Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

Диссертационная работа:

Гаркушин Павел Кириллович. Комплексное освоение калийных месторождений Предкарпатья : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.15.02 : Калуш, 1996 279 c. РГБ ОД, 71:05-5/343

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

4...Глава 1. Состояние сырьевой базы, практики разработки и исследований 10

1.1 Горно-геологическая характеристика Предкарпатского калиеносного бассейна 10

L1 Анализ практического опыта и исследований .23

Глава 2. Обоснование схемы вскрытия, подготовки и отработки месторождений.31

2Л Развитие схем вскрытия, подготовки и отработки месторождений 31

2.2 Технология вскрытия калийных месторождений Предкарпатья скважинами специального назначения 36

Глава 3. Оптимизация технологии проходки и добычи 43

3.1 Технологические схемы проходки 43

3.2 Технологические схемы добычи 53

3J 75Система управления технологией добычи каишгго-лангбейштговых руд 75

Глава 4. Использование и складирование отходов калийного производства 92

4.1 Характеристика руды, продуктов и отходов переработки 92

4.2 Основные направления размещения и использование отходов калийно-магниевого производства 95

Глава 5. Управление геомеханическими процессами '. 109

5Л Физико-технические основы разработки 109

5.2 Взаимодействие системы целик-закладка 130

5.3 Формирование устойчивых геомеханических систем 139

5.4 Геомеханические нормативы отработки целиков специального назначения 176

5.5 Сохранение длительного эксплуатационного режима горных выработок 196

Глава 6. Освоение и ликвидация выработанного пространства 22S

6,1 Способы использования выработанного пространства 228

62 Способы ликвидации выработанного пространства 230

Глава 7. Экономическая эффективность разработки 236

7 Л Ценность каинито-лангбейнитовых руд. 236

12 Структура суммарного экономического эффекта 239

Обшне выводы. 243

Литература 247

Аннотация 264

Приложения. 

Введение к работе:

Процесс освоения калийных месторождений Предкарпатья сопровождается непрерывным накоплением подземных пустот и отходов переработки каиннто-лангбейнитовых руд на поверхности. К настоящему времени объём выработанного пространства достигает 40 млн.м3, на поверхности размещено свыше 30 млн.м3 галитовых отходов обогащения и глинисто-солевых шламов. Такое положение привело к ряду негативных последствий. Прежде всего это высокий уровень потерь полезного ископаемого при системах с жёстким поддержанием кровли — более 50%. С глубиной ожидается их увеличение до 70%. Проникновение пресных вод через водозащитную потолочину в камеру №115, отработанную по пласту №10 на Стебниковском калийном руднике №2 (СтКР-2), относится к числу трудно ликвидируемых последствий при наличии большого объема незаложенных пустот. Аномальные проявления горного давлення в виде сосредоточенных провалов земной поверхности наблюдались на устойчивых полях рудника Калуш - Центральном и Северном Канннтовом. К значительному оседанию (до 3-5-5 м) и подтоплению земной поверхности привела разработка Северного и Хотинского сильвинитовых полей. В зону опасных сдвижении попало около 40 жилых домов.

В результате размещения на поверхности отходов обогащения, выход которых составляет 0,6 т на 1 т руды, изъято до 400 га полезной площади, происходит интенсивное засолонение почвт подземных вод и поверхностных водоёмов, необратимое изменение геологической среды, а прорыв дамбы хвостохранилища на бывшем Стебниковском калийном заводе (ныне Государственном горнохимическом предприятии Полиминерал — ГГХП) привело к национальному бедствию. Всего на территории Украины размещено свыше 2000 шламо- и хвостохранилищ, которые представляют серьезную угрозу для окружающей среды .

Технология подземной добычи каинито-лангбейнитовьгх руд основана на буровзрывной отбойке и скреперной доставке, характеризуется средним уровнем эффективности. Однако неравномерная отработка пластов различной мощности существенно повлияла на технико-экономические показатели работы рудников. Один из недостатков камерной системы разработки с гидрозакладкой является невозможность надёжной гидроизоляции выработанного пространства, что в случае прорыва закладочного материала создаёт угрозу для работающих на нижележащих горизонтах.

Освоение калийного месторождения Пішло уже на стадии вскрытия привело к неоднократному разрушению тюбинговой крепи и деформации армнровкн во вспомогательном стволе, к разрушению бетонной крепи в вентиляционном стволе, арочной податливой крепи в транспортном и конвейерном квершлагах, к деформации двухслойной податливой крепи сопряжений стволов с приствольными выработками.

Негативные последствия подземной разработки калийных месторождений Предкарпатья и размещения отходов переработки каинито-лангбейнитовых руд на поверхности оцениваются огромным экологическим и экономическим ущербом. Предотвращение таких явлений возможно на основе комплексного подхода к освоению новых калийных месторождений, включающего взаимосвязанное решение вопросов добычи, переработки руды и размещения отходов обогащения, экономической оценки работы калийно-магниевого производства.

Поэтому целью настоящей работы являлось создание системы комплексного освоения калийных месторождений Предкарпатья, обеспечивающей высокую эффективность разработки, надёжность поддержания налегающих пород и земной поверхности, длительную устойчивость горных выработок, экологическую чистоту и безопасность.

Основная идея работы заключается в использовании восходящего способа отработки запасов, высокопроизводительных проходческих и добычных комплексов, особенностей деформирования жёстких геомеханических систем с учетом закладки выработанного пространства отходами переработки, шелевого и скважинного способов разгрузки приконтурных массивов для сохранения длительного эксплуташюнного режима . горных , выработок, сплошности налегающей и водозащитной толщи пород, повышения надёжности калийной шахты как технологической системы в целом и обеспечения экологической безопасности. Всё это представляет собой формулу высокоэффективной, стабильной и безопасной работы калийного рудника.

Для достижения поставленной цели предполагалось решить следующие задачи: исследовать технологические процессы вскрытия, подготовки и очистной выемки каинито-лангбепннтовых руд; изучить влияние мощности пласта (высоты отбиваемого слоя) на эффективность добычи руды ; изучить влияние горного давления на устойчивость очистных, подготовительных выработок и земной поверхности; разработать методику оценки устойчивости естественных барьерных целиков и комбинированных барьерных полос из рудных целиков и закладки, установить геомеханические нормативы разработки и параметры сдвижения налегающих пород и земной поверхности, создать способы сохранения длительной устойчивости горных выработок и механизм упра-вления напряженно-деформированным состоянием приконтурных массивов; разработать экономический механизм и методику экономической оценки систем подземной разработки с учетом закладки выработанного пространства.

Поставленные задачи решались с применением лабораторных методов в комплексе с натурными и аналитическими методами исследований, а также технико-экономического анализа.

Лабораторные методы исследований использовались для определения физико-механических свойств горных пород и отходов обогащения кашште-лангбейнитовых руд, натурные наблюдения и инструментальные исследования проводились для определения деформаций горных выработок, налегающих пород и земной поверхности. При обработке экспериментальных данных использовались методы математической статистики, наименьших квадратов, последовательных приближений. Метод технико-экономического анализа был использован для исследования работы калийно-мапшевого производства. Кроме того, в работе использовались метод аналогий, методы математического моделирования, геомеханических моделей. Обобщение результатов исследований производилось с помощью системного анализа. Существенная часть математического аппарата разработана автором.

Совокупность перечисленных выше задач, методов их решения и прогноз технико-экономических последствий составили сущность разработанной автором системы комплексного освоения калийных месторолодений Предкарпатья, представленной на рис. 1.

Научные положения, защищаемые в диссертации:

1. Надёжность технологии вскрытия калийных месторождений Предкарпатья скважинами специального назначения обеспечивается за счёт многослойной гидроизоляции основного галечникового водоносного горизонта, соляного зеркала и свей налегающей толщи пород с помощью растворов на основе каустического магнезита, гематита и хлормагниевых рассолов.

2. Равномерная отработка калийных залежей различной и переменной мощности достигается при условии, что средневзвешенные показатели трудоёмкости и себестоимости добычи руды не должны превышать значений для принятой за стандарт вынимаемой мощности в соответствии с предложенной системой управления технологией добычи —технологической моделью отработки месторождения.

3. Повышение несущей способности между камерных целиков в том числе нарушенных трещинами и работающих в области запредельных деформаций, в результате бокового давления породносухой, монолитной закладки или гидросмесей способствует формированию устойчивых геомеханических систем, обеспечивающих минимальные потери полезного ископаемого и оседание земной поверхности, особенно при восходящей отработке запасов полого-наклонных и крутопадающих калийных залежей.

4. Особенности отработки целиков специального назначения состоят в необходимости повторного тампонажа геологоразведочных скважин с поверхности или из подземных горных выработок, определения безопасной глубины разработки под магистральными железными дорогами, в обосновании применительно к конкретным горно-геологическим условиям мощности водозащитной толщи, в том числе в переходной зоне под дном и от бортов карьера при формировании жёстких геомеханических систем и соблюдении сейсмически безопасных расстояний от места взрыва до объектов первой категории охраны — шахтных стволов, скважин, почвы соляного зеркала.

5. На использовании эффекта поглощения техногенными полостями деформаций ползучести соляных пород основано управление напряжённо-деформированным состоянием вокруг горных выработок с помощью способов щелевой и скважинкой разгрузки приконтурных массивов, причём долговечность выработки определяется из условия равенства объёмов смещаемых вовнутрь выработки и поглощаемых техногенными полостями породных масс.

6. Сокращение непроизводительных расходов на 1 т руды в зависимости от изменения количества выемочных запасов и коэффициента технологичности системы разработки системы составляет сущность механизма рационального использования недр. Эффективность системы разработки в общем случае определяется суммарной экономией средств от повышения извлечения ископаемых солей, сохранение ценной полезной площади , затрат на снос и последующее воспроизводство охраняемых объектов на поверхности, на ликвидацию рудника, непроизводительных расходов на обслуживание отвального хозяйства за вычетом затрат на закладку выработанного пространства.

В основу диссертационной работы положены исследования, выполненные автором в 1967—1975 г. г. в бывшей Калушской научно-исследовательской лаборатории ВНИИГалургии, в 1977-1995 п-в концерне Хлорвинил (концерн Органа, в настоящее время - ОАО Ориана). Объектом исследований являлись Калуш-Голынское и Стебникское месторождения Предкарпатского калиеносного бассейна, ведущее предприятие - Государственный институт горной химии - Горхимпром (г. Львов),

Подобные работы
Рыльникова Марина Владимировна
Обоснование параметров комбинированной геотехнологии освоения медноколчеданных месторождений Урала

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net