подземных сооружений, не допускающих образование трещин в бетонной крепи, например водосборников для ненасыщенных солями вод или сопряжений шахтных стволов с подходными выработками и дозаторными камерами. Изобретение позволяет упростить и снизить трудоемкость работ по возведению двухслойной крепи и повысить эффективность крепления за счет контролируемости толщины податливого слоя. Для этого первоначально на основании горно-геологических и горнотехнических условий проектируемой выработки определяют толщину податливого слоя крепи. Затем проходят выработку, крепят ее кровлю и стенки временной анкерной крепью. После чего возводят податливый слой из пенополистирольных плит, устанавливая их вплотную с породой горной выработки. Затем возводят монолитную бетонную крепь, при этом толщину податливого слоя крепи определяют с учетом скорости смещения породного контура горной выработки, срока службы выработки и коэффициента сжимаемости материала податливого слоя. 2 з.п ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к горнодобывающей отрасли, в частности к способам образования подземной соляной каверны и способам ее использования. Установка для формирования растворением и накопления газа в соляной каверне (26), образованной посредством формирования растворением, содержит колонну (70) труб, предназначенную для отклонения потока, выполненную с обеспечением сообщения по текучей среде с двумя или более концентрическими трубами (2, 2А) в одном основном стволе скважины, с, по меньшей мере, одним боковым отверстием (44), проходящим от внутреннего канала (25), с наружным кольцевым каналом (24), сообщающимся с поверхностью под одним комплектом фонтанной арматуры с задвижками. Устройства (25А) для регулирования потока, отклонители (47) потока и/или изолирующие трубы (22) могут быть введены в колонну труб, предназначенную для отклонения потока, что обеспечивает возможность изменения зоны растворения в соляной каверне для регулирования формы каверны. Кроме того, колонна труб, предназначенная для отклонения потока и используемая для образования каверны, также может быть использована для обезвоживания и накопления газа. Расширяются технологические возможности, повышается эффективность способа создания и использования каверны. 2 н. и 44 з.п. ф-лы, 109 ил.

Изобретение относится к горной промышленности. Техническим результатом является повышение эффективности отработки маломощного пласта за счет повышения извлечения полезного ископаемого из недр регулярной прорезкой междукамерных целиков и обеспечения эффективного проветривания и удаления пыли из рабочей зоны машинистов выемочной машины и самоходного транспортного оборудования в отработанное пространство. Это достигается тем, что пласты отрабатывают обратным порядком в выемочном блоке при соосном расположении камер и целиков. При этом пласт меньшей мощности отрабатывают камерно-столбовой системой с регулярной прорезкой междукамерных ленточных целиков сбойками в направлении фронта ведения очистных работ, при этом проветривание рабочей зоны и удаление запыленного воздуха осуществляют за счет общешахтной депрессии через последнюю междукамерную сбойку, а более мощный пласт отрабатывают камерной системой с отставанием от маломощного пласта. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх