RU2341658C1 - Способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах в рудники подземных вод - Google Patents
Способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах в рудники подземных вод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2341658C1 RU2341658C1 RU2007123225/03A RU2007123225A RU2341658C1 RU 2341658 C1 RU2341658 C1 RU 2341658C1 RU 2007123225/03 A RU2007123225/03 A RU 2007123225/03A RU 2007123225 A RU2007123225 A RU 2007123225A RU 2341658 C1 RU2341658 C1 RU 2341658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chambers
- water
- wells
- filling
- mines
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений калийных солей. Способ включает оставление между камерами 7-13, пройденными при отработке пласта калийной соли 1, целиков полезного ископаемого 14 и заполнение камер закладочным материалом. От земной поверхности 5 до камер пробуривают скважины 6, обсаживают их трубами. По скважинам 6 в камеры подают нерастворяемые в воде закладочные материалы до заполнения камер в месте подачи закладочных материалов на всю высоту камеры. При этом первыми закладывают камеры 7, расположенные в непосредственной близости от зоны прорыва 4 подземных вод со стороны восстания пласта 1 калийной соли, после чего производят закладку камер 8-10, расположенных под зоной прорыва 4 подземных вод. По скважинам 6 в камеры 7-13 подаются не растворяемые в воде твердеющие закладочные материалы. При закладке пройденных по простиранию пласта камер большой длины расстояние между скважинами определяют по расчетному выражению. Изобретение позволяет предотвратить затопление калийного рудника и опасные деформации земной поверхности при разломах водозащитной толщи и прорывах в рудник подземных вод через водопроводящие трещины, образующиеся в водозащитных толщах в местах геологических нарушений. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений калийных солей.
Известен способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах подземных вод в калийные рудники (Способ предотвращения затопления калийных рудников. Патент РФ №2133342 по заявке №97113888/03 от 13.08.1997. Авторы: Папулов Л.М., Николаев А.С., Белкин В.В.), включающий бурение с поверхности скважин до верхнего контакта водопроводящего канала между водоносным горизонтом и горными выработками. В пробуренных скважинах определяют уровень рассола. В одну из скважин, находящуюся выше по потоку рассола, закачивают тампонажный раствор. Из другой скважины откачивают рассол. Закачку тампонажного раствора и откачку рассола ведут непрерывно с постоянными дебитами, при этом дебит откачки превышает дебит закачки в 3-4 раза. Недостатком данного способа является низкая надежность предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности, что связано: с трудностью определения местоположения верхнего контакта водопроводящего канала между водоносным горизонтом и горными выработками; невозможностью полного предотвращения поступления воды в подземные горные выработки и разрушения охранных целиков в результате растворения находящихся в них солей.
Известны способы предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах подземных вод в калийные рудники (Способ разработки пологих калийных пластов выемочными блоками. Патент №2060389 по заявке 5033860/03 от 10.02.1992. Авторы: Папулов Л.М., Парфенов В.Б., Горковенко В.Н., Артемов В.Г., Полянина Г.Д., Челпанова Е.В.; W. Entwicklungstendenzen im Untertagebereich des West-Deuschen Kalibergbaus. Kali und Steinsalze., 1975, Vol.6, №3. S. 375-382). Данные способы включают отработку пластов калийной соли камерами с оставлением между камерами столбчатых, а на границах отрабатываемых блоков - барьерных целиков полезного ископаемого. Недостатком данных способов является их низкая надежность при отработке калийных пластов на участках шахтных полей, осложненных геологическими нарушениями.
Известен способ, принятый в качестве прототипа, предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах подземных вод в калийные рудники (Патент РФ №95118809 по заявке №95118809/03 от 31.10.1995. Авторы: Шаманский Г.П., Мараков В.Е., Нестеров М.П., Воронцов В.И., Аникин Н.Ф., Сивков B.C.), включающий отработку пластов калийной соли камерами с оставлением между камерами целиков полезного ископаемого и последующую закладку камер твердыми соляными отходами (галит и каменная соль), получаемыми при проходке и ремонте горных выработок.
Недостатком данного способа является низкая надежность предотвращения затопления рудника и опасных деформаций земной поверхности при прорывах подземных вод (рассолов) из водоносных горизонтов в подземные горные выработки, пройденные по пласту калийной соли, через водопроводящие трещины, образующиеся в водозащитных толщах в местах геологических нарушений.
Это связано с тем, что вода (рассолы), поступающая из водоносных горизонтов в камеры, приводит к разрушению междукамерных целиков и закладочного массива, состоящих из растворяемых в воде соляных пород. Следствием этого являются обрушения пород покрывающей толщи и опасные деформации земной поверхности (опускание в мульдах сдвижения, возникновение трещин, образование воронок и провалов, разрушение наземных сооружений). Так, при затоплении рудника Финенбург (Германия) на земной поверхности образовалась воронка глубиной более 30 м и диаметром около 100 м. На Верхнекамском месторождении калийных солей над затопленным в 1986 г. рудником БКПРУ-3 образовался обширный и глубокий провал глубиной, исчисляемой десятками метров.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого способа, является устранение недостатка известного способа-прототипа, а именно предотвращение затопления калийного рудника и опасных деформаций земной поверхности при разломах водозащитной толщи и прорывах в рудник подземных вод через водопроводящие трещины, образующиеся в водозащитных толщах в местах геологических нарушений.
Технический результат достигается тем, что заявляемый способ предотвращения затопления рудника и опасных деформаций земной поверхности при прорывах подземных вод в калийные рудники включает оставление между камерами, пройденными при отработке пласта калийной соли, целиков полезного ископаемого и заполнение камер закладочным материалом.
Согласно изобретению от земной поверхности до камер пробуривают скважины, скважины обсаживают трубами, по скважинам в камеры подают нерастворяемые в воде закладочные материалы до заполнения камер в месте подачи закладочных материалов на всю высоту камеры, при этом первыми закладывают камеры, расположенные в непосредственной близости от зоны прорыва подземных вод со стороны восстания пласта калийной соли, после чего производят закладку камер, расположенных под зоной прорыва подземных вод.
Для повышения эффективности заявляемого способа по скважинам в камеры подают нерастворяемые в воде твердеющие закладочные материалы.
При закладке пройденных по простиранию пласта камер большой длины расстояние между скважинами определяют из выражения
S≤2εпр·ctgφ,
где: S - расстояние между скважинами,
εпр - максимально допустимые опускания пород водозащитной толщи, расположенной над закладочным массивом, при превышении которых происходит разрушение водозащитной толщи с образованием в ней водопроводящих трещин,
φ- угол растекания закладочного материала в горной выработке.
Сущность заявляемого способа поясняется чертежами, представленными на фиг.1 и фиг.2.
На фиг.1 приведена принципиальная схема (вертикальный разрез) размещения камер, междукамерных целиков и скважин для подачи закладочных материалов в камеры.
На фиг.2 приведена принципиальная схема (вертикальный разрез) взаимного расположения скважин при подаче закладочных материалов в камеру большой длины, пройденную по простиранию пласта.
На фиг.1 и фиг.2:
1 - пласт калийной соли; 2 - нижняя граница выработанного пространства; 3 - верхняя граница выработанного пространства; 4 - зона прорыва подземных вод (водопроводящие трещины в водозащитной толще); 5 - земная поверхность; 6 - скважина для подачи закладочных материалов; 7-13 - камеры (камера 7 заполнена нерастворимым в воде закладочным материалом); 14 - междукамерные целики; а - ширина камеры; b - отработанная часть шахтного поля, расположенная со стороны падения пласта калийной соли от зоны прорыва подземных вод; с - отработанная часть шахтного поля, расположенная со стороны восстания пласта калийной соли от зоны прорыва подземных вод; α - угол падения пласта калийной соли; h1 - мощность пород водозащитной толщи; h2 - мощность пород водоносного горизонта.
Способ осуществляют следующим образом.
Между камерами 7-13, пройденными при отработке пласта калийной соли, оставляют целики полезного ископаемого 14. От земной поверхности 5 до камер пробуривают скважины 6, которые обсаживают трубами (например, металлическими). По скважинам в камеры подают нерастворяемые в воде закладочные материалы (например, песок, шлаки и др.) до заполнения камер в месте подачи закладочного материала (сопряжение камеры и скважины, точки А и В) на всю их высоту. При этом первыми закладывают камеры 7 (фиг.1), расположенные в непосредственной близости от зоны прорыва 4 подземных вод со стороны восстания пласта калийной соли. После заполнения закладочным материалом камер 7 производят закладку камер 8, расположенных непосредственно под зоной прорыва 4 подземных вод.
Для повышения эффективности заявляемого способа по скважинам в камеры подают нерастворяемые в воде твердеющие закладочные материалы (например, песчано-цементные смеси или твердеющие смеси на основе хвостов обогащения).
При закладке пройденных по простиранию пласта камер большой длины расстояние S (фиг.2) между скважинами определяют из выражения
S≤2εпр·ctgφ,
где: S - расстояние между скважинами,
εпр - максимально допустимые опускания пород водозащитной толщи, расположенной над закладочным массивом, при превышении которых происходит разрушение водозащитной толщи с образованием в ней водопроводящих трещин,
φ - угол растекания закладочного материала в горной выработке (угол между горизонтальной плоскостью и поверхностью закладочного массива 15 (фиг.2)).
При закладке камер большой длины, пройденных по простиранию пласта, опускания пород водозащитной толщи в точке D (фиг.2) не должны превышать εпр.
Бурение скважин и подача в камеры нерастворяемых в воде закладочных материалов до заполнения камер в месте подачи закладочного материала на всю их высоту позволяет исключить опасные величины опусканий пород кровли разрабатываемых калийных пластов, а следовательно, и земной поверхности, над выработанным пространством в случаях проникновения в рудник подземных вод. Обсадка скважин трубами исключает поступление в камеры воды по скважинам.
Первыми закладывают камеры (7), расположенные в непосредственной близости от зоны прорыва 4 подземных вод со стороны восстания пласта калийной соли. Это позволяет исключить возможность поступления воды в отработанную часть шахтного поля (с, фиг.1), расположенную со стороны восстания пласта калийной соли от зоны 4 прорыва подземных вод, и разрушение целиков 14 при растворении водой соляных пород. После закладки камеры (камер) 7 производят закладку камеры (камер) 8, расположенной непосредственно под зоной прорыва 4 подземных вод, что позволяет уменьшить притоки воды (рассолов) в подземные горные выработки рудника, а следовательно, и интенсивность растворения соляных пород.
Повышение эффективности заявляемого способа при использовании для закладки камер нерастворяемых в воде твердеющих закладочных материалов (например, песчано-цементных смесей) объясняется тем, что при этом повышается надежность исключения опасных опусканий пород водозащитной толщи и предотвращения проникновения подземных вод через закладочный массив в камеры, не заполненные закладочным материалом.
Выполнение условия S≤2εпр·ctgφ при закладке пройденных по простиранию камер большой длины исключает возможность опасных опусканий (εпр) пород водозащитной толщи в точках, равноудаленных от рядом расположенных скважин (точка D, фиг.2), при превышении которых происходит разрушение водозащитной толщи с образованием в ней водопроводящих трещин.
По сравнению с известными способами данный способ позволяет уменьшить вероятность затопления калийных рудников и исключить опасные деформации земной поверхности при прорывах подземных вод в подземные горные выработки через водопроводящие трещины, образующиеся в водозащитных толщах в местах геологических нарушений.
Положительный экономический эффект, получаемый при реализации данного способа, обусловлен: сохранением запасов калийных солей и обеспечением возможности дальнейшей работы высокоприбыльных рудников, снижением негативного воздействия прорывов воды в калийные рудники на состояние земной поверхности и экологическую обстановку.
Заявляемый способ предназначен, в основном, для использования при подземной отработке месторождений калийных солей.
Параметры, необходимые для реализации заявляемого способа, а именно величину угла растекания φ закладочного материала в горной выработке и максимально допустимые опускания εпр пород водозащитной толщи, расположенной над закладочным массивом, при превышении которых происходит разрушение водозащитной толщи с образованием в ней водопроводящих трещин, определяют в каждом конкретном случае по известным методикам с использованием шахтных, лабораторных или аналитических исследований.
Claims (3)
1. Способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах в рудники подземных вод, включающий оставление между камерами, пройденными при отработке пласта калийной соли, целиков полезного ископаемого и заполнение камер закладочным материалом, отличающийся тем, что от земной поверхности до камер пробуривают скважины, скважины обсаживают трубами, по скважинам в камеры подают не растворяемые в воде закладочные материалы до заполнения камер в месте подачи закладочных материалов на всю высоту камеры, при этом первыми закладывают камеры, расположенные в непосредственной близости от зоны прорыва подземных вод со стороны восстания пласта калийной соли, после чего производят закладку камер, расположенных под зоной прорыва подземных вод.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по скважинам в камеры подают не растворяемые в воде твердеющие закладочные материалы.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что при закладке пройденных по простиранию пласта камер большой длины, расстояние между скважинами определяют из выражения
S≤2εnp·ctgφ,
где S - расстояние между скважинами,
εnp - максимально допустимые опускания пород водозащитной толщи, расположенной над закладочным массивом, при превышении которых происходит разрушение водозащитной толщи с образованием в ней водопроводящих трещин,
φ - угол растекания закладочного материала в горной выработке.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007123225/03A RU2341658C1 (ru) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах в рудники подземных вод |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007123225/03A RU2341658C1 (ru) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах в рудники подземных вод |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2341658C1 true RU2341658C1 (ru) | 2008-12-20 |
Family
ID=40375230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007123225/03A RU2341658C1 (ru) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах в рудники подземных вод |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2341658C1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462596C1 (ru) * | 2011-02-21 | 2012-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Способ изоляции аварийного участка подземной выработки |
| EA020421B1 (ru) * | 2011-08-09 | 2014-11-28 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Способ предотвращения затопления калийных рудников при прорывах в рудник подземных вод |
| EA020427B1 (ru) * | 2011-09-07 | 2014-11-28 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Способ предотвращения затопления калийных рудников при прорывах в рудник подземных вод из геологических нарушений |
| EA020859B1 (ru) * | 2011-10-12 | 2015-02-27 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Способ предотвращения затопления калийных рудников |
| WO2015196939A1 (zh) * | 2014-06-25 | 2015-12-30 | 黄艳利 | 一种水体下固体充填开采设计方法 |
| CN105927193A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-09-07 | 中盐勘察设计院有限公司 | 一种深厚固体盐湖石盐矿层的开采方法 |
| RU2608140C2 (ru) * | 2015-04-01 | 2017-01-16 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Технология" | Способ подземной разработки подверженных прорывам или затоплениям месторождений калийных солей |
| RU2642610C1 (ru) * | 2016-09-22 | 2018-01-25 | Владимир Викторович Белкин | Способ предотвращения затопления калийного рудника над рифогенным массивом |
-
2007
- 2007-06-20 RU RU2007123225/03A patent/RU2341658C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462596C1 (ru) * | 2011-02-21 | 2012-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Способ изоляции аварийного участка подземной выработки |
| EA020421B1 (ru) * | 2011-08-09 | 2014-11-28 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Способ предотвращения затопления калийных рудников при прорывах в рудник подземных вод |
| EA020427B1 (ru) * | 2011-09-07 | 2014-11-28 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Способ предотвращения затопления калийных рудников при прорывах в рудник подземных вод из геологических нарушений |
| EA020859B1 (ru) * | 2011-10-12 | 2015-02-27 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Способ предотвращения затопления калийных рудников |
| WO2015196939A1 (zh) * | 2014-06-25 | 2015-12-30 | 黄艳利 | 一种水体下固体充填开采设计方法 |
| RU2608140C2 (ru) * | 2015-04-01 | 2017-01-16 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Технология" | Способ подземной разработки подверженных прорывам или затоплениям месторождений калийных солей |
| CN105927193A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-09-07 | 中盐勘察设计院有限公司 | 一种深厚固体盐湖石盐矿层的开采方法 |
| CN105927193B (zh) * | 2016-07-19 | 2018-07-06 | 中盐勘察设计院有限公司 | 一种深厚固体盐湖石盐矿层的开采方法 |
| RU2642610C1 (ru) * | 2016-09-22 | 2018-01-25 | Владимир Викторович Белкин | Способ предотвращения затопления калийного рудника над рифогенным массивом |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2341658C1 (ru) | Способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах в рудники подземных вод | |
| CN102425421B (zh) | 适用于矿山竖井的防治水方法 | |
| CN102518470B (zh) | 环形截水巷处理冻结管防治水方法 | |
| RU2537711C1 (ru) | Способ сооружения тоннелей в структурно-неустойчивых грунтах с карстовыми явлениями и/или суффозионными процессами | |
| CN109281707B (zh) | 一种工作面顶板离层水害的超前防治方法 | |
| CN103867229A (zh) | 一种煤矿大采深与下组煤开采防治水综合治理方法 | |
| CN109162731A (zh) | 铁矿区深部开采突水注浆治理方法 | |
| CN101832137A (zh) | 一种煤层顶板支撑柱的预埋方法 | |
| CN104088637A (zh) | 一种煤层群条件下上组浅埋残煤复采方法 | |
| RU2664281C1 (ru) | Способ разработки кимберлитовых месторождений | |
| CN117231293A (zh) | 采动覆岩复合帷幕及覆岩多离层层位精准注浆减沉方法 | |
| RU2447290C1 (ru) | Способ дегазации угольных пластов | |
| Zhang et al. | Directional drainage grouting technology of coal mine water damage treatment | |
| Hattori et al. | Excavating a pyroclastic plateau using deep-well dewatering in the Hakkoda Tunnel, Japan | |
| CN110273708B (zh) | 一种巷道支护结构体控制疏水法 | |
| RU2666570C1 (ru) | Способ дегазации надрабатываемых пластов-спутников | |
| RU2672296C1 (ru) | Способ разработки сближенных пластов угля | |
| RU2114307C1 (ru) | Способ открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых площадного залегания | |
| CN108798589B (zh) | 一种含水层改性方法 | |
| RU2487997C1 (ru) | Способ подготовки обводненного газонасыщенного массива горных пород к разработке подземным способом | |
| RU2608140C2 (ru) | Способ подземной разработки подверженных прорывам или затоплениям месторождений калийных солей | |
| RU2499140C2 (ru) | Способ скважинной гидродобычи из горных выработок с предварительным осушением полезного ископаемого | |
| RU2422638C1 (ru) | Комплексный способ разработки свит пологих пластов синклинальных и брахисинклинальных месторождений | |
| RU2534274C1 (ru) | Способ проходки вертикальных шахтных стволов в неустойчивых и обводненных породах | |
| RU2798370C1 (ru) | Способ реконструкции обводненного рудника, отрабатываемого открыто-подземным способом |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090621 |