RU2166096C2

RU2166096C2 - Method of preparing chambers for underground storage of salt-slime wastes

Info

Publication number: RU2166096C2
Application number: RU99100473A
Authority: RU
Inventors: М.П. Нестеров; Б.А. Борзаковский; П.И. Кондрашев; Л.М. Папулов; В.Е. Мараков
Original assignee: Акционерное общество "Уральский научно-исследовательский и проектный институт галургии"; Акционерное общество "Уралкалий"; Акционерное общество "Сильвинит"
Priority date: 1999-01-05
Filing date: 1999-01-05
Publication date: 2001-04-27

Abstract

FIELD: mining industry; applicable in storage of salt-slime wastes in workings of potassium mines. SUBSTANCE: method includes driving of chambers in stable brine- and water-impermeable rocks surrounding working horizons with leaving of interchamber pillars; driving of air haulage headings connected with chambers by inclines. Floor of air and haulage headings are located above pressure arch formed in possible caving of roof rocks into chambers. EFFECT: higher degree of fullness of chambers due to full use of their volumes. 4 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для размещения солешламовых отходов в выработках калийных рудников. The invention relates to the mining industry and can be used to dispose of saline sludge waste in the workings of potash mines.

Известен способ подготовки камер для подземного складирования шламовых отходов, включающий размещение солешламовых отходов в специально проходимых в подстилающей каменной соли наклонных тупиковых камерах, которые проходят с выемочных штреков пласта под уклоном 8-12^o в сторону вентиляционного штрека соосно с очистными камерами пласта (Рекомендации по технологии подземного размещения шламов в условиях рудника НСКЗ для ТЭО развития НСКЗ. Отчет по теме 25/217/79-82. Ленинград-Пермь, 1980, с. 8-20).There is a method of preparing chambers for underground storage of sludge waste, including the placement of saline sludge waste in inclined deadlock chambers specially passed in rock salt that pass from the excavation drifts of the formation at a slope of 8-12 ^o towards the ventilation drift coaxially with the treatment chambers of the formation (Technology Recommendations underground disposal of sludge in the conditions of the NSCZ mine for a feasibility study for the development of the NSCZ. Report on the topic 25/217 / 79-82. Leningrad-Perm, 1980, pp. 8-20).

При таком способе подготовки в камерах, образующихся при отработке полезного ископаемого без возведения в заездах в камеры дорогостоящих гидроизолирующих перемычек, размещать жидкие вещества, как правило, невозможно или возможно, но в весьма ограниченных количествах, т.к. перемычки могут фильтровать и разрушаться. With this method of preparation, it is usually impossible or impossible to place liquid substances in the chambers that are formed during mining of minerals without erecting expensive waterproofing lintels in the chambers into the chambers, since in very limited quantities, because jumpers can filter and collapse.

Кроме того, если наклон камер, равный 8-12^o, окажется меньше угла растекания размещаемых в них жидких или пастообразных веществ, полнота заполнения ими пустот, образованных в камерах, будет существенно меньше.In addition, if the slope of the chambers, equal to 8-12 ^o , is less than the spreading angle of the liquid or pasty substances placed in them, the completeness of filling the voids formed in the chambers with them will be significantly less.

Известен способ подземного складирования солешламовых отходов, включающий проходку камер во вмещающих рабочие горизонты устойчивых рассоловодонепроницаемых породах с оставлением междукамерных целиков, проходку вентиляционного и транспортного штреков, соединенных с камерами уклонами (а.с. 1058836; МКИ: В 65 G 5/00, E 21 F 15/00, опубл. 07.12.83, бюл. 1 45). There is a method of underground storage of saline sludge waste, including tunneling of chambers in the enclosing working horizons of stable brine-impermeable rocks with inter-chamber pillars remaining, tunneling of the ventilation and transport drifts connected to the chambers by slopes (AS 1058836; MKI: B 65 G 5/00, E 21 F 15/00, published 07.12.83, bull. 1 45).

Этот способ рассчитан на высокие большеобъемные камеры, в которых горизонтальное расположение кровли практически не сказывается на полноте использования объема для размещения в них шламов. Однако обрушения из их кровли приводят к выдавливанию размещенных в камерах жидких веществ (шламов), поскольку на уровне кровли камер имеются сбойки, соединенные с уклонами, в которых уровень жидкости будет при этой подниматься. This method is designed for high volumetric chambers, in which the horizontal location of the roof practically does not affect the completeness of using the volume to place sludge in them. However, collapse from their roof leads to the extrusion of liquid substances (sludge) placed in the chambers, since at the level of the roof of the chambers there are failures connected with slopes in which the liquid level will rise.

Не исключается выдавливание жидких веществ в выемочные штреки при обрушениях пород из кровли камер, если высота обрушений будет превышать уровень почвы штреков. It is not excluded that liquid substances can be squeezed out into excavation drifts during rock collapse from the roof of the chambers if the height of the collapse exceeds the level of the drift soil.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение степени заполнения камер за счет полного использования их объема. The technical result of the invention is to increase the degree of filling of the chambers due to the full use of their volume.

Для достижения указанного технического результата в способе подготовки камер для подземного складирования солешламовых отходов, включающего проходку камер во вмещающих рабочие горизонты устойчивых рассоловодонепроницаемых породах с оставлением междукамерных целиков, проходку вентиляционного и транспортного штреков, соединенных с камерами уклонами, почву вентиляционных и транспортных штреков располагают выше свода естественного равновесия, образующегося при возможном обрушении кровли камер. To achieve the specified technical result in a method for preparing chambers for underground storage of saline sludge waste, including tunneling of chambers containing stable brine-impermeable rocks containing interstitial pillars, tunneling of transport and ventilation drifts connected to the cameras by slopes, the soil of ventilation and transport drifts is placed above the natural arch equilibrium formed during the possible collapse of the roof of the chambers.

В условиях Верхнекамского месторождения калийных солей высота обрушений пород из кровли камер зависит в наибольшей мере от строения этих пород (фиг. 1 - 3). Under the conditions of the Verkhnekamsk potassium salt deposit, the height of rock collapse from the roof of the chambers depends to the greatest extent on the structure of these rocks (Figs. 1–3).

При залегании в кровле мелкослоистых не складчатых соленосных пород высота, до которой могут развиваться их обрушения, достигает значения, равного (фиг. 1)

где а - ширина камеры;
ρ - угол внутреннего трения пород.When bedding shallow non-folded saline rocks in the roof, the height to which their collapse can develop, reaches a value equal to (Fig. 1)

where a is the width of the chamber;
ρ is the angle of internal friction of the rocks.

При залегании в кровле монолитной соленосной породы или слоистой, но весьма складчатой (имеющей крутые и обратные складки), эта высота не превышает значения, равного (фиг. 2)

При залегании в кровле мелкослоистых не складчатых соленосных пород, в толще которых расположен слой монолитной или весьма складчатой соли мощностью Δh, для которой справедливо условие

где h₃ - высота расположения этого слоя,
высота обрушения пород над камерами не превосходит значения h₃ (фиг. 3).When lying in the roof of a monolithic saline rock or stratified, but very folded (having steep and inverse folds), this height does not exceed a value equal to (Fig. 2)

When bedding in the roof of small-layered non-folded salt rocks, in the thickness of which there is a layer of monolithic or very folded salt with a thickness of Δh, for which the condition

where h ₃ - the height of this layer,
the height of the collapse of the rocks above the chambers does not exceed the value of h ₃ (Fig. 3).

Способ осуществляется следующим образом. Для участка шахтного поля (фиг. 4), где в подстилающей каменной соли планируется добывать соль, а в образованных камерах размещать жидкие отходы, необходимо определить отметку, ниже которой не должны проходиться подготовительные выработки, служащие для транспортирования шахтного оборудования отбитой соли и подачи по трубам жидких отходов, чтобы не подвергать затоплению в случае обрушений пород из кровли и выдавливания этих отходов обрушенными породами. The method is as follows. For the mine field section (Fig. 4), where salt is planned to be extracted in the rock salt and liquid waste should be placed in the formed chambers, it is necessary to determine the mark below which preparatory excavations should not be used to transport the broken salt mine equipment and supply through pipes liquid waste, so as not to flood in the event of rock collapse from the roof and squeezing of the waste with collapsed rocks.

Почва промышленной пачки соли находиться на отметке 300 м, проектная высота камер составляет m = 5 м, проектная ширина камер составляет а = 6 м. В кровле камер залегает мелкослоистая соль, которая при ширине обнажения, равной 6 м, сохраняет устойчивость в течение 2 лет. Шламы планируется размещать в отработанных камерах в течение 1 года после их отработки. The soil of the industrial salt pack is located at around 300 m, the design height of the chambers is m = 5 m, the design width of the chambers is a = 6 m. Fine-layered salt lies in the roof of the chambers, which, with an exposure width of 6 m, remains stable for 2 years . The sludge is planned to be placed in spent chambers within 1 year after their processing.

Поскольку уже через год после размещения в камерах шламов возможны обрушения пород кровли, для того чтобы исключить выдавливание жидких отходов обрушенными породами кровли в подготовительные выработки (штреки), которые должны служить долгие годы, эти выработки необходимо проходить выше кровли камер на высоте, превышающей высоту возможных обрушений мелкослоистой соли, и заезды в камеры или в группы камер проходить в виде уклонов. Since roofing rocks may collapse one year after placing slurry in the chambers, in order to prevent extrusion of liquid waste by collapsed roof rocks into preparatory workings (drifts), which should serve for many years, these workings must pass above the roof of the chambers at a height exceeding the height of possible finely layered salt collapses, and rides into the chambers or into groups of chambers take place in the form of slopes.

С учетом строения пород непосредственной кровли расстояние от почвы камер до почвы подготовительных выработок должно составлять
h > m + h₁ + Δm = 5 + 5,2 + 1 = 11,2,
где m - высота камер;
Δm - участок непосредственной кровли, расположенный между почвой подготовительной выработки и верхней точкой возможного свода обрушения

Следовательно, почва подготовительных выработок для того, чтобы избежать выдавливания в них жидких отходов, должна располагаться на отметке не ниже - 288 м.Given the structure of the rocks of the immediate roof, the distance from the soil of the chambers to the soil of the preparatory workings should be
h> m + h ₁ + Δm = 5 + 5.2 + 1 = 11.2,
where m is the height of the chambers;
Δm is the area of the immediate roof located between the soil of the preparatory excavation and the upper point of the possible arch of collapse

Consequently, the soil of the preparatory workings in order to avoid squeezing out liquid waste in them should be located at a mark no lower than 288 m.

При таком расположении подготовительных выработок по отношению к очистным камерам возможные обрушения пород из их кровли не будут уменьшать суммарный объем камер, заполненных жидкими отходами, т.к. эти отходы будут выдавлены обрушенными породами в своды, из которых произошло обрушение, имеющие те же объемы, что и обрушенные породы, и расположенные ниже почвы подготовительных выработок. With this arrangement of the preparatory workings in relation to the treatment chambers, the possible collapse of rocks from their roof will not reduce the total volume of chambers filled with liquid waste, because this waste will be squeezed out by the collapsed rocks into the arches from which the collapse occurred, having the same volumes as the collapsed rocks, and located below the soil of the preparatory workings.

Предлагаемый способ подготовки при размещении в отработанных камерах жидких веществ не требует возведения перемычек и полностью лишен риска прорыва или фильтрации их в горные выработки. The proposed method of preparation when placing liquid substances in spent chambers does not require the construction of jumpers and is completely devoid of the risk of breaking through or filtering them into mine workings.

Кроме того, при этом способе объем пустот, образованных в камерах, может быть практически полностью использован для размещения жидких веществ без опасения выдавливания их в горные выработки, даже при обрушениях в камеры пород непосредственной кровли. При применении данного способа максимально увеличивается устойчивость пород кровли на сопряжениях подготовительных выработок с заездами в камеры (в уклоны), т.к. сопряжения и камеры, к которым они ведут, располагаются в шахматном порядке (фиг. 4). In addition, with this method, the volume of voids formed in the chambers can be almost completely used to place liquid substances without fear of squeezing them into the mine workings, even when the rocks of the immediate roof collapse into the chambers. When applying this method, the stability of the roofing rocks at the junctions of the preparatory workings with arrivals in the chambers (in slopes) is maximized. mates and cameras to which they lead are staggered (Fig. 4).

Claims

A method of preparing chambers for underground storage of saline sludge waste, including the passage of chambers in stable brine-impermeable rocks containing working horizons, leaving inter-chamber pillars, the passage of ventilation and transport drifts connected by slopes to the chambers, characterized in that the soil of the ventilation and transport drifts is placed above the arch of natural equilibrium, formed during the possible collapse of the roof rocks in the chamber.