1.5 Краткая геологическая характеристика проектируемого горизонта

Пласт второго калийного горизонта (гор.-420м) состоит из верхнего и нижнего сильвинитовых слоев и межпластовой каменной соли .Средняя мощность пласта по шахтному полю составляет 2,67 метра, среднее содержание КС1-26,95%,нерастворимого в воде остатка - 6,67%.Неравномерно по всему горизонту встречаются площади пониженного содержания КС1 - зоны замещения. Они имеют различные размеры (от 2-3 до 200-250 м) и изометрические очертания в плане ,характеризуются частичным или полным замещением пластов сильвинита каменной солью. Обычно в таких зонах руда бывает некондиционной (содержание КС1 менее 16%) и выемке не подлежит. Оконтуривание зон замещения вызывает определенные трудности в прогнозировании качества полезного ископаемого при существующей плотности горных выработок и разведочных скважин.

2. Горная часть

2.1 Вскрытие и подготовка шахтного поля

Способы вскрытия шахтных полей калийных месторождений аналогичны способам вскрытия месторождений других полезных ископаемых.

По взаимному расположению стволов различают центральную, центрально-отнесённую и диагональную (фланговую) схемы вскрытия. Вскрытие может осуществляться вертикальными и наклонными стволами. В зависимости от числа вскрываемых пластов вскрытие может быть раздельным и совместным. Пласты могут вскрываться одновременно и последовательно.

Так как растворимость калийных пластов и вмещающих пород вызывает необходимость оставления больших целиков около стволов, как правило, принимается центральная схема вскрытия. При этой схеме все стволы располагаются в центре шахтного поля на расстоянии 150 – 200 м друг от друга

Шахтное поле рудника вскрыто четырьмя вертикальными стволами, располо­женными в центральной его части.

Ствол №1, оборудованный скиповым и клетьевым подъемными установками, вскрывает гор.-420м. Ствол №2, аналогичный стволу №1, вскрывает гор.-620 м. Ствол №3 ,оборудованный клетьевым подъемом, пересекает оба горизонта и слу­жит для выдачи отработанной струи воздуха с обоих горизонтов, т.е. является вентиляционным. Ствол №4, оборудованный двумя скиповыми подъемами, пересе­кает оба горизонта и служит для выдачи руды.

На горизонте -420 м от ствола 1 пройдены выработки главного северного и южного направлений до границы шахтного поля. Причем, главное северное на­правление погашено на протяжении 2350м, а южное на 2450м, по мере отработки запасов в обратном порядке. Перпендикулярно к выработкам главного южного направления пройдены выработки главного восточного направления и на расстоянии 3500 м от них пройдены выработки главного юго-восточного направления.

На горизонте -620 м от ствола №2 пройдены выработки главного северного и главного южного направлений до границы шахтного поля. Причем, выработки главного северного направления погашены на протяжении 1300м по мере отра­ботки запасов в обратном порядке. Перпендикулярно к выработкам главного южного направления, аналогично гор.-420 м, пройдены выработки главного восточного и юго-восточного направлений. Проходка выработок главного южного направления остановлена в связи с обнаружением признаков центрального тектонического нарушения.

Таблица 2.1 – Отметок вскрывающих выработок

Отметка	Ствол 1	Ствол 2	Ствол 3	Ствол 4
Отметка устья, м	+164,25	+164,2	+163,4	+160,7
Отметка II горизонта, м	-420,6	-421,9	-424,4	-426,7
Глубина II горизонта, м	585	586	587	587
Отметка III горизонта, м	–	-619,8	-621,1	-626,5
Глубина III горизонта, м	–	784	784	787
Отметка зумпфа, м	-459,6	-658,0	-630,6	-690,5
Глубина ствола, м	624	822	793	851
Диаметр в свету, м	7,0	7,0	7,0	7,0

Ствол №1	Ствол №2	Ствол №4
БЦК-8/5х1,7	БЦК-8/5х1,7	БЦК-8/5х2,7	БЦК-8/5х2,7

Отбитая руда от комбайна ПК-8МА (ПКС-8) самоходным вагоном 5ВС-15М транспортируется до скребкового конвейера СП-202 (СП-301, ППС-1). Со скребкового конвейера перегружается на панельные конвейеры КЛ-600 (КЛЗ-500), затем на магистральные конвейера Главного направления и подается в приемные бункера стволов №1,2, 4 и скипами выдается на поверхность.

Примечание: уклоны, вскрывающие продуктивные пласты, на руднике отсутствуют.

Варианты вскрытия шахтного поля определяются геологическими, гидрогеологическими, топографическими и экономическими факторами, а также исходя из условий характера залегания пластов и передового опыта работы калийных рудников.

Значительная глубина залегания калийных пластов, горизонтальное их положение и необходимость пересечения мощных водоносных горизонтов по кратчайшему расстоянию предопределяет выбор вскрытия шахтного поля вертикальными стволами.

В настоящем проекте можно применить следующие варианты схем вскрытия и подготовки шахтного поля:

1 вариант – вскрытие двумя вертикальными стволами, расположенными в центре шахтного поля (в соответствии с рисунком 1.1);

2 вариант – вскрытие двумя вертикальными стволами, расположенными на флангах шахтного поля (в соответствии с рисунком 1.2);

3 вариант – вскрытие тремя вертикальными стволами. При этом скиповой ствол будет расположен в центре шахтного поля, а два вентиляционных ствола – на флангах шахтного поля (в соответствии с рисунком 1.3).

Возле стволов располагается околоствольный двор, в котором будет обеспечиваться производство работ по приему и выдаче руды на поверхность, прием материалов и оборудования, доставляемых в шахту с поверхности, маневровые операции, связанные с приемом грузопотоков и маневрами автотранспорта, а также для размещения подземных камер технологического назначения.

Во всех вышеупомянутых вариантах схем вскрытия принимаем самый рациональный для данных горно-геологических условий панельный способ подготовки шахтного поля.

1 – главный вертикальный ствол, подающий свежий воздух в шахту; 2– вспомогательный вертикальный ствол, вентиляционный; 3– главные транспортные, конвейерные и вентиляционные штрека; 4– панельные транспортные, конвейерные и вентиляционные штрека; 5– граница шахтного поля;6– пласт полезного ископаемого

Рисунок 1.1 - Схема вскрытия с расположением стволов в центре шахтного поля

Достоинства I варианта схемы вскрытия:

1. Компактное расположение поверхностного комплекса сооружений.

2. Оставление одного охранного рудного целика под промплощадку.

3. Легкость соединения главных и вентиляционных стволов, что позволяет быстрее развить очистные работы.

4. Наиболее рациональная схема транспортирования руды в шахте.

5. Легкость обслуживания вскрывающих стволов.

Недостатки:

1. Длинный путь вентиляционной струи, что требует большого расхода электроэнергии на вентиляцию и способствует росту утечек воздуха.

2. Сложные условия выхода людей на поверхность при аварии.

3. Большие потери руды в охранном целике под стволами.

При применении данного варианта вскрытия, в связи с горизонтальным и выдержанным залеганием калийного пласта, подготовка шахтного поля будет осуществляться с помощью главных транспортных, конвейерного и вентиляционных штреков, пройденных от ствола к границам шахтного поля по пласту полезного ископаемого. Длина главных выработок (от центра шахтного поля до границы) составляет 7250м.

Главные транспортные штреки, включают в себя три параллельные выработки, разделенных целиком шириной 3-5 метра, центральная из которых предназначена для установки конвейеров, а две крайние для движения самоходного транспорта. Параллельно главным транспортным штрекам по обе стороны проходится по одной выработке главных вентиляционных штреков. С целью уменьшения утечек воздуха с главного транспортного на главный вентиляционный штрек между ними оставляют целик шириной 10-20 метров. Таким образом, главные (капитальные) штреки на обоих горизонтах будут представлены пятью параллельными сближенными выработкам.

Подготовка шахтного поля будет осуществляться по панельной схеме, при которой от главных выработок горизонта перпендикулярно к ним до границ шахтного поля проходятся панельные штреки (конвейерные, транспортные и вентиляционные) с интервалами, зависящими от ширины панели. Длина панели определяется размерами шахтного поля и будет составлять 2,5-3,5 км. Ширина устанавливается в зависимости от применяемой системы разработки.

Панельные выработки будут представлены конвейерным, транспортным (одним или двумя) и вентиляционным штреками и вспомогательными выработками, а также камерами различного назначения.

Рисунок 2.1

1 – главный вертикальный ствол, подающий свежий воздух в шахту; 2 – вспомогательный вертикальный ствол, вентиляционный; 3 – главные транспортные штрека; 4 – главный конвейерный штрек; 5 – главные вентиляционные штрека; 6 – панельные транспортные, конвейерные и вентиляционные штрека; 7 – граница шахтного поля; 8 – пласт полезного ископаемого

При применении II варианта схемы вскрытия для подготовки шахтного поля будет использоваться такая же схема подготовки шахтного поля, как в 1-ом варианте вскрытия и подготовки шахтного поля. Общие длины главных транспортных, конвейерных и вентиляционных штреков, будут равны длинам штреков 1-го варианта.

Достоинства II варианта вскрытия:

1. Хорошие условия проветривания шахты.

2. Меньше утечки воздуха по сравнению с центральной схемой вскрытия.

Недостатки:

1. Большие потери руды в двух охранных целиках у стволов.

2. Разбросанность стволов по шахтному полю, что затрудняет обслуживание отдаленных от промплощадки стволов и вентиляторов.

3. Невозможность в течение длительного срока начала очистных работ в период проведения главных выработок.

Рисунок 2.2

1 – главный вертикальный ствол, подающий свежий воздух в шахту; 2 – вспомогательный вертикальный ствол, вентиляционный; 3 – главный транспортный штрек; 4 – главный конвейерный штрек; 5 – главный вентиляционный штрек; 6 – панельные транспортные, конвейерные и вентиляционные штрека; 7 – граница шахтного поля; 8 – пласт полезного ископаемого

Рисунок 1.3 - Схема вскрытия с тремя вертикальными стволами

Схема подготовки шахтного поля по 3-му варианту будет такая же, как в 1-ом и 2-ом вариантах схем вскрытия.

Достоинство III варианта вскрытия:

1. Благоприятные условия для вентиляции.

2. Возможность одновременной отработки большого количества панелей.

3. Проще выход людей на поверхность при аварии, благодаря наличию дополнительного третьего ствола.

4. Наиболее рациональная схема транспортировки руды до главного ствола, расположенного в центре шахтного поля.

Недостатки:

1. Разбросанность стволов по шахтному полю, что затрудняет обслуживание отдаленных от промплощадки стволов и вентиляторов.

2. Необходимость сохранения главных штреков в отработанной зоне.

3. Большие потери руды в результате оставления трех охранных целиков у стволов.

4. Сооружение дополнительного третьего ствола.

На основе анализа вышеуказанных достоинств и недостатков всех вариантов, в настоящем проекте принимаем I вариант вскрытия и подготовки шахтного поля.

Шахтное поле вскрывается 2–мя вертикальными стволами, расположенными в центре шахтного поля.

Первый ствол - скипо-клетевой, глубина 814,35м. Он проходит до 3-го калийного горизонта и будет служить для спуска-подъема людей, материалов, оборудования и др. грузов, выдачи руды, а также для подачи свежего воздуха в шахту.

Второй ствол - клетевой, глубиной 792,6м. Он проходится до 3-го калийного горизонта и предназначен для спуска и подъема людей, удаление отработанной струи воздуха из шахты.

Первый ствол в обоих вариантах является скиповым.Глубина его составляет - 624м.Служит для выдачи полезного ископаемого на поверхность, а также при необходимости спуска и подъема людей и грузов.

Второй ствол в обоих варинтах - вентиляционный.Его глубина - 584м. Служит для удаления отработанного воздуха с горизонта, спуска и подъема людей и грузов.

На втором стволе в обоих вариантах установлено 2 вентилятора главного проветривания, один из которых резервный

Околоствольный двор.

Околоствольный двор представляет собой комплекс горных выработок и камер, расположенных возле шахтных стволов и предназначенных для обслуживания горизонта и соединения стволов с главными транспортными, конвейерными, вентиляционными выработками. Основные требования, которые предъявляются к околоствольным дворам, - обеспечение необходимой пропускной способности, простоты устройства.

Для наших условий наиболее подходит по грузостоку, околоствольный двор скипо-клетевой для стволов №1 и №2, скиповой №4 и клетевой для ствола №3.

Скиповая ветвь стволов №1,2 и №4 служит для выдачи руды, а клетевая - для спуска- подъема оборудования, материалов, а также, в аварийных случаях, людей. Клетевая ветвь ствола №3 служит только для спуска и подъема людей.

Учитывая предъявляемые требования к околоствольным дворам, применяю околоствольный двор с конвейерной доставкой полезного ископаемого камеры и выработки околоствольного двора подразделяются на:

производственного назначения:

• сопряжение с околоствольным двором;

• гараж;

• склад ГСМ;

• склад ВМ, только на втором горизонте;

• мастерские электромеханические подземные;

• ЦПП;

• склад хранения оборудования.

вспомогательного назначения:

• камеры ожидания;

• медпункт;

• камера противопожарных материалов.

Все камеры располагаются в непосредственной близости от потребителей, а камеры ВМ располагаются в соответствии с § 9,66 ЕПБ при ВР, а именно:

- расстояние от склада взрывчатых материалов до ствола, околоствольных выработок, вентиляционных дверей - не ближе 100 м.

- расстояние от склада ВМ до выработки, служащей для прохода людей, - не ближе 15м.

Склад ВМ, гараж, ГСМ, ПЭММ должны иметь не менее двух запасных выходов, при этом склад ВМ и ГСМ должны проветриваться обособленной струёй.

Размеры целиков между блоковыми штреками определены на основании опыта работы с учётом обеспечения их устойчивости и размещения в выработках горнодобывающего оборудования.

Блоки подготавливаются комбайновыми комплексами ПКС-8 Ширина блоковых штреков 4,1-4,3 м, высота штреков, используемых для проезда автотранспорта составляет 2,8-3,0 м, остальных блоковых выработок - 2,4-2,6 м.

При необходимости охраны блоковых подготовительных выработок в кровле закладочной выработки буровзрывным или машинным способом выполняется компенсационная щель на глубину не менее 0,8 м.

До начала очистных работ на блоковых штреках разделываются камеры разворота комбайна для обеспечения его маневров при зарубках на очистную выемку. Причем, разделка камер опережает фронт очистных работ на 2-5 камер.