Способ отработки калийного месторождения под склонами речных долин (варианты)

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для отработки калийных месторождений, залегающих под земной поверхностью, характеризующейся наличием склонов речных долин. В районе месторождения производят топографическую съемку, выделяют участки речного побережья с уклоном рельефа более 2,5^o, после чего направление отработки калийных руд выбирают так, чтобы временные и постоянные границы отработки пластов при попадании под выделенные участки были субперпендикулярны простиранию речных долин. Во втором варианте в случае попадания границ отработки под участки побережья с уклоном рельефа более 2,5^o, при неперпендикулярном положении линии пересечения ими склона и береговой линии и при проявлении максимальных растягивающих деформаций на земной поверхности в виде трещин с последующим их раскрытием в результате сдвижения блока надсоляных пород вниз по склону остановленные границы горных работ продвигают от склона путем продолжения отработки и перевода таким образом области трещинообразования в состояние сжатия. Целью изобретения является предупреждение чрезвычайных ситуаций на подработанной земной поверхности, характеризующейся наличием склонов речных долин. 2 с.п. ф-лы.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для отработки калийных месторождений, залегающих под земной поверхностью, характеризующейся наличием склонов речных долин.

Верхнекамское месторождение калийных солей расположено на севере-востоке Пермской области и занимает площадь около 3500 км². Калийная залежь прослеживается с севера на юг на 140 км при ширине до 40 км. По запасам калийных солей Верхнекамское месторождение находится в ряду крупнейших в мире.

В морфологическом отношении земная поверхность над месторождением представляет собой слабовсхолмленную равнину, прорезанную долинами рек и ручьев. На водораздельных площадях к востоку от Камского водохранилища развиты пологие округлые или вытянутые с юга на север холмы с абсолютными отметками поверхности, изменяющимися в основном от 140 до 200 м. Наивысшие точки рельефа отмечаются у восточной границы района работ, ближе к Уральскому поднятию, где они достигают 246,2 м. Наиболее низкие отметки (106-110 м) наблюдаются в приустьевой части долины р. Яйва и вблизи уреза Камского водохранилища.

Формирование рельефа обусловлено по преимуществу эрозионно-денудационными процессами, происходившими при относительно стабильном базисе эрозии в отложениях осадочного комплекса со слабо нарушенным или близким к горизонтальному залеганием пород.

На Верхнекамском месторождении принят панельный способ подготовки шахтных полей. Все большее распространение получает панельно-блоковый способ подготовки, когда панель делится на отдельные блоки. Ширина панели обычно 400 м.

Единственной системой разработки, получившей распространение на Верхнекамских калийных рудниках, является камерная с поддержанием налегающей толщи на относительно "жестких" целиках, деформации которых исключают интенсивные оседания и сдвижения покровных пород и земной поверхности.

В начале мая 1999 года от жителей поселка Новая Зырянка, расположенного на берегу р. Зырянка с уклоном рельефа 2,5 градуса, стали поступать сведения о появлении трещин на земной поверхности шириной до 1,5 м и глубиной 0,3-4,9 м.

Картирование трещин на шахтном поле Первого Березниковского калийного рудоуправления показало их пространственное совпадение с краевой частью мульды сдвижения вдоль длительно остановленной границы очистных работ на 9-ой восточной панели, которая была субпараллельна береговой линии р. Зырянка.

Причиной раскрытия трещин явилось сдвижение блока известняков вниз по склону. Напряжения, создаваемые весом блоков известняков, превысили прочность подстилающих мергелей и в их кровле образовалась зона потенциальной ползучести, в которой при подмыве берега р. Зырянка возникли медленные пластические деформации, перешедшие в оползневые смещения.

В нарушении общей устойчивости оползневого склона определенную роль сыграли напорные воды, оказавшие взвешивающее давление снизу. С наступлением состояния склона, близкого к предельному, достаточно было повышенного гидростатического давления в водообильный 1999 год.

Геологическое строение склона р. Зырянка практически идентично строению склонов, например р. Ангары, где толщи известняков залегают на менее прочных аргиллитах и где получили широкое развитие оползни выдавливания [1].

Известен способ отработки калийного месторождения под склонами речных долин, включающий вскрытие запасов полевыми выработками, их панельно-блоковую подготовку и разработку сильвинитовых пластов системой камер [2].

Недостатком способа является раскрытие трещин бортового отпора и возникновение оползней на подработанной земной поверхности под склонами речных долин.

Целью изобретения является предупреждение чрезвычайных ситуаций на подработанной земной поверхности, характеризующейся наличием склонов речных долин.

Поставленная цель достигается тем, что отработку калийных руд ведут таким образом, чтобы остановленные границы горных работ были субперпендикулярны простиранию речных долин.

Способ осуществляют следующим образом.

В районе калийного месторождения производят топографическую съемку, выделяют участки речного побережья с уклоном рельефа более 2,5 градуса, после чего направление отработки калийных руд выбирают таким образом, чтобы временные и постоянные границы отработки пластов при попадании под выделенные участки были субперпендикулярны простиранию речных долин. При крутизне склонов менее 2,5 градуса оползни не образуются.

В случае попадания границ отработки под участки побережья с уклоном рельефа более 2,5 градуса, при неперпендикулярном положении линии пересечения ими склона и береговой линии и при проявлении максимальных растягивающих деформаций на земной поверхности в виде трещин с последующим их раскрытием в результате сдвижения блока надсоляных пород вниз по склону остановленные границы горных работ продвигают путем продолжения отработки и перевода таким образом области трещинообразования в состояние сжатия.

Литература 1. Золотарев Г.С. Инженерная геодинамика. М., Изд-во МГУ, 1983, с.198-200.

2. Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках Верхнекамского калийного месторождения. Агрохим, УФ ВНИИГ, М., Недра, 1992, с. 65-71.

Формула изобретения

1. Способ отработки калийного месторождения под склонами речных долин, включающий панельно-блоковую подготовку запасов и разработку сильвинитовых пластов системой камер, отличающийся тем, что в районе месторождения производят топографическую съемку, выделяют участки речного побережья с уклоном рельефа более 2,5^o, после чего направление отработки калийных руд выбирают так, чтобы временные и постоянные границы отработки пластов при попадании под выделенные участки были субперпендикулярны простиранию речных долин.

2. Способ отработки калийного месторождения под склонами речных долин, включающий панельно-блоковую подготовку запасов и разработку сильвинитовых пластов системой камер, отличающийся тем, что в случае попадания границ отработки под участки побережья с уклоном рельефа более 2,5^o, при неперпендикулярном положении линии пересечения ими склона и береговой линии и при проявлении максимальных растягивающих деформаций на земной поверхности в виде трещин с последующим их раскрытием в результате сдвижения блока надсоляных пород вниз по склону остановленные границы горных работ продвигают от склона путем продолжения отработки и перевода таким образом области трещинообразования в состояние сжатия.