Способ вторичной отработки соляного пласта

Способ вторичной отработки соляного пласта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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

Известен способ разработки пластовых месторождений, включающий разделение шахтного поля на участки, очистную выемку полезных ископаемых камерами первой и второй очереди, закладку выработанного пространства, в котором очистную выемку осуществляют камерами первой и второй очереди одновременно на двух смежных участках с формированием целиков между камерами первой и второй очереди (А.С. 1254161, МКИ Е21С 41/08, З. №3731884/22-03, заявл. 20.04.84, опубл. 30.08.86, Бюл. №32).

Однако этот способ не обеспечивает высокое извлечение руды из недр, а направлен на сокращение затрат и повышение безопасности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ разработки пологих пластов полезных ископаемых, включающий отработку запасов выемкой первичных камер с оставлением междукамерных целиков, заполнение выработанного пространства, отработку первичных междукамерных целиков выемкой камер второй очереди, при этом заполнение выработанного пространства первичных камер осуществляют породами деформированных первичных междукамерных целиков и породами разрушенной непосредственной кровли и почвы, а выемку камер второй очереди производят после приобретения породами, заполняющими выработанное пространство первичных камер под действием горного давления достаточной прочности и компрессионных свойств, при этом ожидаемый срок достижения спрессованным массивом достаточной прочности и компрессионных свойств определяют сравнением конечных оседаний земной поверхности при примененных параметрах ведения очистных работ в первичной стадии с графиком нарастания оседаний земной поверхности в зоне полной подработки (Пат. 2083834, МПК Е21С 41/18, З. №95114813/03, заявл. 16.08.95, опубл. 10.07.97).

Этот способ имеет следующие недостатки. Заполнение выработанного пространства камер происходит за счет обрушения кровли и разрушения целиков, а этот процесс неуправляемый, заполнение камер будет неполное и, как следствие - неуправляемый процесс сдвижения вышележащей толщи пород.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении извлечения полезного ископаемого за счет вовлечения в отработку оставленного в целиках полезного ископаемого при обеспечении безопасности горных работ.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе вторичной отработки соляного пласта, включающем отработку запасов первичными камерами с оставлением междукамерных целиков, заполнение выработанного пространства породным материалом, отработку первичных междукамерных целиков камерами второй очереди, начало отработки которых определяют по результатам наблюдений за величиной оседаний земной поверхности, первичные междукамерные целики отрабатывают только после консолидации закладочного материала с породами междукамерных целиков, образуемых при первичной отработке соляного пласта, при достижении оседаний земной поверхности ≥90% от величины конечных оседаний земной поверхности от деформации первичных камер, определяемой наблюдениями по реперным линиям.

Вторичную отработку пласта начинают с участка наибольшего его погружения, при этом выполаживание мульды сдвижения, образованной при его повторной отработке, производят за счет переноса границы начала вторичной отработки от границы первичной отработки на расстояние, равное ширине зоны смягчения, определяемой в зависимости от горно-геологических и горно-технических условий отрабатываемого участка.

При отработке пластовых месторождений солей применяется камерная система разработки с оставлением ленточных междукамерных целиков различной ширины, что ведет к значительным потерям руды в недрах.

Например, на ВКМКС извлечение руды из недр составляет всего 35-45%. Оставление в недрах больших подготовленных к отработке запасов полезных ископаемых существенно ухудшает технико-экономические показатели производства.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - общая схема вторичной выемки соляного пласта; на фиг.2 - разрез по А-А.

На чертежах обозначены: 1 - междукамерный целик; 2 - отработанные камеры; 3 - комбайновый комплекс; 4 - рабочие очистные камеры; 5 - вентилятор местного проветривания; 6 - вентиляционный трубопровод; 7 - вентиляционные штреки; 8 - вторичные очистные камеры; 9 - вторичные заложенные камеры, 10 - граница первичной отработки; 11 - направление фронта горных работ; 12 - зона смягчения.

Способ вторичной отработки солей реализуется следующим образом.

Первоначально осуществляют первичную отработку пластовых соляных месторождений камерами с оставлением междукамерных целиков 1, которые поддерживают кровлю выработок и предотвращают нарушение сплошности вышезалегающей водозащитной толщи и последующего затопления рудника (Фиг.1). Отработанные первичные очистные камеры 2 закладывают закладочным материалом.

Под действием горного давления в отработанных камерах происходит консолидация закладочного материала с породами целиков 1.

Вторичная отработка соляного пласта может быть начата только после консолидации закладочного материала с соляными породами пласта, наступление которой определяют по результатам наблюдений за оседаниями земной поверхности.

Время начала отработки вторичных камер определяется по результатам наблюдений за оседаниями земной поверхности по профильным линиям, заложенным над участком отработки первичных камер. Когда оседания достигнут величины ≥90% от значения расчетных конечных оседаний, это соответствует консолидации закладочного материала с породами целиков 1 и кровли камер и позволяет начать отработку вторичных камер 8. При этом закладочный материал приобретает физико-механические свойства слагающей пласт соли, и происходит затухание оседаний его кровли и земной поверхности.

Затем производят частичную отработку оставленных междукамерных целиков 1 вторичными камерами 8 с помощью комбайновых комплексов 3 или иным механическим способом. Например, применительно к условиям Верхнекамского месторождения калийных солей при отработке карналлитового пласта «В» при геологической мощности пласта 8,0 м и остаточной его мощности после деформирования целиков 7,0 м, ширине первичных целиков 19,0 м, рабочие очистные камеры 4 в целиках могут отрабатываться одним или несколькими комбайновыми ходами комбайном «Урал-10А» по ее высоте и ширине. Затем производят закладку вторичных камер 9, например гидрозакладкой.

Для уменьшения негативного влияния вторичной отработки на водозащитную толщу границы ведения вторичной отработки не должны совпадать с границами первичной отработки 10. Границы начала вторичной отработки переносят от границы первичной отработки на расстояние, равное ширине зоны смягчения 12 (фиг.1), которая определяется в соответствии с существующими методиками.

Отработку промышленного пласта необходимо начинать с участка наибольшего погружения обратным порядком 11 для более эффективного использования закладки, например при использовании гидравлической закладки (на фиг.1).

После выемки запасов вторичных очистных камер производится их гидрозакладка 9 солеотходами обогатительных фабрик (фиг.2). Рассолы, образующиеся после уплотнения пульпы, самотеком удаляются в рассолосборники, расположенные в направлении погружения пласта.

Проветривание вторичных тупиковых очистных камер 4 осуществляется вентиляторами местного проветривания 5 по вентиляционному трубопроводу 6.

После сбойки комбайнового хода с вентиляционным штреком 7 проветривание осуществляется за счет общешахтной депрессии.

Предлагаемый способ позволит существенно продлить срок службы действующего рудника за счет вовлечения в отработку оставленного в целиках полезного ископаемого при обеспечении безопасности горных работ, что позволит отложить необходимость строительства нового рудника, сопряженного с многомиллиардными затратами средств.

1. Способ вторичной отработки соляного пласта, включающий отработку запасов первичными камерами с оставлением междукамерных целиков, заполнение выработанного пространства породным материалом, отработку первичных междукамерных целиков камерами второй очереди, начало отработки которых определяют по результатам наблюдений за величиной оседаний земной поверхности, отличающийся тем, что первичные междукамерные целики отрабатывают только после консолидации закладочного материала с породами междукамерных целиков, образуемых при первичной отработке соляного пласта, при достижении оседаний земной поверхности ≥90% от величины конечных оседаний земной поверхности от деформации первичных камер, определяемой наблюдениями по реперным линиям.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторичную отработку пласта начинают с участка наибольшего его погружения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполаживание мульды сдвижения, образованной при его вторичной отработке, производят за счет переноса границы начала вторичной отработки от границы первичной отработки на расстояние, равное ширине зоны смягчения, определяемой в зависимости от горно-геологических и горно-технических условий отрабатываемого участка.