1.1 Общее сведения о шахтном поле

1. Геологическая часть

1.1 Общее сведения о шахтном поле

Шахтное поле 1РУ расположено в юго-западной части Старобинского месторождения калийных солей. На западе, севере и востоке граничит с шахтными полями 2, 3 и 4 РУ. На юге граница шахтного поля совпадает с границей распространения Третьего калийного горизонта.

В связи с освоением Старобинского месторождения в 135 км к югу от столицы Республики Беларусь г. Минска построен промышленный центр по выпуску калийных удобрений г. Солигорск. В 8км от него на ЮЗ расположен г.п. Старобин, в 40км к востоку - районный центр г. Любань, в 35км на север - г. Слуцк. Со всеми вышеназванными населенными пунктами г. Солигорск связан асфальтированными шоссе. Территория месторождения покрыта густой сетью грунтовых дорог.

В центральной части месторождения расположена железнодорожная станция "Калий" Белорусской железной дороги, которая связана со станцией "Слуцк". Через последнюю проходит железная дорога, соединяющая два крупных железнодорожных узла: "Барановичи"(находится на магистральном пути Москва - Брест) и "Осиповичи" (находится на магистральном пути Вильнюс - Киев).

В г. Солигорске, помимо объектов горно-химической индустрии, расположенных на 4-х промплощадках рудоуправлений ОАО "Беларуськалий", имеются: завод железобетонных конструкций, ТЭС, завод по ремонту горного оборудования, Институт Проблем Ресурсосбережения ряд строительных организаций, предприятия легкой и пищевой промышленности.

Промышленные предприятия и населенные пункты получают электроэнергию от общей кольцевой энергетической системы Европейской части бывшего СССР.

Водоснабжение населения и промышленных предприятий осуществляется скважинами и колодцами, эксплуатирующими подземные воды девонских и четвертичных отложений.

На площади залегания калийных солей имеются месторождения строительных материалов (песчано-гравийный материал, строительные пески и др.), часть которых в настоящее время разрабатывается.

Район месторождения густо населен.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14. 51 02 01. 00 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14. 51 02 01. 00 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14. 51 02 01. 00 ПЗ

Наровский горизонт слагают глинисто-карбонатные породы мощностью 55-96 м, а старооскольский - песчаные и глинистые породы, изредка с прослоями доломитов в подошве, мощностью 129-170 м

Для отложений франского яруса характерен глинисто-карбонатный тип разреза мощностью до 230 м. В верхней части яруса распространены сульфатно-карбонатные породы (гипсы, ангидриты, доломиты) относящиеся к нижней соленосной толще. По литологическим особенностям и положению в разрезе отложения фаменского яруса подразделяются на три толщи: межсолевую, верхнюю соленосную, надсолевую. Межсолевая толща представляет собой мощную (до 185 м) глинисто-карбонатную пачку.

Верхняя соленосная толща, мощностью до 1500 м, по особенностям литологического состава слагающих её пород подразделяется на нижнюю - галитовую и верхнюю - глинисто-галитовую или калиеносную подтолщи. Галитовая подтолща представлена найдовскими слоями оресского горизонта, сложенными светло-серой или белой каменной солью с маломощными несолевыми прослоями преимущественно сульфатно-карбонатного состава. На отложениях галитовой подтолщи залегает калиеносная подтолща. Подтолща представляет собой мощную (до 600м), пространственно протяженную пластовую залежь, выклинивающуюся на юге и юго-западе. Строение подтолщи характеризуется чередованием пачек соляных и несоляных пород. К соляным пачкам приурочены калийные горизонты. На шахтном поле в составе подтолщи известны четыре калийных горизонта, из которых в настоящее время эксплуатируется второй и третий. Надсолевая глинисто-мергелистая толща (ГМТ) залегает без перерыва на соленосных отложениях. Контакт с нижележащей толщей обусловлен процессами древнего подземного выщелачивания. По литологическому составу ГМТ разделяется на две подтолщи: нижнюю - гипсоносную и верхнюю - глинисто-мергелистую. Мощность ГМТ колеблется в пределах 230 - 320 м и зависит от структурного положения участка. В центральной части шахтного поля она, как правило, минимальна, а на флангах, вблизи контура выклинивания - максимальна. В составе мезозойской группы выделяются юрские и меловые отложения. Юрские отложения распространены спорадически и представлены чередованием серых слюдистых и песчанистых глин с прослоями и линзами песков, обогащенных растительными остатками. Отложения меловой системы развиты повсеместно и представлены преимущественно писчим мелом. В составе кайнозойской группы выделяются отложения палеогеновой, неогеновой и четвертичной системы. Представлены песчано-глинистыми породами мощностью 50 - 80 м.

Тектоника

Старобинское месторождение калийных солей приурочено к северно-западной центриклинальной части Припятского прогиба в пределах Червонослободской тектонической ступени.

Особенности геологического строения этой территории обусловлены наличием и развитием обрамляющих ее региональных разломов.

Кристаллический фундамент на площади месторождения разбит на ряд блоков, наклоненных на северо-восток и ступенчато погружающихся в восточном направлении. Нижние структурные этажи осадочного чехла унаследуют структурные элементы поверхности фундамента. Ведущей в строении этих этажей является разрывная тектоника.

На месторождении выявлен ряд субширотных и субмеридиональных блокообразующих тектонических нарушений, которые представляют собой систему ступенчатых сбросов с суммарной амплитудой 20 - 400 м. Амплитуды от нижележащих к вышележащим отложениям постепенно затухают.

Шахтное поле 1 РУ расположено в пределах Центрального тектонического блока, отделённого от Восточного блока Центральным тектоническим нарушением.

Центральное тектоническое нарушение имеет субмеридиональное простирание и является нормальным сбросом, плоскость сместителя которого наклонена на юго-восток. Угол падения сместителя составляет не менее 60 градусов. Установленная амплитуда разлома на уровне 3 калийного гоизонта составляет 80-100 м. Вверх по разрезу амплитуда разлома уменьшается и на уровне 2 калийного горизонта составляет 65 м. Общая ширина нарушенной зоны составляет 30-35 м и сложена блоками пород с соляными брекчиями на их контактах. В лежачем боку образуются надразломные антиклинали, а в висячем - приразломные синклинали. Вдоль тектонического нарушения развиваются зоны замещений сильвинитов каменной солью.

На юге шахтного поля геофизическими исследованиями выявлены тектонические нарушения субширотного простирания, которые группируются в тектоническую зону Южное тектоническое нарушение. Расположена она в основном за пределами площади распространения калийных горизонтов. Возможно она контролирует распространение соленосных отложений.

В пределах шахтного поля имеет место несоответсвие структурных планов поверхности соленосной толщи и калийных горизонтов. С приближением к границам выклинивания глубина залегания соляного зеркала увеличивается, а калийных горизонтов уменьшается.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14. 51 02 01. 00 ПЗ

В геоморфологическом отношении месторождение лежит в пределах северного окончания Припятской впадины Полесья. Рельеф района месторождения равнинный. Лишь в северной части его встречаются холмообразные возвышенности конечно-моренных гряд. Абсолютные отметки поверхности изменяются от 137,9 до 173,2м.

Климат района умеренно-континентальный. Характеризуется нежаркими продолжительными летними периодами и малоснежными с умеренными температурами зимами. Средняя температура самого холодного зимнего месяца января - -6 град. по Цельсию. Продолжительность зимнего периода 5 месяцев. Снежный покров держится до 3-х месяцев. Высота снежного покрова в среднем 18 - 20 см. Глубина промерзания почвы 0,2 - 0,6м.

Лето характеризуется умеренной температурой, обильными осадками. Среднемесячная температура самого теплого месяца июля - +18 град. по Цельсию. Среднегодовое количество осадков 506 - 680мм.

На площади месторождения широко развита гидросеть, состоящая из мелких ручьев и мелиоративных каналов. Наиболее крупные из рек - р.р. Случь и Морочь.

На р. Случь в районе г. Солигорска создано крупное водохранилище, служащее источником технического водоснабжения предприятий города.

1.2 Геологическое строение шахтного поля

Стратиграфия и литология.

В геологическом строении шахтного поля принимают участие сложнодислоцированные комплексы кристаллического фундамента и осадочный чехол. Кристаллический фундамент архейско-нижнепротерозойского возраста залегает на глубине 1600-2400 м. Породы представлены гранитами, гранодиоритами и гнейсами. Осадочный чехол залегает на поверхности кристаллического фундамента с угловым и стратиграфическим несогласием. В составе чехла выделяются отложения верхнего протерозоя, палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Верхний протерозой представлен вендским и рифейским комплексами, в составе которых преобладают песчаники, глины и тиллиты. Мощность отложений верхнего протерозоя составляет 350-400 м. В составе палеозойской группы выделяют средний и верхний девон. Отложения среднего девона представлены образованиями наровского горизонта эйфельского яруса и старооскольского горизонта живетского яруса..

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14. 51 02 01. 00 ПЗ

1.4 Промышленные и извлекаемые запасы

проектируемого горизонта

Все запасы полезного ископаемого выявленные в пределах шахтного поля (горизонта), которые экономически выгодно разрабатывать при современном уровне развития технологии добычи полезных ископаемых называются балансовыми.

Балансовые запасы калийного пласта в пределах горизонта рассчитываются по формуле:

Q_Б = S ∙ m ∙ γ, м (1.4.1)

где: S – площадь калийного пласта в шахтном поле, (22 536 000 м²);

m – средняя мощность балансовой части пласта, (1,97 м);

γ - плотность руды, (2,11 т/м³).

Q_б = 22 536 000 ∙ 1,97 ∙ 2,11= 93 675 391 т.

Площадь распространения пласта и его средняя мощность принимается согласно исходным данным к дипломному проекту.

Балансовые запасы включают промышленные запасы и общешахтные (проектные) потери. К общешахтным потерям относят не запасы, которые не планируются к извлечению по техническим причинам (например, оставляемые в охранных целиках, под горнотехническими сооружениями и т.д.)

Промышленные запасы определяются по формуле:

Q_п = K∙Q_б, т (1.4.2)

где: К – коэффициент, учитывающий общешахтные потери определяется по формуле:

К = (Q_б – П) / Q_б (1.4.3)

где: П – общешахтные потери (принимается 0,93-0,95)

К = (93 675 391 – 0,94) = 0,99

93 675 391

Q_п = 0,99 · 93 675 391 = 92 738 637 т

Извлекаемые запасы калийного горизонта определяется по формуле:

Q_и = К_и ∙ Q_п, м (1.4.4)

где: Ки - коэффициент извлечения, К_и при разработке Старобинского месторождения коэффициент извлечения можно ориентировочно принимать:
при камерной системе разработки с оставлением жестких целиковК_и принимается от 0,35 до 0,5;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18 51 02 01 00 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18. 51 02 01. 00 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14. 51 02 01. 00 ПЗ

Поверхность соленосной толщи образует инверсионную структуру, формирование которой связано с процессами древнего подземного выщелачивания, активно протекавшего в краевых частях распространения соленосных отложений и в зонах разрывных нарушений.

При ведении горных работ, в подземных выработках, встречено большое количество трещин тектонического генезиса, секущих калийные горизонты. Трещины преимущественно вертикальные, смещение пород по ним отсутствует. Исследованиями установлено две системы таких трещин, согласующихся по простиранию с региональными разломами, обрамляющими месторождение.

1.3 Качественная характеристика калийного

горизонта

Третий калийный горизонт (-430м) приурочен к 13-ой соляной пачке. В пределах шахтного поля распространён повсеместно.

Абсолютные отметки подошвы пласта составляют в южной части -300м, в северо-восточном направлении пласт погружается до -520м.

Горизонт имеет трёхслойное строение и подразделяется на три пачки (сверху вниз): верхнюю сильвинитовую, среднюю глинисто-карнолитовую, нижнюю карнолитовую.

Верхняя сильвинитовая пачка представляет собой горизонтальное переслаивание сильвинита, а иногда сильвинито-карнолитовой породы и каменной соли. Мощность сильвинитовых прослоев колеблется от 0,15м до 0,30м, прослои каменной соли имеют мощность от 0,30м до 0,60м.

Мощность верхней сильвинитовой пачки изменяется от 1,5м (скв.23) до 4,45м (скв.1). Среднее содержание KCL – 17%, НО – 5,45%. Запасы верхней сильвинитовой пачки отнесены к забалансовым.

Средняя глинисто-карнолитовая пачка состоит из чередующихся прослоев глины, карнолитовых, сильвинито-карнолитовых пород и каменной соли. Прослои глины и карнолитовой породы сосредоточены главным образом в средней части пачки. Мощность прослоев глины колеблется от 1-2см до 35см, карнолита – от нескольких сантиметров до 0,65м.

Мощность средней глинисто-карнолитовой пачки изменяется от 4,45м (скв.26) до 16,7м (скв.5).

В разрезе нижней сильвинитовой пачки, состоящей из чередующихся прослоев сильвинита и каменной соли, выделено 6 сильвинитовых слоёв (1-6 снизу вверх).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14. 51 02 01. 00 ПЗ

Мощность сильвинитовых слоёв изменяется от 0,15м до 1,30м, разделяющей их каменной соли – от 0,50м до 1,35м. На балансе предприятия стоят запасы сильвинитовых слоёв 2-4.

Нижняя сильвинитовая пачка Третьего калийного горизонта является основным рабочим пластом. Мощность этой пачки колеблется от 2,0м (скв.5) до 9,05м (скв.13).Среднее содержание KCL – 21,5%, НО – 6,67%.

Подстилающие горизонт породы представлены каменной солью с глинистыми прослоями от 1мм до 5 ÷ 7см мощностью около 6м. Ниже залегают породы 12-ой глинисто-карбонатной пачки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18. 51 02 01. 00 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18. 51 02 01. 00 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14. 51 02 01. 00 ПЗ

Опасность ГДЯ при проведении слоевых выработок, как показывает опыт, приурочено к местам геологических нарушений (мульды погружения и трещин), на участках полного замещения слоев каменной соли и сильвинита глинисто-карналлитовыми породами. Наиболее эффективным мероприятием по снижению опасности ГДЯ при проведении подготовительных выработок представляет профилактическое бурение дегазационных шпуров. Относительная газообильность очистных забоев по метану составляет с учетом коэффициента неравномерности выделений 0,2 м³/т добычи.

Добываемая руда состоит из двух минералов - сильвина (KCl) и галита (NaCl). Крепость руды колеблется от 2 до 4 по Протодьяконову. Крепость вмещающих пород 1,5-2,0. Руда и вмещающие породы устойчивы и не слёживаются. Плотность руды 2,09-2,11 т/м³.

Рудничная пыль образуется при проходке, очистных работах, ведении буровых, взрывных, погрузочно-разгрузочных и транспортных работ.

Содержание пыли в главных панельных выработках составляет до 70 мг/м³, на рабочих местах проходчика и машинистов (комбайна, самоходного вагона) до 700 мг/м³.Сопротивляемость соляных пород резанию составляет до 450 кг/см.

Кровля в призабойном пространстве лав почти постоянно сохраняет устойчивое состояние, а при выходе за крепь расслаивается по глинистым прослойкам и при величине консоли 0,6¸2,6м обрушается слоями толщиной 10-40см. Кровлю можно характеризовать как средней (шаг обрушаемости непосредственной кровли составляет 2¸6м) по обрушаемости за крепью и устойчивой в призабойном пространстве.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14. 51 02 01. 00 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14. 51 02 01. 00 ПЗ

Q_и = 0,5 ∙ 92 738 637 = 46 369 319 т

1.5 Краткая геологическая характеристика

проектируемого горизонта

Шахтное поле 1 РУ расположено в юго-западной части Старобинского месторождения калийных солей. На западе, севере, и востоке граничит с шахтными полями 2, 3 и 4 РУ.

Рельеф района месторождения равнинный. Лишь в северной его части встречаются холмообразные возвышенности конечно-моренных гряд. Абсолютные отметки земной поверхности изменяются от +137.9 до +173.2м.

Третий калийный горизонт в пределах шахтного поля залегает на глубинах от 430 до 715м с погружением пласта в северо-восточном направлении под углом 1-3^°. Горизонт подразделяется на три пачки - верхнюю сильвинитовую, среднюю галитовую и нижнюю сильвинитовую. Нижняя сильвинитовая почка представляет собой продуктивный пласт, в разрезе которого выделяется шесть сильвинитовых слоев, разделенных слоями каменной соли. Промышленное значение имеют II,III и IV сильвинитовые слои. Средняя мощность промышленной почки составляет 4,5 м.

Соленосные отложения над кровлей калийных горизонтов является естественной водозащитной толщей. Мощность их в северо-восточной части шахтного поля над Вторым и Третьим горизонтами составляет 150 и 300 м соответственно. Комплексными исследованиями, проведенными ВНИИГом и ПО "Беларуськалий", было установлено, что большая часть глинисто-мергелевой толщи безводна и водоупорна, и слагающие ее породы обладают хорошими водозащитными свойствами. Мощность водоупорной части ГМТ составляет 180-300м. Таким образом, общая мощность водозащитной толщи составляет 200-350м над кровлей Второго калийного горизонта и 240-540м - над кровлей Третьего горизонта. На Старобинском месторождении, с типично свободными газами выделяются сорбированные газы.

Сорбционная способность солей выше углей, так как соли быстрее принимают газ при возрастании давления. Гнездовые газы занимают различного рода пустоты внутри пластов калийных солей, образованные в результате тектонических нарушений и разрывов пород. В состав газов входят: инертные газы 38-52%, метан 8,4-12,4%, водород 7,9-11,7%, сероводород 5,2-7,6%. Особую опасность при разработке месторождения представляют газодинамические явления (ГДЯ).

Дата добавления: 2015-08-29