RU2608140C2 - Способ подземной разработки подверженных прорывам или затоплениям месторождений калийных солей - Google Patents
Способ подземной разработки подверженных прорывам или затоплениям месторождений калийных солей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2608140C2 RU2608140C2 RU2015111943A RU2015111943A RU2608140C2 RU 2608140 C2 RU2608140 C2 RU 2608140C2 RU 2015111943 A RU2015111943 A RU 2015111943A RU 2015111943 A RU2015111943 A RU 2015111943A RU 2608140 C2 RU2608140 C2 RU 2608140C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- panel
- mining
- vertical
- water
- deposits
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 title claims description 3
- 230000003245 working effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 11
- 229940072033 potash Drugs 0.000 abstract description 9
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 9
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 abstract description 9
- 238000009991 scouring Methods 0.000 abstract 2
- 238000003491 array Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 15
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 6
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 3
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 102200124760 rs587777729 Human genes 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
- E21C41/20—Methods of underground mining; Layouts therefor for rock salt or potash salt
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке калийных месторождений. Способ используется на подверженных прорывам или затоплениям месторождениях. Способ включает возведение вертикальных водоохранных искусственных массивов. Вскрывают шахтное поле вертикальными стволами, затем осуществляют раскройку шахтного поля на очистные панели, после этого планируемую к отработке панель вскрывают снизу двумя вертикальными короткими гезенками. Производят очистную выемку панели. При прорыве рассолов в горные выработки отрабатываемой панели осуществляют тампонирование обоих гезенков и переходят к очистным работам на другой панели. Технический результат - исключение попадания воды от места прорыва рассолов в соседние панели в процессе разработки месторождения. 1 ил.
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке калийных месторождений.
Наиболее вероятной причиной затопления рудника является следующее. Переходная зона соляно-мергельной толщи, в пределах отрицательных форм соляного рельефа (мульд, прогибов), представлена чередованием пластов глин (мергеля) и каменной соли (ритмопачками). Над положительными формами (антиклиналями, куполами) переходная зона отсутствует (пласты соли выщелочены подземными водами). В местах выклинивания ритмопачек (выхода их на «соляное зеркало») при оседании подработанного массива горных пород возникающие трещины расслоения заполняются находящимся здесь рассолом. В результате продвигания границы очистной выемки от таких мест к участкам с большим числом соляных ритмов происходят медленное продвижение рассолов вдоль слоистости и соединение их с вертикальными трещинами разрыва. В настоящее время предотвращение затопления по указанной причине предусмотрено пунктом 3.3.10 «Методических рекомендаций к «Указаниям по защите рудников от затопления и охране подрабатываемых объектов в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей»» (Санкт-Петербургское представительство Горного института УрО РАН, 2008).
Все работы по гидроизоляции горных выработок на калийных рудниках от места прорыва рассолов в соседние панели сводились к установке перемычек в горизонтальных выработках. Гидроизоляция осуществлялась в солях, считавшихся ранее водонепроницаемыми. Однако если пласты каменной соли действительно являются водонепроницаемыми в перпендикулярном напластованию направлении, то при фильтрации воды и рассолов параллельно напластованию происходит их утечка через имеющиеся в солях прослои глин. Известен способ предотвращения затопления калийных рудников, включающий бурение скважины с поверхности до верхнего контакта водопроводящего канала между водоносным горизонтом и горными выработками. После установления связи рассолопроявления в горной выработке с надсолевыми водами в районе нарушения водозащитной толщи бурят с поверхности и обсаживают трубами две скважины. Расстояние между скважинами определяется параметрами располагающейся между ними зоны нарушения водозащитной толщи. Определяют уровень рассола в скважинах и в ту из скважин, которая находится выше по потоку, закачивают тампонажный раствор. Из другой откачивают рассол. Закачку тампонажного раствора и откачку рассола начинают одновременно и ведут непрерывно с постоянными дебитами. Дебит откачки превышает дебит закачки в 2-4 раза (Патент РФ №2133342 от 13.08.97, МКИ Е21D 11/38. Способ предотвращения затопления калийных рудников / Папулов Л.М., Николаев А.С., Белкин В.В. - Опубл. 20.07.99. Бюл. №20).
Недостатком известного способа является то, что способ не предусматривает исключения попадания воды от места прорыва рассолов в соседние панели в процессе разработки месторождения.
Известен также способ защиты калийных рудников от затопления, обосновывающий возможность отработки тех его участков, в водозащитной толще которых суммарная мощность ненарушенных слоев каменной соли превышает минимально допустимую суммарную мощность (Патент РФ №2273734 от 13.08.2004, МКИ Е21С 41/20. Способ защиты калийных рудников от затопления / Крайнев Б.А., Джиноридзе Н.М., Шумахер А.И., Кузнецов Н.В., Белкин В.В. - Опубл. 10.04.2008. Бюл. №10).
Недостатком известного способа является то, что способ не предусматривает исключения попадания воды от места прорыва рассолов в соседние панели в процессе разработки месторождения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых, в том числе калийных солей, включающий опережающее возведение системы ограждающих и разделительных искусственных целиков, который принят за прототип (Патент РФ №2306417 от 08.07.2005, МКИ Е21С 41/00. Способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых / Галченко Ю.П., Айнбиндер И.И., Плащинский В.Ф., Пахалуев В.Ф., Сабянин Г.В., Радионов Ю.И., Пацкевич П.Г., Вахмин С.А. - Опубл. 20.09.2007. Бюл. №26).
Недостатком способа-прототипа является то, что способ не предусматривает исключения попадания воды от места прорыва рассолов в соседние панели в процессе разработки месторождения, особенно когда при фильтрации воды и рассолов параллельно напластованию происходит их утечка через имеющиеся в солях прослои глин.
Задачей создания изобретения является устранение недостатков способа-прототипа, а именно исключение попадания воды от места прорыва рассолов в соседние панели в процессе разработки месторождения, особенно когда при фильтрации воды и рассолов параллельно напластованию происходит их утечка через имеющиеся в солях прослои глин.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как способ подземной разработки подверженных прорывам или затоплениям месторождений калийных солей, включающий возведение вертикальных водоохранных искусственных массивов, и отличительных существенных признаков, таких как вскрытие шахтного поля вертикальными стволами, затем осуществление раскройки шахтного поля на очистные панели, после этого планируемую к отработке панель вскрывают снизу двумя вертикальными короткими гезенками, затем производят очистную выемку панели, при прорыве рассолов в горные выработки отрабатываемой панели осуществляют тампонирование обоих гезенков и переходят к очистным работам на другой панели.
Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат: исключение попадания воды от места прорыва рассолов в соседние панели в процессе разработки месторождения, особенно когда при фильтрации воды и рассолов параллельно напластованию происходит их утечка через имеющиеся в солях прослои глин.
На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа, где обозначено: 1 - тюбинговое кольцо; 2 - затюбинговое пространство, заполненное бетоном; 3 - вертикальный гезенк; 4 - опорное кольцо; 5 - солевой пласт; 6 - пластификатор; 7 - металлическая крышка; 8 - резино-пластифицированная прокладка; 9 - двутавровое усиление.
Устройство для герметизации очистной панели представлено на схеме (Фиг.). От горной выработки проходится вертикальный гезенк 3. В гезенке устанавливается тюбинговая колонка, состоящая из отдельных тюбингов (тюбинговых колец 1). На тюбинговое кольцо 1 устанавливается опорное кольцо 4. На опорное кольцо ставится следующее тюбинговое кольцо и т.д. Зазор между опорным кольцом 4 и солевым пластом 5 шлифуется и заливается пластификатором, например двухкомпонентной полиуретановой смесью 6 (зазор размером не менее 60 мм между опорным кольцом и солевым пластом).
Пространство между тюбингами и породой заливается бетоном 2. На последний тюбинг устанавливается сборная металлическая крышка 7. Контакт тюбинга 1 с крышкой 7 герметизируется резино-пластифицированной прокладкой 8. Крышка 7 усилена двутавровыми балками 9.
При затоплении очистной панели крышка 7 предотвращает попадание рассолов в пространство гезенка 3. При прорыве рассолов в горной выработке отрабатываемой панели осуществляют тампонирование гезенков.
Отличительной особенностью предлагаемого технического решения является то, что очистная панель вскрывается снизу двумя вертикальными короткими гезенками, которые оборудуются кейлькранцами в местах отсутствия прослоев глин и в случае прорыва рассолов тампонируются.
В известных источниках информации такой способ предотвращения затопления калийных рудников не известен.
Изобретение иллюстрируется нижеприведенным примером.
Способ осуществляют следующим образом. Производят вскрытие шахтного поля вертикальными стволами, затем осуществляют раскройку шахтного поля на очистные панели. После этого планируемую к отработке панель вскрывают снизу двумя вертикальными короткими гезенками 3 (см. чертеж). Менее двух гезенков проходить нельзя в связи с необходимостью обеспечения на панели полноценной вентиляции. Затем производят на панели очистную выемку калийной руды известными способами. При этом через гезенки 3 делают спуски руды, производят вентиляцию, спуск и подъем людей, материалов и оборудования. При прорыве рассолов в горные выработки отрабатываемой панели осуществляют тампонирование обоих гезенков и переходят к очистным работам на другой панели.
Данное описание и пример рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.
Claims (1)
- Способ подземной разработки подверженных прорывам или затоплениям месторождений калийных солей, включающий возведение вертикальных водоохранных искусственных массивов, отличающийся тем, что вскрывают шахтное поле вертикальными стволами, затем осуществляют раскройку шахтного поля на очистные панели, после этого планируемую к отработке панель вскрывают снизу двумя вертикальными короткими гезенками, затем производят очистную выемку панели, при прорыве рассолов в горные выработки отрабатываемой панели осуществляют тампонирование обоих гезенков и переходят к очистным работам на другой панели.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015111943A RU2608140C2 (ru) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | Способ подземной разработки подверженных прорывам или затоплениям месторождений калийных солей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015111943A RU2608140C2 (ru) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | Способ подземной разработки подверженных прорывам или затоплениям месторождений калийных солей |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015111943A RU2015111943A (ru) | 2016-10-20 |
| RU2608140C2 true RU2608140C2 (ru) | 2017-01-16 |
Family
ID=57138387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015111943A RU2608140C2 (ru) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | Способ подземной разработки подверженных прорывам или затоплениям месторождений калийных солей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2608140C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115680719B (zh) * | 2022-11-14 | 2023-06-20 | 中国水利水电第十二工程局有限公司 | 一种引水隧洞施工的循环使用的支承装置及实施方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU377518A1 (ru) * | 1972-03-01 | 1973-04-17 | ||
| RU2133342C1 (ru) * | 1997-08-13 | 1999-07-20 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" | Способ предотвращения затопления калийных рудников |
| RU2136885C1 (ru) * | 1998-03-17 | 1999-09-10 | Военный инженерно-технический университет | Крепь для подземного сооружения |
| RU2341658C1 (ru) * | 2007-06-20 | 2008-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах в рудники подземных вод |
| RU2459084C1 (ru) * | 2011-01-20 | 2012-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕТРОБАЛТСТРОЙ" | Способ реконструкции вертикальной шахты |
-
2015
- 2015-04-01 RU RU2015111943A patent/RU2608140C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU377518A1 (ru) * | 1972-03-01 | 1973-04-17 | ||
| RU2133342C1 (ru) * | 1997-08-13 | 1999-07-20 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" | Способ предотвращения затопления калийных рудников |
| RU2136885C1 (ru) * | 1998-03-17 | 1999-09-10 | Военный инженерно-технический университет | Крепь для подземного сооружения |
| RU2341658C1 (ru) * | 2007-06-20 | 2008-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах в рудники подземных вод |
| RU2459084C1 (ru) * | 2011-01-20 | 2012-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕТРОБАЛТСТРОЙ" | Способ реконструкции вертикальной шахты |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015111943A (ru) | 2016-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2537711C1 (ru) | Способ сооружения тоннелей в структурно-неустойчивых грунтах с карстовыми явлениями и/или суффозионными процессами | |
| RU2341658C1 (ru) | Способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах в рудники подземных вод | |
| Vutukuri et al. | Mine inundation-case histories | |
| CN103726495A (zh) | 近海深基坑支护结构及其施工方法 | |
| RU2608140C2 (ru) | Способ подземной разработки подверженных прорывам или затоплениям месторождений калийных солей | |
| RU2664281C1 (ru) | Способ разработки кимберлитовых месторождений | |
| CN107013215A (zh) | 一种分区域构造充填开采以减小防水煤岩柱尺寸的方法 | |
| RU2563003C1 (ru) | Способ разработки мощных пологих угольных пластов | |
| RU2498065C1 (ru) | Способ разработки пластов полезных ископаемых | |
| RU2114307C1 (ru) | Способ открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых площадного залегания | |
| RU2487997C1 (ru) | Способ подготовки обводненного газонасыщенного массива горных пород к разработке подземным способом | |
| RU2666570C1 (ru) | Способ дегазации надрабатываемых пластов-спутников | |
| RU2451180C1 (ru) | Способ опережающего крепления кровли при выемке целика между выработками, заложенными бетоном | |
| RU155114U1 (ru) | Устройство для герметизации очистной панели | |
| RU2634760C1 (ru) | Способ гидроизоляции горных выработок калийных рудников | |
| RU2403388C1 (ru) | Способ подземной разработки соляных пластов | |
| RU2273734C1 (ru) | Способ защиты калийных рудников от затопления | |
| RU2418168C1 (ru) | Комплексный способ разработки свит пологих пластов месторождений | |
| RU2395691C2 (ru) | Способ упрочнения поверхностей гидрозакладочных массивов | |
| RU2305188C2 (ru) | Способ подземной разработки пластов полезных ископаемых | |
| SU1129354A1 (ru) | Способ подземной разработки месторождений | |
| RU2327036C2 (ru) | Способ разработки мощных пластов полезных ископаемых | |
| RU2422638C1 (ru) | Комплексный способ разработки свит пологих пластов синклинальных и брахисинклинальных месторождений | |
| RU2499140C2 (ru) | Способ скважинной гидродобычи из горных выработок с предварительным осушением полезного ископаемого | |
| RU2522495C1 (ru) | Способ полной закладки очистных заходок нижних слоев при нисходящей выемке полезного ископаемого |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190402 |