1.3. Примеры подземной разработки под охраняемыми
объектами
Илецкое месторождение каменной соли отрабатывается подземным способом с 1889 г. различными вариантами камерно-столбовой системы разработки.
По карстовым трещинам происходили неоднократные прорывы подземных и грунтовых вод в выработки рудника №1 (глубина горных работ от земной поверхности 100-120 м). Северное шахтное поле рудника №1 отрабатывалось в условиях постоянного обводнения (вода поступала в камеры в виде струй и капель).
17 февраля 1979 г. рудник №1 был затоплен в связи с прорывом в него воды озера Развал. Наблюдениями за деформациями междукамерных целиков на руднике №1 и сдвижением налегающей толщи с помощью глубинных реперов установлено, что целики затопленного рудника деформируются со скоростью 4-8 мм/год.
С 1964 г. введен в действие рудник №2, горные выработки которого от затопленного выработанного пространства рудника №1 отделяет целик размером 130 м по вертикали.
В конце 80-х годов на Илецком месторождении, в частности на горизонте -160 м рудника №2, возникла сложная геомеханическая ситуация по причине неверных проектных решений, т.к. была рекомендована камерно-столбовая система с просеченными выработками междукамерными целиками. В проекте не было учтено повышение нагрузки на междукамерные целики вследствие увеличения глубины разработки и уменьшения несущей способности целиков в результате просечения их ортами и сбойками. Два этих фактора привели к увеличению скорости деформаций целиков. Ширина целиков постепенно уменьшается в результате отслоения участков соли, так называемых, «коржей» (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Отслоение фрагмента массива от междукамерного целика под действием горного давления
7 ноября 2003 г. в течение нескольких часов на месте нескольких карстовых воронок образовался провал размером 54х38 м и глубиной 9,5 м. Самая глубокая часть провала находится над серединой камеры №11 рудника №1.
В 2004 г. произошли значительные изменения размеров провала, увеличились: глубина провала до 13 м, длина до 56 м, ширина до 48 м (рис. 1.4.).
Рис. 1.4. Контуры провала над рудником №1
Для ограничения деформаций налегающей толщи, предложено применить закладку выработанного пространства камер. Роль закладки сводится к увеличению бокового подпора междукамерных целиков и продлению их срока службы.
В марте 1993 г. в поле шахты Западно-Жезказганского рудника произошло обрушение выработанного пространства в районе штреков 10-16, 26-27 на горизонтах 230-340 м. На земной поверхности были разрушены коммуникации (водовод диаметром 800 мм на участке длиной 250 м, ЛЭП-110 кВ, железная дорога длиной 80 м, три линии ЛЭП-35 кВ, две теплотрассы, кабельная линия связи). После восстановительного ремонта они были введены в эксплуатацию на затронутом процессом сдвижения массиве, при максимальном оседании поверхности до 2 м. В течении последующих лет эксплуатации данных сооружений, проблем с их функционированием не возникало.
В поле шахты 57 Восточно-Жезказганского рудника после обрушения выработанного пространства по залежи Златоуст восстановлены ремонтом и продолжают эксплуатироваться в нормальном режиме на затронутом процессом сдвижения массиве железная дорога и водовод. Оседания земной поверхности в районе железной дороги превышали 3,5 м. В качестве горной меры охраны для предотвращения обрушения налегающих пород была применена закладка выработанного пространства панелей. Однако, затраты на ремонт коммуникаций оказались в 187 раз меньше, чем на закладку выработанных пространств общим объемом около 4 млн. м3.