2843.Разработка калийных месторождений практикум

8.5.3. Технология разработки калийных руд на руднике «Боулби»

Шахтное поле рудника «Боулби» вскрыто двумя стволами диаметром 5,5 м, которые пройдены до глубины 1150 м.

Рудник «Боулби» имеет мощность 2,8 млн т/год. Из них 450–600 тыс. т/год добывается каменной соли от проходки полевых подготовительных выработок.

На руднике «Боулби» с 1980 г. применяется камерно-столбовая система разработки со «снятием напряжения». Для снятия напряжения массива от повышенных напряжений проводят от двух до пяти параллельных выработок с оставлением между ними ленточных целиков. Это резко улучшает сохранность горных выработок. Другим способом снятия напряжения в массиве является образование вертикальной щели в кровле выработки.

с использованием для погрузки отбитой горной массы комбайнов типа 120 HR Heliminer, однако впоследствии полностью перешли на комбайновый способ. К середине 1990-х гг. мощность рудника достигла 16 тыс. т/сут

241

Рис. 8.31. Планомерное разрушение податливого целика

(2,8 млн т/год) при шести действующих очистных забоях [20]. Для обеспечения безопасности рабочих при отработке выбросоопасных зон все комбайны оснащены устройствами дистанционного управления.

На руднике «Боулби» используют мощные комбайны с барабанным исполнительным органом производства фирм Jefrey 1060 (Bucyrus)

и 12HM26 Continius Miners (Joy) (рис. 8.32). Руда доставляется до конвейе-

ра при помощи самоходных вагонов Joy 10SC22 и 10SC32, при этом в комбайновом комплексе отсутствует бункер-перегружатель, а накопление руды во время отсутствия самоходного вагона происходит на рабочем столе комбайна, который способен вместить 6–10 т отбитой руды.

Высота очистных камер составляет 2,5–4,0 м в зависимости от мощности пласта. Выработка крепится анкерной крепью, длина стальных анкеров 1,8 м. Крепление производится механизированными комплексами для установки анкерной крепи (рис. 8.33).

242

Рис. 8.32. Работа комбайна с барабанным исполнительным органом

Рис. 8.33. Механизированная установка анкерной крепи

243

8.6.Разработка калийных солей в Испании

8.6.1.Общие сведения о калийных месторождениях Испании

На северо-востоке Испании находится Наваррско-Каталонский калийный бассейн, в пределах которого расположены два месторождения калийных солей – Памплона и Каталонское (рис. 8.34).

Рис. 8.34. Калийные месторождения Испании

ВПамплоне сильвинитовый пласт имеет среднюю мощность 2 м,

авышележащий карналлитовый пласт – 10–12 м. В Каталонском месторо-

ждении мощность пласта сильвинита 3,0–3,5 м, при содержании K2О

всреднем 18 %.

Внастоящее время разрабатывается только Каталонское месторождение. Непосредственно над сильвинитовым пластом, залегающим на глубине 475–500 м и имеющим падение 5° на северо-восток, залегает слой карналлита и галита, образующий породную кровлю (рис. 8.35). Ниже калийного пласта залегает мощный слой каменной соли.

244

8.6.2. Технологии разработки калийных месторождений Испании

Рудник «Ллобрегат» имеет мощность 1 млн т по руде в год. На предприятии занято около 500 человек.

Подземная добыча ведется с применением камерной системы разработки с гидрозакладкой [3].

При отработке пластов сильвинита на руднике «Ллобрегат» осуществляется селективная комбайновая выемка сильвинитовых пластов. Проходческий комбайн вначале осуществляет выемку из нижнего слоя. Сильвинитовая руда транспортируется до участкового бункера в самоходных вагонах грузоподъемностью 25 т.

Из бункера руда поступает в дробильную установку, которая питает магистральный конвейер. Затем вынимается пачка каменной соли, которая размещается самоходными вагонами в соседние отработанные камеры. После этого осуществляется выемка верхнего слоя сильвинита [21].

Очистные работы ведут с использованием проходческих комбайновых комплексов со стреловым исполнительным органом типа АМ85-Р.

Средняя эксплуатационная производительность комбайна за сутки составляет 2500 т при трехсменной работе (50 тыс. т/мес.).

Среднее содержание K2О в руде, доставляемой на обогатительную фабрику, составляет 15–16 %. Обогащение руды осуществляют флотационным способом. Товарный продукт содержит 60 % K2О.

8.7.Разработка калийных месторождений в США

ВСША сосредоточено около 1,5 % мировых запасов калийных солей. Запасы сосредоточены в двух калиеносных бассейнах: Парадокс и Делавэрский (рис. 8.36).

ВДелавэрском калийном бассейне сосредоточена основная сырьевая база калийной промышленности США. Калиеносный бассейн расположен

вполупустынном районе, в юго-восточной части штата Нью-Мексико и юго-западной части штата Техас. Калийные соли обнаружены в 1922 г., а промышленное освоение началось в 1931 г. на Карлсбадском месторождении. Протяженность бассейна с севера на юг составляет 265 км, с востока на запад – 153 км. Пласты калийных солей развиты в центральной части, которая имеет пологое залегание с наибольшим погружением.

246

Месторождение Кейн-Крик

Кейн-Крик (Моаб) – месторождение калийных солей, расположено в юго-восточной части штата Юта, в 13 км к северо-западу от г. Моаб. Район месторождения имеет сложный рельеф и малонаселен. Калийные соли обнаружены в 1924 г. при бурении на нефть, добыча началась в 1964 г.

Месторождение располагается в юго-западной части калиеносного бассейна Парадокс. Калийные соли залегают в пологом северо-восточном крыле антиклинали Кейн-Крик. На глубине 850–1170 м расположены три промышленных горизонта калийных солей. Разрабатывается пласт нижнего горизонта мощностью 5 м, с содержанием K2О 20–30 % (в среднем 25 %). До 1972 г. добыча осуществлялась камерной системой разработки.

В связи со сложными горно-геологическими условиями разработка на сегодняшний день осуществляется способом растворения солей. Добытый рассол поступает в испарительные пруды (рис. 8.37, 8.38), занимающие площадь более 1,5 км2. Сухой климат и большое количество солнечных дней в году (в среднем 300) обеспечивают эффективное испарение и кристаллизацию твердых солей, которые в дальнейшем подвергаются очистке и флотации. Товарный продукт содержит 60,5 % K2О [22].

Рис. 8.37. Общий вид испарительных бассейнов на предприятии по добыче сильвинитов методом растворения на месторождении Кейн-Крик

248

Рис. 8.38. Сбор кристаллизовавшихся калийных солей

8.8. Разработка калийных солей во Франции

Во Франции расположены два месторождения калийных солей, одно из них месторождение Памплона, которое разделено государственной границей с Испанией на две части. Промышленное значение имеет месторождение в Эльзасе (рис. 8.39). Калийные соли Эльзаса открыты в 1904 г. на территории восточной Франции. Месторождение начало разрабатываться в 1910 г. До недавнего времени продолжалась работа двух рудников – «Амелия» и «Мария-Луиза». В настоящее работа рудников прекращена.

Месторождение расположено между городами Мюлуз и Кальмар на севере, вытянуто в виде эллипса шириной 12 км и длиной 40 км, занимает площадь около 400 км2. В разрезе соленосной толщи располагается два продуктивных калийных горизонта на глубине 350–1500 м. Мощность междупластия составляет 20–25 м. Верхний пласт мощностью 0,8–2,0 м отличается чистотой и высоким содержанием KCl – 25–47 %, Н.О. – 12 % и распространен на площади 90 км2.

На руднике «Амелия» разработка велась на глубине 415–620 м, на руднике «Мария-Луиза» – на 684–920 м. За время работы рудников верхний слой отработан по всей площади месторождения. Рудники отнесены к опасным с точки зрения выделения метана. Температура пород относительно велика и на глубине 800 м составляет 47°. Извлечение запасов при отработке длинными очистными забоями составляло 90–95 % [23].

249

Рис. 8.39. Калийные месторождения Франции

Нижний горизонт мощностью 2,5–5,0 м залегает на пласте каменной соли мощностью 30–40 м, содержащем прослойки доломита и мергеля. Пласт разделен доломито-мергелистыми битуминозными прослойками мощностью 0,2–0,3 м на пять сильвинитовых слоев, при этом нижний сильвинитовый слой содержит глинистые прослойки, а иногда замещен карналлитом мощностью до 1,0 м. Содержание KCl – 23,5–31,8 %, Н.О. –

до 6–12 % [23].

Кровля обоих пластов малоустойчива, состоит из мергеля, который набухает под воздействием влаги воздуха и отслаивается. Пласты образуют пологие складки с падением крыльев 3–6°, у осей складок – до 40°. Внутри отдельных массивов залегание пластов преимущественно пологое, близкое к горизонтальному. Месторождение характеризуется благоприят-

250