RU2642610C1 - Способ предотвращения затопления калийного рудника над рифогенным массивом - Google Patents
Способ предотвращения затопления калийного рудника над рифогенным массивом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642610C1 RU2642610C1 RU2016137877A RU2016137877A RU2642610C1 RU 2642610 C1 RU2642610 C1 RU 2642610C1 RU 2016137877 A RU2016137877 A RU 2016137877A RU 2016137877 A RU2016137877 A RU 2016137877A RU 2642610 C1 RU2642610 C1 RU 2642610C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boundaries
- reef
- mining
- massif
- development
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims description 18
- 229940072033 potash Drugs 0.000 title claims description 18
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 18
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 title claims description 18
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 abstract 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical group [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 102200124760 rs587777729 Human genes 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
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)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения затопления калийного рудника, подземные горные выработки которого залегают над рифогенным массивом. Технический результат заключается в предупреждении чрезвычайных ситуаций на калийном руднике. В способе производят панельно-блоковую подготовку запасов и отработку сильвинитовых пластов системой камер. До отработки производят сейсморазведочные работы, выделяют в подсолевой толще границы распространения рифогенного массива и участки с углом падения кровли рифогенного массива более 2,5 градусов. После чего направление отработки калийных руд выбирают таким образом, чтобы временные и постоянные границы отработки пластов при их совмещении в плане с выделенными участками были субперпендикулярны простиранию границ рифогенного массива. При этом в случае совмещения границ отработки с участками рифогенного массива с углом падения кровли более 2,5 градусов при неперпендикулярном положении границ отработки и границ рифогенного массива и при проявлении растягивающих деформаций в водозащитной толще в результате их увеличения по направлению падения кровли рифогенного массива остановленные границы горных работ продвигают от границ рифогенного массива путем продолжения отработки и перевода таким образом области растягивающих деформаций в состояние сжатия.
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения затопления калийного рудника, подземные горные выработки которого залегают над рифогенным массивом.
Верхнекамское месторождение калийных солей расположено на севере-востоке Пермского края и занимает площадь около 3500 км2. Калийная залежь прослеживается с севера на юг на 140 км при ширине до 40 км. По запасам калийных солей Верхнекамское месторождение находится в ряду крупнейших в мире. Месторождение разрабатывается с 1934 года. В настоящее время затоплено два рудника из семи работавших. Один из оставшихся пяти рудников (рудник Второго Соликамского калийного рудоуправления) находится в стадии затопления.
Установлено, что вследствие неодинаковой способности к постседиментационному уплотнению подстилающих соляную толщу пород различного генезиса и литологического состава реализуется процесс дифференциации рельефа дна солеродного бассейна. Скорость роста рифа значительно превышает скорость седиментации в окружающем бассейне. Кроме того, уже на стадии его формирования каркасные рифовые породы представляют собой жесткий литифицированный субстрат, способный противостоять динамическим нагрузкам: гравитация не оказывает решающего влияния, уступая диагенетической цементации. Осадконакопление вне рифовых построек преимущественно глинисто-карбонатное, в виде неуплотненного осадка, который подвергается значительному уплотнению с резким уменьшением мощности. В ходе дальнейшей седиментации рельеф карбонатной формации становится еще более контрастным.
Кроме того, наличие жесткого и в то же время пористого и проницаемого рифового массива в большой степени предопределяет более активное, по сравнению с синхронными толщами, движение пластовых вод, а следовательно, и более интенсивные катагенетические процессы. Благоприятный химический состав и скорость их циркуляции являются причиной интенсивного расширения трещин и повышения трещинной водопроницаемости. Этот разнонаправленный стадийный процесс, включающий унаследованность развития трещин, селективное выщелачивание и вынос минеральных веществ, переотложение их на отдельных участках, приводит к созданию сложной сети трещин различных генераций, морфологии, протяженности и обусловливает неоднородность фильтрации в карбонатных массивах. Все это играет существенную роль в распределении литотипов перекрывающих отложений.
Связь негативных изменений внутренней структуры и состава соляной и в том числе водозащитной толщи Верхнекамского калийного месторождения с рифогенными массивами в подсолевой части разреза раскрыта в работе [1]. Проведенные в последующем геологоразведочные работы и геомеханические расчеты подтвердили реальность данного предположения - по периферии позднедевонско-турнейских рифогенных массивов в соленосной части разреза установлено наличие аномальных участков строения калийной залежи.
Результаты математического моделирования показывают, что наличие позднедевонско-турнейского рифогенного образования вносит изменения в значения всех действующих напряжений. Влияние рифогенных построек на процесс образования трещин в осадочном чехле оценивалось с использованием энергетического критерия механики разрушения - S. Зона его максимума находится непосредственно над склоном рифа. С удалением вверх по разрезу зона влияния рифа увеличивается, а степень его воздействия уменьшается. Вторая зона повышенных значений критерия расположена в верхней части осадочного чехла, и именно она оказывает непосредственное влияние на возможность образования трещин в водозащитной толще. Интенсивные негативные изменения внутренней структуры и состава соляной толщи приурочены не только к склонам, но и к центральным частям рифогенных массивов, представленных фациями гребня и рифогенной платформы. Формирование ослабленных зон в соляной толще над рифогенными массивами установлено как прямыми (бурение скважин, опробование, фиксация газодинамических явлений), так и дистанционными (сейсморазведочные работы, газогеохимическое опробование).
На Верхнекамском месторождении принят панельный способ подготовки шахтных полей. Все большее распространение получает панельно-блоковый способ подготовки, когда панель делится на отдельные блоки. Ширина панели обычно составляет 400 м.
Единственной системой разработки, получившей распространение на Верхнекамских калийных рудниках, является камерная с поддержанием налегающей толщи на относительно "жестких" целиках, деформации которых исключают интенсивные оседания и сдвижения покровных пород и земной поверхности.
Известен способ предотвращения затопления калийного рудника, в том числе и над рифогенным массивом, который принят за прототип [2].
Недостатком способа является то, что затопление калийного рудника предотвращают уже после образования трещин в водозащитной толще.
Целью изобретения является предупреждение чрезвычайных ситуаций на калийном руднике путем предотвращения образования трещин в водозащитной толще над рифогенным массивом.
Способ осуществляют следующим образом.
В районе калийного месторождения производят панельно-блоковую подготовку запасов и отработку сильвинитовых пластов системой камер, при этом до отработки производят сейсморазведочные работы, выделяют в подсолевой толще границы распространения рифогенного массива и участки с углом падения кровли рифогенного массива более 2,5 градусов. При угле падения кровли менее 2,5 градусов значительных растягивающих деформаций в водозащитной толще не возникает. После чего направление отработки калийных руд выбирают таким образом, чтобы временные и постоянные границы отработки пластов при их совмещении в плане с выделенными участками были субперпендикулярны простиранию границ рифогенного массива. При этом в случае совмещения границ отработки с участками рифогенного массива с углом падения кровли более 2,5 градусов при неперпендикулярном положении границ отработки и границ рифогенного массива и при проявления растягивающих деформаций в водозащитной толще в результате их увеличения по направлению падения кровли рифогенного массива остановленные границы горных работ продвигают от границ рифогенного массива путем продолжения отработки и перевода таким образом области растягавающих деформаций в состояние сжатия. Над центральной частью рифогенного массива производят бурение геологоразведочных скважин с отбором керна по соляным породам, определяют их физико-механические свойства и в соответствии с ними рассчитывают параметры системы отработки сильвинитовых пластов.
Источники информации
1. Никифорова А.И. Особенности строения соляной залежи в пределах нефте-перспективного рифогенного массива // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010. - №12. С. 119-123.
2. Способ предотвращения затопления калийных рудников. Патент РФ №2133342, М. кл. Е21Д 11/38, 13.08.97.
Claims (1)
- Способ предотвращения затопления калийного рудника над рифогенным массивом, отличающийся тем, что в районе калийного месторождения производят панельно-блоковую подготовку запасов и отработку сильвинитовых пластов системой камер, при этом до отработки производят сейсморазведочные работы, выделяют в подсолевой толще границы распространения рифогенного массива и участки с углом падения кровли рифогенного массива более 2,5 градусов, после чего направление отработки калийных руд выбирают таким образом, чтобы временные и постоянные границы отработки пластов при их совмещении в плане с выделенными участками были субперпендикулярны простиранию границ рифогенного массива, при этом в случае совмещения границ отработки с участками рифогенного массива с углом падения кровли более 2,5 градусов при неперпендикулярном положении границ отработки и границ рифогенного массива и при проявлении растягивающих деформаций в водозащитной толще в результате их увеличения по направлению падения кровли рифогенного массива остановленные границы отработки продвигают от границ рифогенного массива путем продолжения отработки и перевода таким образом области растягивающих деформаций в состояние сжатия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016137877A RU2642610C1 (ru) | 2016-09-22 | 2016-09-22 | Способ предотвращения затопления калийного рудника над рифогенным массивом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016137877A RU2642610C1 (ru) | 2016-09-22 | 2016-09-22 | Способ предотвращения затопления калийного рудника над рифогенным массивом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2642610C1 true RU2642610C1 (ru) | 2018-01-25 |
Family
ID=61023956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016137877A RU2642610C1 (ru) | 2016-09-22 | 2016-09-22 | Способ предотвращения затопления калийного рудника над рифогенным массивом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2642610C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4272128A (en) * | 1980-01-30 | 1981-06-09 | Jacoby Charles H | Method of creating a safe environment in salt mining |
| RU2133342C1 (ru) * | 1997-08-13 | 1999-07-20 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" | Способ предотвращения затопления калийных рудников |
| RU2186978C2 (ru) * | 2000-05-10 | 2002-08-10 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" | Способ отработки калийного месторождения под склонами речных долин (варианты) |
| RU2261330C2 (ru) * | 2003-04-17 | 2005-09-27 | Открытое акционерное общество (ОАО) "Уралкалий" | Способ гидрогеологического районирования шахтных полей калийных предприятий |
| RU2273734C1 (ru) * | 2004-08-13 | 2006-04-10 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" (ОАО "Уралкалий") | Способ защиты калийных рудников от затопления |
| 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 |
-
2016
- 2016-09-22 RU RU2016137877A patent/RU2642610C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4272128A (en) * | 1980-01-30 | 1981-06-09 | Jacoby Charles H | Method of creating a safe environment in salt mining |
| RU2133342C1 (ru) * | 1997-08-13 | 1999-07-20 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" | Способ предотвращения затопления калийных рудников |
| RU2186978C2 (ru) * | 2000-05-10 | 2002-08-10 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" | Способ отработки калийного месторождения под склонами речных долин (варианты) |
| RU2261330C2 (ru) * | 2003-04-17 | 2005-09-27 | Открытое акционерное общество (ОАО) "Уралкалий" | Способ гидрогеологического районирования шахтных полей калийных предприятий |
| RU2273734C1 (ru) * | 2004-08-13 | 2006-04-10 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" (ОАО "Уралкалий") | Способ защиты калийных рудников от затопления |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108119142B (zh) | 五图-三带-两分区保水采煤方法 | |
| Milanović et al. | Dams and reservoirs in evaporites | |
| CN105332738A (zh) | 一种采煤沉陷灾变发生的预警方法 | |
| Broughton | Economic geology of southern Saskatchewan potash mines | |
| Chistyakov et al. | Investigation of the geomechanical processes while mining thick ore deposits by room systems with backfill of worked-out area | |
| Andreichuk et al. | A large sinkhole in the Verchnekamsky potash basin in the Urals | |
| RU2642610C1 (ru) | Способ предотвращения затопления калийного рудника над рифогенным массивом | |
| Talbot et al. | Potash in salt extruded at Sar Pohl diapir, Southern Iran | |
| Warren et al. | Salt dissolution and pointers to vanished evaporites: Karst, breccia, nodules and cement | |
| Leveridge et al. | Geology of the Plymouth and South‐east Cornwall area: Memoir for 1: 50 000 geological sheet 348 | |
| Larbi et al. | The Classification Systems as a Tool to Estimate the Stability of Discontinuous Rock Mass‒A Numerical Approach: The iron mine of Boukhadra (Algeria) as a case study | |
| Bakšić et al. | Northern Velebit deep caves | |
| RU2133342C1 (ru) | Способ предотвращения затопления калийных рудников | |
| Onyango et al. | Karst-Induced Geoharzards in Kenya’s Coastal Region: A Case Study of Vipingo Coral Limestone Quarry | |
| RU2230190C2 (ru) | Способ разработки калийного месторождения в зонах замещения сильвинита каменной солью | |
| Osipov et al. | Hydrogeomechanical Conditions of Karst Sinkhole Formation in the Area of Potassium Mines in Berezniki T., Perm Krai | |
| Ford | Dolomitization of the Carboniferous Limestone of the Peak District: a review | |
| SU1129354A1 (ru) | Способ подземной разработки месторождений | |
| RU2230191C2 (ru) | Способ разработки калийного месторождения в зоне влияния локального сдвига | |
| RU2261330C2 (ru) | Способ гидрогеологического районирования шахтных полей калийных предприятий | |
| Ene et al. | Geological and geotechnical assessment of some derelict barite fields in the Abakaliki Basin, Nigeria | |
| Cripps et al. | A Review of Some British Mixed Lithology Mudstone Sequences with Particular Emphasis on the Stability of Slopes | |
| Parise et al. | SINKHOLES CAUSED BY UNDERGROUND QUARRIES: THE CASE OF THE 2-3 MAY 2010, EVENT AT BARLETTA (SOUTHERN ITALY) | |
| Broda et al. | Dominican Larimar Mining—Current State and Future Prospects. Minerals 2022, 12, 181 | |
| RU2160838C2 (ru) | Способ предотвращения землетрясений на калийных рудниках |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180923 |