Обоснование ресурсосберегающих систем разработки сильвинитовых пластов в зонах влияния дизъюнктивных нарушений

• Автор: Санковский, Александр Андреевич
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Анализ и обобщение условий отработки Старобинского месторождения калийных солей и шахтного поля Краснослободского рудника ОАО «Беларуськалий»
1.1 Анализ развития мировой калийной промышленности и характеристика ОАО «Беларуськалий»

1.1.1 Характеристика рудной базы

1.2 Геологическая характеристика Старобинского месторождения калийных солей и шахтного поля Краснослободского рудника

1.2.1 Анализ геологических условий шахтного поля Краснослободского рудника

1.2.2 Подробный анализ геологических условий зон массива горных пород, прилегающих к тектоническим (дизъюнктивным) нарушениям

Выводы по первой главе

2 Анализ напряженно-деформированного состояния соленосной толщи в зонах влияния дизъюнктивных нарушений
2.1 Разработка горно-геомеханических моделей для характерных условий отработки запасов
2.2 Выбор методов оценки параметров напряженно-деформированного состояния элементов массива горных пород
2.3 Оценка условий отработки запасов в пределах Третьего калийного горизонта с учетом геотектонического фактора
Выводы по второй главе
3 Обобщение геотехнологических особенностей отработки Третьего калийного горизонта Старобинского месторождения калийных солей
3.1 Анализ горно-технологических условий отработки запасов шахтного поля Краснослободского рудника

3.1.1 Камерные системы разработки
3.1.2 Слоевые схемы отработки длинными очистными забоями с селективной выемкой слоев
3.1.3 Комбинированные системы разработки
3.2 Анализ структуры и динамики потерь на рудниках
ОАО «Беларуськалий»
Выводы по третьей главе
4 Обоснование горно-технологических параметров систем разработки сильвинитовых пластов в приразломных зонах
4.1 Оценка влияния технологических параметров систем разработки в приразломных зонах на напряженно-деформированное состояние пород в зонах влияния дизъюнктивных нарушений
4.2 Варианты управления состоянием массива горных пород в приразломных и разломных зонах
4.3 Разработка рациональных систем разработки в зонах влияния тектонических нарушений
4.4 Разработка рекомендаций по применению рациональных технологических схем отработки
Выводы но четвертой главе
Заключение
Список литературы
Приложение А
Приложение Б

Введение
Актуальность темы исследований. Безопасная отработка месторождений калийных солей требует защиты горных выработок от проникновения в них воды и рассолов из вышележащей водонасыщенной толщи пород. Это достигается выбором таких параметров управления состоянием массива горных при извлечении продуктивных пластов, при котором в верхней части водозащитной толщи (ВЗТ) будет сохраняться необходимая минимальная мощность ненарушенных геологических слоев - предохранительная водозащитная потолочина (ПВП). Особую сложность при обосновании параметров систем разработки вносит наличие в рассматриваемом объеме массива горных пород (МГП) разрывных тектонических нарушений, опасных по условиям нарушения ВЗТ. При этом аварии, связанные с прорывом вод в подземное пространство соляных рудников происходили как непосредственно во время отработки запасов, так и в выработанных пространствах, а также на этапе вскрытия или подготовки запасов.
Низкая степень разведанности геологического строения массива (категории запасов С и В), характерная для всех соляных месторождений, вынуждает на этапе проектирования раскраивать шахтное поле с оставлением целиков у разломов с большим запасом. Так, в условиях Старобинского месторождения размер такого целика составляет 500 м (200 м — разломная зона и 300 м — приразломная зона) с каждой стороны геологического нарушения. В тоже время при ведении подготовительных работ проводится доразведка разломной зоны с уточнением ее границ; размер разломной зоны при этом может снизиться с 200 до 30-50 м. Таким образом, вводятся в отработку значительные, ранее не активные, запасы, отработка которых уже подготовленными участками не всегда представляется возможной. Отработка таких участков на завершающем этапе эксплуатации шахтных полей будет требовать поддержания достаточно большого объема подготовительных выработок, а также может быть осложнена за счет

натурных замеров (с обоснованием представительной выборки таких данных), либо на базе обработки и обобщения (на базе методов математического анализа) результатов лабораторных испытаний. Результаты лабораторных исследований, которые проводятся на образцах небольших размеров, должны включать поправки, учитывающие петрографические (данные о текстуре, структуре, трещиноватости и т.д.) характеристики МГП.
Обобщение известных результатов лабораторных исследований свидетельствует о том, что размах физико-механических характеристик основных пород месторождения достаточно широк. Для основных литотипов пород месторождения деформационные параметры галитов и сильвинитов изменяются в следующих пределах:
• модуль упругости (модуль деформаций): (1,2+2,3)-101 МПа;
• коэффициент Пуассона: 0,3+0,45.
Для карналлитов они составят, соответственно:
• модуль упругости (модуль деформаций): (У, 4-г-2,0)-70* МПа;
• коэффициент Пуассона: 0,28+0,32.
Для глинистых пород с различными генетическими модификациями:
• модуль упругости (модуль деформаций): -0,6-104 МПа;
• для коэффициентов Пуассона: 0,42+0,45.
Для доломитов и мергелей:
• модуль упругости (модуль деформаций): -3.0-104 МПа
• коэффициент Пуассона: -0,2.
Анализ и обобщение данных о физико-механических свойствах солевых пород Старобинского, Верхнекамского, Илецкого, Баскунчакского и др. месторождений показал достаточную сопоставимость рассматриваемых параметров. Эксперименты выполнялись на образцах с различной геометрией и размерами (~10 см и более). Выполненные непосредственно для соляных пород (сильвинит, галит) Старобинского месторождения исследования (ВНИИГ, ВНИИСоль, ВНИМИ) показали, что модуль деформации соляных пород (по