Организация проведения горных работ

Организация проведения горных работ

Введение

Веками существовали в Соликамске и его уезде соляные промыслы, и веками на них зверски эксплуатировали солеваров. А способы получения соли оставались самыми примитивными. Варничные рабочие трудились за гроши по 12–14 часов в сутки.

Правдивое описание каторжного труда солеваров дал В. И. Немирович-Данченко в книге “ Кама и Урал”.

В чёрных от сажи, темных и сырых от пара варницах было душно. Соль покрывала лица людей и их одежду. В больших железных ящиках-чанах, под которым горел огонь, выпаривались рассолы. Загустевшую соль рабочие сбрасывали лопатами на пологи для подсушки. Затем ее сушили в жаровнях и после этого, уже готовую, переносили в амбары.

Самым трудным делом была проходка соляных скважин, установка труб, по которым рассол извлекался из земли наверх.

Сверлили землю первобытным способом. Несколько человек наваливались грудью на горизонтальный ворот и толкали его перед собой. Работа велась и днем и ночью, а за сутки удавалось высверлить земли на глубину не более трех вершков.

Порядком, установленным присутствием по фабричным и горнозаводским делам, хозяевам промыслов предоставлялось право налагать на рабочих “собственной властью денежные взыскания” за малейшие проступки. Эти распоряжения о штрафах обжалованию не подлежали.

За неосторожность рабочего на производстве, приведшую даже к его смерти, как это указывалось в условиях найма, хозяин ответственности не нес, хотя о технике безопасности не было и речи.

Но на малейший протест, за участие в стачке рабочим грозила тюрьма или ссылка в Сибирь.

По условиям найма, указанным в расчетной книжке № 21, выданной конторой Соликамского сользавода Рязанцева варничному повару А. Ф. Золотову на 1904 г., можно судить, как “ хорошо” заботились хозяева о солеварах.

Квалифицированный рабочий Золотов, имевший более высокую, чем другие рабочие, поденную плату и иногда работавший вместе с женой, почти не выходил из долгов у хозяина. Он вынужден был ежемесячно просить у хозяина в долг, для существования семьи, ржаную муку и овес.

Стоимость недвижимого имущества сользаводчика Рязанцева в 1916 г. составляла 458 тысяч рублей. Имея огромное состояние, нажитого за счет трудового народа, утопая в роскоши, купцы не заботились о своих рабочих. Когда варничный повар Федор Канашин погиб в результате несчастного случая, Рязанцев поставил на его место другого человека, а семье погибшего даже материальную помощь не оказали.

На семь тысяч солеваров, работавших на солеварных промыслах, был только один врач с фельдшером. Как правило, рабочих лечили знахарки разными наговорами.

С открытием залежей калийно-магниевых солей у Соликамска появилась широкая перспектива промышленного и культурного развития.

Соликамские сользаводчики часто недоумевали, почему соль, полученная из рассолов некоторых скважин, имела горький вкус, что, разумеется, снижало доходы от её продажи.

Представители технической мысли России – горный инженер И.Н.Глушков, геологи А.Н.Рябинин, А.А.Чернов и другие – пытались найти причину этого явления и высказали предположение о наличии в соликамской соли калия.

Открытие это было исключительно важным, так как Россия не имела своей калийной промышленности.

Монополистом по добыче калия в то время был франко-германский калийный синдикат. Из Германии в царскую Россию ввозилось до 80 тысяч тонн калийных солей. Иностранные специалисты стремились умолчать об открытии в Соликамске калийного месторождения, фальсифицировали данные анализов калийных солей. А царское правительство, не смотря на огромное значение открытия калия в месторождениях, средств на необходимую геологическую разведку не отпускало. И только при Советской власти началось серьёзное освоение запасов калия. Активное участие в провидении изысканий сыграл академик Николай Семенович Курнаков. Но гражданская война прервала начатые исследования. В широком масштабе они были возобновлены лишь в 1925 г. В это время под руководством профессора Павла Ивановича Преображенского началась закладка на большой площади глубоких разведочных скважин. Геологический поиск определил крупное месторождение богатых калийных и магниевых солей. Их достаточно спокойное и относительно неглубокое, по сравнению с другими районами, залегание обеспечило благоприятную, экономически выгодную добычу солей шахтным способом.

Открытие месторождения сразу же вовлекло Соликамск в социалистическое строительство, развернутое первой пятилеткой.

1. Общая характеристика строящегося предприятия

1.1 Краткая история предприятия

В 1907 г. При бурении скважины на Троицком заводе В Соликамске на глубине 97-98 м была встречена каменная соль желтоватого цвета с красными прослойками. Во второй скважине обнаружили соль тёмно-красного цвета.

По просьбе техника этого завода Н.П.Рязанцева провизор местной аптеки А.А.Власов сделал анализ солей и обнаружил в них калий.

В трёх километрах от города на берегу речки Чёрной и было начато в октябре 1927 г. Строительство калийного рудника. 7 ноября 1927 г.– в день десятилетия Октябрьской революции – небольшая колонна строителей, работников геологоразведочной партии и местных учреждений, учащихся школ, свернув с Усольского тракта, возле которого было построено несколько деревянных общежитий для строителей, прошла по только что вырубленной просеке на место будущего рудника.

На место будущей шахты поставили деревянный шест, подняли красный флаг и взяли первые тачки земли. Вскоре после этого началось строительство железной дороги, столь необходимой для стройки. Из-за ее отсутствия тяжелый компрессор со станции Усольская привезли к руднику на 70 лошадях.

6 ноября 1928 г. в Соликамске торжественно встречали первый поезд со станции Усольская.

К 1 Мая 1930 г. калийщики отправили в Москву свой рабочий подарок–первые пять вагонов советского калия.

В начале 1934 г. Строительство комбината было завершено. Два вертикальных шахтных ствола диаметром 5 м каждый прорезали земные толщи. Одна из шахт была пройдена на глубину 200 м, вторая на 300. В состав комбината входил рудник, обогатительная фабрика, ТЭЦ и несколько вспомогательных цехов.

Рудник СКРУ-2 введен в эксплуатацию в декабре 1973 года с производственной мощностью 7000 т сильвинитовой руды в год. Согласно последнего проекта (шифр 52.042) мощность рудника на 1.01.2002г. составляет 7580 тыс.тонн руды в год при содержании КСl в руде 25,9%.

В 1989г. введен в эксплуатацию первый пусковой комплекс гидрозакладки мощностью 1,0 млн.тонн солеотходов на западном крыле шахтного поля, в 1993 г. второй пусковой комплекс мощностью 1,5 млн.тонн солеотходов на восточном крыле шахтного поля.

Таким образом, проектная мощность гидрозакладочного комплекса составляет 2,5 млн. тонн солеотходов в год.

На севере шахтное поле СКРУ-2 граничит с СКРУ-1, на востоке с СКРУ-3 по скважинам N 217 - 218, на юге его граница проходит по "Дуринскому прогибу" по скважинам N 643, 647,236, 654, на западе по скважинам N 121, 297, 634, 559а.

Границы шахтного поля рудника установлены по горноотводному акту № 629, выданному Управлением Западно-Уральского округа Госгортехнадзора России 16 июня 2000 года.

Площадь шахтного поля по границам горного отвода составляет 5038 га, имея протяженность в меридиональном направлении 8,6 км, в широтном 7,0 км.

1.2 Географическое и административное расположение

Верхнекамское месторождение калийных солей расположено на северо-востоке Пермской обл. и занимает площадь около 3500 км². Калийная залежь прослеживается с севера на юг на 140 км при ширине до 40 км. Поперечные тектонические структуры Боровицкого и Дуринского прогибов делят месторождение на три части: северную, центральную и южную. По запасам калийных солей Верхнекамское месторождение находится в ряду крупнейших в мире. Геологическая ценность района возрастает за счёт наличия в подсолевых породах нефтеносных структур, которые в плане совмещены с калийной залежью. Начиная с середины 60-х годов в результате сейсмического зондирования и бурения выявлено 13 перспективных на нефть структур и месторождений.

Шахтное поле СКРУ-2 расположено в пределах южной части Соликамского и юго-западной части Ново-Соликамского участков (горноотводной акт№629 от 16.06.2000г)

1.3 Климатические условия

Климатические условия в подземных выработках калийного рудника характеризуются следующими данными.

Температура воздуха в горных выработках на глубине 300м составляет 9-10оС, повышаясь в подготовительных забоях до 18-25 оС за счет работы электродвигателей комбайнов. Сезонные колебания температуры прослеживаются на расстоянии 1000-1500 м от стволов, далее температура воздуха остается практически постоянной в течение года.

Влажность рудничного воздуха – вследствие почти полного отсутствия в выработках воды – обуславливается содержанием влаги в атмосферном воздухе. Относительная влажность воздуха составляет зимой 40-50%, летом 60-70%.

Уровень радиации, обусловленный радиоактивными элементами, содержащимися в горных породах, не превышает предельно допустимую годовую норму.

В воздухе содержится нормальное количество углекислого газа – около 0,1% и кислорода – 20,7%. Учитывая низкую природную газоносность пластов сильвинита и отсутствие буровзрывной добычи, концентрации вредных газов в рудничной атмосфере при оптимальных условиях проветривания не превышают допустимых и зачастую обычными газоаналитическими приборами не обнаруживаются.

Скорость воздуха в очистных и подготовительных выработках блоков и панелей, согласно проектным расчетам, колеблется от 0,15 до 3 м/с, в главных выработках – до 5-6 м/с, что находится в пределах допускаемых по ЕПБ величин.

Горные выработки рудника характеризуются запыленностью рудничного воздуха. Рудничная пыль имеет сложный минералогический состав.

Разрабатываемые пласты несиликозоопасны. Содержание свободной двуокиси кремния в сильвините составляет 0,02-2,73%.

1.4 Генезис

В геологическом строении Соликамской впадины участвуют породы протерозоя (вендский комплекс), верхнего палеозоя и четвертичной системы. Из разреза палеозойских отложений выпадают породы кембрия, ордовика, силура, нижнего девона, некоторых горизонтов живетского и эйфельского ярусов девона, а также визейского и намюрского ярусов карбона. Это обусловлено, очевидно, перерывами в осадконакоплении, а также размывом отложений в визейское и намюрское время. Галогенная формация впадины включает отложения от почвы филипповского горизонта кунгурского яруса до кровли соляно-мергельной толщи уфимского яруса. Отложения, непосредственно подстилающие галогенную формацию, представлены саргинским горизонтом верхнеартинского подъяруса Перми. В нижней половине горизонта преобладают породы карбонатного состава: известняки, доломиты и их глинистые разности, а в верхней–мергели, доломитовые и кремнистые мергели, глины, алевролиты, песчаники с обломками филлитов (дивья свита). Мощность горизонта–70–75 м.

Кунгурский ярус подразделяется на два горизонта (подъяруса).

Филипповский горизонт в пределах соликамской впадины представлен четырьмя типами разреза–карбонатным, карбонатно-сульфатным, карбонатно-сульфатно-глинистым и конгломерато-песчаниковым, которые расположены в виде полос меридионального простирания, сменяющих друг друга с запада на восток. Мощность горизонта 60–110 м.

Иреньский горизонт подразделяется за пределами Соликамской впадины на 7 пачек: ледянопещерскую, неволинскую, шалашнинскую, елкинскую, демидковскую, тюйскую и лунежскую. Верхняя лунежская пачка является фациальным аналогом Березниковской свиты Верхнекамского месторождения, вмещающие соляную толщу. Соляная толща подразделяется, в свою очередь, на подстилающую соль, сильвинитовую и сильвинито-карналлитовую зоны, покровную соль.

Подстилающая каменная соль в нижнее части представлена переслаиванием разнозернистой серой соли с пластами ангидрита и глинисто-мергелистой породы. В средней части соль более однородна, с прослоями мергелей и глин мощностью до одного метра. В верхней части подстилающей соли залегает хорошо выдержанный глинисто-доломито-ангидритовый прослой мощностью 1,5 м (маркирующий горизонт). Суммарная мощность подстилающей соли составляет в среднем 300 м.

Сильвинитовая зона представлена переслаиванием каменной соли с пластами красных и полосчатых сильвинитов: снизу вверх Красный-III, Красный-II, Красный-I и пласт А. Мощность пласта Красный-III составляет в среднем 6,5 м. Он состоит из трех слоев красного сильвинита IIIа, IIIб, IIIв, разделенных внутрипластовой солью Красный-Ша–б, Красный-IIIб–в.

Выше залегает пласт Красный-II, являющийся основным промышленным пластом на рудниках Верхнекамского месторождения. Средняя мощность его составляет 5,5 м. В 1932 г.Н. С. Гольдберг-Захарова расчленила его на семь слоев, из которых нечетные слои представлены богатым сильвинитом, а четные слои–бедным. В кровле пласта Красный-II залегает серия глинисто-ангидритовых прослоев мощностью до 5–7 см, которые осложняют условия отработки пласта, вызывая обрушения “коржей” и ухудшая качество руды. Пласт Красный-I ввиду его малой мощности (в среднем 1,3 м) является нерабочим. Выше залегает полосчатый пласт А, который сложен прослоями красного, розового, белого сильвина, чередующимися с прослойками серого и голубого галита. В почве пласта А залегает прослой–спутник А мощностью 0,2 м. Пласт А завершает разрез сильвинитовой зоны, мощность которой в среднем составляет 20 м.

Сильвинито-карналлитовая зона состоит из девяти пластов калийно-магниевых солей, которые снизу вверх обозначены буквами русского алфавита от Б до К. Нижний пласт сильвинито-карналлитового состава Б залегает непосредственно на полосчатом пласте А, составляя с последним единый промышленный пласт АБ, мощностью в среднем 3,5 м и с содержанием хлористого калия до 45 %. В карналлитовой зоне рабочим является также пласт В, мощность которого при карналлитивом составе достигает 15 м. Остальные пласты являются некондиционными ввиду малой мощности водозащитной толщи. Мощность сильвинито-карналлитовой зоны равна 60 м. Все пласты калийно-магниевых и калийных солей отделяются друг от друга межпластовой каменной солью мощностью 1,5–6 м. При общем пологом залегании пласты в различной степени смяты в складки с амплитудой до 25–30 м.

Покровная каменная соль залегает непосредственно на кровле пласта К сильвинито-карналлитовой зоны. Сложена эта толща желтовато-розово-серой, мутно-белой каменной солью с тончайшими глинисто-ангидритовыми прослойками. Мощность покровной соли 18–22 м. Выше залегает соляно-мергельная толща, относимая к уфимскому ярусу верхней Перми.

Соляно-мергельная толща разделена на нижнюю соленосную и верхнюю глинисто-мергельную подтолщу. Некоторые исследователи относят нижнюю соляную подтолщу к кунгурскому ярусу. В нижней соляной подтолще выделяется девять ритмопачек по числу соляных прослоев. Обычно верхние пачки представлены только несоляными половинами ритмов, а на поднятиях остается не более двух ритмопачек. В любом случае кровля водозащитной толщи проводится по верхнему соляному прослою, ниже которого отложения практически безводны. Верхняя глинисто-мергельная подтолща представлена глинисто-мергельными породами с прослоями и желваками гипсов. Общая мощность соляно-мергельной толщи составляет в среднем 110 м.

Терригенно-карбонатная толща связана постепенным переходом с залегающей ниже соляно-мергельной толщи. Она представлена известняками, доломитами, песчаниками, алевролитами местами трещиноватыми, окварцованными.

Мощность терригенно-карбонатной толщи составляет в среднем 100–150 м.

Пестроцветная толща залегает на породах терригенно-карбонатной толщи и представлена красноватыми и зеленовато-серыми терригенными отложениями шешминского горизонта уфимского яруса. Отложения развиты не повсеместно; в районах к северу от г. Соликамска и на участках положительных структур они подвергались эрозии. Ряд скважин на Дуринском прогибе вскрыл толщу пестроцветов мощностью более 500 м. В среднем по месторождению мощность пестроцветной толщи 150–200 м.

Шишминский горизонт завершает разрез пермских отложений. С большим стратиграфическим разрывом на локальных участках месторождения установлены породы мезозоя и кайнозоя. Спорово-пыльцевой анализ указывает на меловой возраст некоторых пород Дуринского прогиба. Палеогеновые и неогеновые отложения распространены в долине р. Кама.

Четвертичные отложения развиты на всей площади Верхнекамского месторождения и представлены глинами, суглинками, супесями, песками и галечниками, в долинах рек встречается торф. Мощность четвертичных отложений колеблется от 0,7 до 28 м, в среднем составляет 10 м.

1.5 Тектоника

Верхнекамское месторождение расположено на стыке двух структурных элементов земной коры: Русской платформы и Уральской складчатой системы. Эти структуры обусловили возникновение и тектоническое развитие Соликамской впадины. По данным геофизики поверхность кристаллического фундамента залегает в этом районе на глубине 4–6 км, моноклинально погружаясь на восток под передовые складки Урала. В фундаменте выявлена сеть глубинных разломов с длительной историей развития. Осадочный чехол представлен в различной степени дислоцированными терригенно-карбонатными породами венда и верхнего палеозоя. На границе кунгурских отложений выявлена резкая дисгармоничная складчатость, имеющая, вероятно, надвиговую природу.

Южнее Соликамской впадины выявлен Чусовской тектонический покров, представляющий собой рифейский аллохтон на известняках пермского возраста. Аналогичной структурой на севере является Полюдов кряж с амплитудой горизонтального перемещения около 15 км. Геологической съемкой в долиной р. Яйва также выявлены разрывные дислокации надвигового типа, которые являются отражением Всеволодо-Вильвенского надвига. Таким образом, в обрамлении Соликамской впадины породы осадочного чехла испытывали активное воздействие со стороны Урала.

Идея покровного строения Уральской складчатой системы была высказана еще в 1927 г. Н. Фредериксом, но до сих пор не нашла своего отражения в тектонических построениях по Верхнекамскому месторождению. Наиболее близки к современной трактовке тектоничкского строения были представления А. А. Иванова, который, признавая роль региональных тектонических движений, не смог объяснить механизм передачи напряжений в Соликамскую впадину. По мнению В. И. Копнина, возвышенности дна (соляные банки) служат причиной образования положительных структур в соляной толще. С чем же тогда связать асимметрию этих структур? Если бы она была вызвана перераспределением статических нагрузок на соль, следовало бы ожидать разнонаправленную вергентность. Однако все складки имеют более крутой западный и пологий восточный склоны, что указывает на воздействие тангенциальных (горизонтальных) напряжений с востока на соляную толщу.

Соляная толща представляет собой линзообразное тело, залегающее среди терригенно-карбонатных пород. Подошвой соляной залежи является поверхность с загнутыми кверху краями наиболее высокие отметки зафиксированы в северной части месторождения у г. Чердынь. В южном направлении происходит плавное погружение подошвы под углом, измеряемым долями градуса. При длине в десятки километров на широте р. Яйва общая амплитуда погружения составляет около 500 м. Далее к югу отмечается плавное вздымание подошвы соляной залежи под углом 10′–15′ до района р. Косьвы. В широтном направлении наблюдается асимметричность солевого ложа, при этом восточное крыло впадины круче западного и достигает угла 1˚30′–2˚30′. Общая амплитуда погружения по широтному профилю соляного ложа составляет 220 м. В целом о нижней поверхности соляной толщи существует весьма разрозненные сведения, исходя из чего на локальных участках следует ожидать дополнительные усложнения тектонического строения. Кровля соляной толщи отличается большим структурным разнообразием, где появляется чередование положительных и отрицательных форм рельефа. Амплитуда смежных поднятий и прогибов достигает 300 м. Эти структуры , как правило, имеют субмеридиональное простирание и осложнены складчатостью различного порядка. Поднятия в разрезе имеют крутые западные склоны, отмечается увеличение мощности пластов в их сводах и уменьшение на крыльях.

Своды наиболее высоких поднятий срезаны подземной эрозией (Клестовское, Поповское). Размеры поднятий в плане составляют 5–25 км по длинной оси. Прогибы, разделяющие поднятия, характеризуются широким разнообразием форм и размеров. Наиболее крупный Камский прогиб достигает более 100 км в длину при ширине 10–12 км. Строение этих структур сложное: отмечаются переуглубленные участки, разделенные седловинообразными поднятиями.

Особое место и тектоническом строении Верхнекамского месторождения занимают структуры субширотного простирания–Дуринский и Боровицкий прогибы. Первый вскрыт до подошвы соляной залежи более чем двумя десятками скважин и достаточно хорошо изучен. Полученные в результате бурения и данные указывают на хорошую выдержанность подсолевых отложений, залегающие почти горизонтально. Поверхность соляной толщи резко расчленена с вертикальной амплитудой до 550 м. По А. А. Иванову происхождение Дуринской депрессии связано с эрозией галогенных отложений водотоками с Уральской суши в шешминское время, а тектоническим процессам отдана второстепенная роль. Аналогичный механизм усматривается в эрозионно-компенсационной модели Дуринского прогиба В.И. Копнина. Существуют и другие представления о возникновении и развитии этих прогибов. По В. И. Сапегину и В. И. Янину, зарождение этих структур произошло еще в период садки солей, а в позднешешминское время в результате нагнетания солей «произошли разрывные нарушения надсоляных толщ типа сбросов». Наряду с этим в зонах тектонических контактов соляных отложений покрывающими породами северных опускавшихся крыльев структур местами развивался соляной карст.

Анализ складчатости позволяет прогнозировать газодинамические явления, вести борьбу с потерями и разубоживанием калийных руд. Согласно исследованиям Б. М. Голубева тектоника калийной толщи выражена сложной системой ассиметричных складок нескольких порядков:

I–мелкая внутрипластовая и слоевая складчатость, которую в рудничной практике часто называют микроскладчатостью. Высота отдельных микроскладок 1–10 см, длина достигает 5–7 м, ширина –1 м.

II–складки, охватывающие отдельные пласты и слои. Высота таких складок 0,5–2,0 м, длина–10–40 м, ширина 3–15 м.

III–складки, охватывающие серию пластов (прослеживаются по ряду горных выработок). Высота складок 3–12 м, длина 300–350 м, ширина 20–100 м.

Складки всех порядков распространены неравномерно, наиболее интенсивная складчатость наблюдается в антиклинальных складках высших порядков. Складки группируются в складчатые зоны, между которыми находятся области сравнительно спокойного залегания. Внутрипластовая и слоевая складчатость дисгармоничны. Мощность отдельных прослоев возрастает от крыльев к замкам антиклиналей, в плане простирание складок близко к меридиональному. Большинство складок имеет асимметричную форму с более крутым западным крылом и пологим восточным. Эти особенности внутрисоляной складчатости указывают на воздействие Уральской складчатой системы на отложения Соликамской впадины.

1.6 Гидрогеология месторождения

Вся надсолевая толща Верхнекамского месторождения насыщена водой, для которой верхний соляной пласт является водоупором (или кровлей водозащитной толщи).

Отдельные литолого-стратиграфические элементы подсолевого комплекса имеют различные гидрогеологические свойства, поэтому выделяются воды четвертичных отложений, пестроцветной, терригенно-карбонатной и соляно-мергельной толщ, иногда выделяется самостоятельно рассольный горизонт. Подземные воды выявлены также ниже соляной залежи в глинисто-ангидритовой толще и ниже. По гидрохимическому типу воды различны и отличаются по степени минерализации.

Воды четвертичных отложений приурочены к флювиогляциальным отложениям водоразделов и аллювию. Минерализация составляет 0,5–30 г/л.

Воды третичных отложений развиты локально в отложениях р. Камы и значительной роли не играют.

Воды пермских отложений распространены наиболее широко, они образуют отдельные, плохо сообщающиеся между собой водоносные горизонты.

Воды пестроцветной толщи (ПЦ) пресные с преобладанием гидрокарбоната кальция. Минерализация – 0,5–50 г/л.

Терригенно-карбонатная толща (ТКТ) наиболее водоносна. Коэффициент фильтрации достигает более 40 м/сут. По составу воды гидрокарбонатно-кальциевые, сульфатно-кальциево-магниевые с минерализацией 0,5–2,5 г/л. В нижней части ТКТ коэффициент фильтрации достигает 200 м/сут, а минерализация до 200 г/л.

Воды соляно-мергельной толщи (СМТ) в верхней части имеют гидрокарбонатно-кальциевый состав с минерализацией 0,2–1 г/л, в нижней части–хлоридно-натриевые с минерализацией 5–300 г/л. Водообильность значительно ниже, чем в ТКТ, вследствие большого количества пластичных глинистых пород.

В кровле соляной залежи местами залегает рассольный горизонт. Формирование этих рассолов происходит за счёт вод, проникающих к соляной залежи и растворяющих ее. По составу рассолы хлоридно-натриевые с небольшой примесью сернокислого и двууглекислого кальция, хлористого магния, сероводорода и брома. Минерализация составляет 320–340 г/л.

Воды глинисто-ангидритовой толщи залегают в подсолевых отложениях. Воды напорные. Состав хлоридно-натриевый, минерализация достигает 300 г/л.

Расположение зон с аномальными особенностями в строении ВЗТ на шахтном поле СКРУ-2 определено ОАО ВНИИГ на основании комплексного анализа научно-исследовательских, геологических и геофизических материалов.

На шахтном поле СКРУ-2 активно производятся научно-исследовательские работы, геофизические и гидрогеологические наблюдения.

1.7 Опасность по взрыву газа и пыли

Добыча калийных солей сопровождается выделением в горные выработки ядовитых и горючих газов. Наибольшую опасность представляют горючие газы метан и его гомологи, водород, которые в смеси с воздухом могут взрываться. Газоносность пород по горючим газам (метан + водород) колеблется от 0 до 1,5 – 1,7 м3/м3 пород. Относительная газообильность выработок не превышает 0,15-0,2 м3/м3 горной массы на сильвинитовых пластах.

Опасные скопления газов, приводящие к возникновению аварийных ситуаций, возможны только в выработках рабочих зон газоносных пластов при отсутствии их проветривания. За пределами рабочих зон на поступающих и исходящих струях блоков, участков, пластов и в общерудничной струе содержание горючих газов не обнаруживается. В связи с этим, газовый режим в руднике распространяется только на рабочие зоны и пласты, отнесенные к числу опасных по газу. Работы в опасных по газу зонах ведутся в соответствии со «Специальными мероприятиями по безопасному ведению горных работ на Верхнекамском месторождении калийных солей в условиях газового режима», 1993г.

На руднике рабочие зоны на пласте Кр2 относятся к неопасным по газу; на пласте АБ и В – к 1-ой группе опасности по газу; отдельные тупиковые выработкив проходке по пластам АБ и В могут быть отнесены ко 2-ой группе (опасные по газу и ГДЯ). Перечень опасных рабочих зон устанавливается ежегодным приказом, в зависимости от интенсивности газовыделений в выработках, на основании замеров.

Работы в опасных зонах ведутся с дополнительными мерами безопасности. К мероприятиям газового режима, предусмотренным в проекте, относятся:

А) применение электрооборудования во взрывобезопасном исполнении;

Б) организация проветривания выработок таким образом, чтобы содержание горючих газов в них не превышало установленных «Правилами безопасности» концентраций. Расчет количества воздуха, подаваемого в рудник, выполнен по «Инструкции по расчету количества воздуха, необходимого для проветривания калийных рудников», 1993г, с учетом газового фактора. Действующие тупиковые выработки предусмотрено проветривать круглосуточно вентиляторами местного проветривания (ВМП);

В) контроль за содержанием горючих газов и количеством воздуха – осуществляется как плановый контроль путем отбора проб с последующим их лабораторным анализом, так и оперативный с помощью переносных приборов. Замеры горючих газов осуществляются во всех выработках рабочих зон с периодичностью, установленной «Специальными мероприятиями…» с использованием газоопределителей ГИК-1(м), ГИК-3, эксплозиметров ЭГ-2, аспираторов АМ-4, АМ-5 и ГХ-4, машинистами комбайнов, бригадирами, звеньевыми и лицами сменного надзора. Предусмотрено оборудование комбайнов приборами непрерывного автоматического контроля за содержанием горючих газов типа СТХ-9.

Для контроля количества поступающего в рабочие зоны воздуха на входящих и исходящих струях участков, панелей, крыльев рудника устанавливаются замерные станции; данные замеров записываются на специальной доске (фактическое и расчетное количество воздуха, его скорость, дата замера).

Замеры количества воздуха, поступающего к ВМП, проветривающему тупиковую выработку, производятся не реже одного раза в месяц с записью фактического и расчетного количества воздуха на доску, установленную у ВМП. На комбайновых комплексах, работающих в тупиковых забоях с наиболее опасными условиями, для непрерывного контроля поступающего количества воздуха используется аппаратура АПТВ.

Главная вентиляторная установка оснащена самопишущими приборами, постоянно регистрирующими производительность вентилятора и создаваемую им депрессию. Вентиляционный план рудника пополняется ежемесячно в соответствии с фактическим положением горных работ и раз в полугодие составляется заново.

2. Вскрытие

2.1 Схема вскрытия

Шахтное поле рудника вскрыто двумя центральными стволами 3 и 4, а также южнее на 0,8 км пройден третий ствол N 5. Ствол N 3 - клетевой. Служит для спуска материалов, оборудования, людей и подачи свежего воздуха. Ствол N 4 - грузовой. Оборудован двумя скиповыми подъемами и служит для выдачи руды и исходящей струи воздуха. Стволы N 3 и 4 расположены в северной части шахтного поля на расстоянии около 1,5 км от северной границы горного отвода. Ствол N 5 - грузо-людской. Ствол пройден до проектной отметки и смонтирована армировка ствола. В настоящее время строительство ствола N 5 прекращено, ствол находится на "поддержании".

Характеристика стволов приведена в табл. N 6.1.

Шахтное поле разделено на два крыла - восточное (горизонт-143м) и западное (горизонт -220м). Стволами вскрыт рабочий горизонт - 143м, которыми пересечены промышленные запасы разрабатываемых пластов Кр2, АБ. В центральной и восточной части шахтного поля. Вскрытие рабочих горизонтов осуществлено квершлагами (на востоке) и уклонами (на западе); конвейерными, транспортными и пластовыми (пройденными по пл.Кр2) вентиляционными выработками, от которых на юг и на север пройдены юго-западные, северо-западные (гор.-220м) и юго-восточные, северо-восточные (гор.-143м) полевые конвейерные и транспортные штреки и пластовые (пройденные по пл.Кр2) вентиляционные штреки. Кроме того, с продвижением горных работ на юг шахтного поля и вводом в перспективе ствола N 5, рабочие горизонты вскрыты вторыми главными полевыми конвейерными и транспортными уклонами (гор.-220м) и квершлагами (гор.-143м). Указанные выработки пройдены в широтном направлении от ствола N 5 и связаны с основными вскрывающими выработками полевым конвейерным штреком между стволами N 5 и 4 и полевым транспортным штреком между стволами N 5 и 3.

Также на западном крыле пройдены дополнительные транспортный и вентиляционный штрека на юго-западе.

Отработка запасов центральной части шахтного поля продолжается по существующей схеме:

а) на восточном крыле (гор.-143м) отработка запасов в центральной части ведется на юго-восточные штреки, восточные квершлаги и 2 главные восточные квершлаги (до 4 ЮЗП и ЮВП).

б) на западном крыле (гор.-220м) отработка запасов центральной части на 2-4 ЮВП, 5-6 ЮЗП ведется на юго-западные штреки и 2 главные западные уклоны. Отработка запасов на западном крыле ведется с учетом природоохранных мероприятий для исключения негативного влияния на подрабатываемые площади: с оставлением между 4 и 5 ЮЗП целика под водораздел на поверхности, предотвращающего сток технических вод на территорию зоны отдыха.

В соответствии с «Проектом отработки шахтного поля рудника», для вскрытия южной части шахтного поля принята центральная схема, согласно которой из района ств. № 5 на юг предусматривается проходка главных выработок по центру шахтного поля с выделением двух гидроизолируемых блоков.

Для вскрытия запасов полезного ископаемого пройдены транспортные штреки № 1 и 2 между стволами 3 и 5, конвейерные штреки № 1 и 2 между стволами 4 и 5, главные южные транспортные штреки № 1 и 2 до оси 8 ЮВП, главные южные конвейерные штреки № 1 и 2 до оси 6 ЮВП, главные южные вентиляционные штреки № 1 и 2 до оси 6 и 8 ЮВП соответственно.

На горизонте - 143м пройден околоствольный двор кругового типа. В районе околоствольного двора пройдено ряд камер общешахтного производственного назначения: камера ожидания, мед.пункт, гараж, склад ГСМ и оборудования, столовая, учебный полигон, камера поузлового ремонта, ЦПП, мастерские: механические, электриков, высоковольтников, монтажников.

ХАРАКТЕРИСТИКА ШАХТНЫХ СТВОЛОВ СКРУ-2

Табл. 6.1

Состояние тюбинговой крепи и крепи в затюбинговом пространстве удовлетворительное. Акты двухгодичной проверки ств. № 3 от 13.09.01г., ств. № 4 от 11.10.01г., ств. № 5 от 1.11.2000г. В 2002 году планируется проверка состояния тюбинговой крепи и крепи в затюбинговом пространстве ствола № 5.

Профилировка проводников и стенок стволов согласно утвержденному графику проводится по ств. № 3 раз в три года, по ств. № 4 раз в 2 года. По ств. № 3 профилировка проведена в сентябре 2001 г. По стволу № 4 профилировка всех отделений проведена в августе 2001 г.

КРАТКАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Табл. 6.2

3. Шахтные подъемные установки

3.1 Сведения о подъеме

Шахтные подъемные установки предназначены для транспортировки руды на поверхность, а также для спуска и подъема людей, материалов и оборудования.

На калийных рудниках ОАО «Сильвинит» применяются одноканатные подъемные машины. Все подъемные установки неуравновешенные, имеющие в качестве концевой нагрузки на канат скип, клеть или противовес. В частности, грузовые установки – двухскиповые, а грузо-людские имеют клеть и противовес.

На скиповых установках установлены подъемные машины преимущественно типа 2Ц-5X2,7 с диаметром барабана 5 метров и скипами грузоподъемностью до 24 т., а клетьевых установках – подъемные машины типа ЦР-4/0,8 с диаметром барабана 4 м и двухэтажными клетями.

Подъемные машины установлены на железобетонном фундаменте и закреплены анкерными болтами. Машины выполнены сварной конструкции с нарезкой под канат на оболочке барабана. Коренной вал машин опирается на подшипники скольжения или качения. Один барабан у машин закрепленный, он жестко закреплен на валу машины, второй – переставной и может поворачиваться на валу. Расцепное устройство механизма перестановки обеспечивает работу обоих барабанов (частей барабана) как одного целого при нормальной работе подъема и позволяет быстро сменять канаты, регулировать длину канатов при их вытяжке или при отрезке каната на испытание за счет вращения только одной закрепленной части барабана.

Барабан машины снабжен тормозами, которые предназначены для торможения и удержания машины в момент остановки, затормаживания и удержания машины в момент остановки, затормаживания и остановки в аварийных ситуациях, выполнения стопорения переставного барабана при регулировке длины канатов.

Тормоза машины, выполняющие функции рабочего и предохранительного торможения – колодочные. Рабочее торможение – пневматическое, а предохранительное – пневмогрузовое. При работе машины усилие от правого и левого тормозных приводов суммируется, т.к. они действуют совместно, а в момент выключения расцепного устройства тормозные приводы действуют совместно, а в момент выключения расцепного устройства тормозные приводы действуют раздельно.

3.2 Водоотливные установки

Водоотливные установки применяются на участке гидрозакладки для откачки рассола из рудника. Применяют грунтовые и многосекционные насосы типа ЦНС и ЦНСК производительностью до 300 м3/мин с приводным асинхронным двигателем мощностью от 130 до 500 кВт.

Основные рабочие части центробежных насосов ЦНКС (вал, рабочее калесо, бронедиск) изготовлены из нержавеющей стали. Корпус насосов набран из отдельных секций и стянут шпильками. В каждой секции установлено рабочее колесо, направляющий аппарат и защитно-уплотнительное кольцо, которое устраняет перетекание перекачиваемой жидкости пространства с высоким давлением. Рабочие колеса установлены на валу, вращающемся на подшипниках. В местах выхода вала из насоса установлены сальники, которые поджимаются за счет давления в гидравлической камере. Осевое усилие насоса выравнивается при помощи гидравлической пяты, состоящей из разгрузочного диска с кольцом. Насос и двигатель устанавливаются на металлической раме и соединяются между собой через муфту.

Каждый насосный агрегат имеет схему автоматического запуска, а также все необходимые защиты и блокировки.

3.3 Вентиляторные установки

Вентиляторные установки на калийных рудниках являются уникальными по своей конструкции, установленная мощность двигателей еденичного привода достигает 6000 кВт, а производительность – 570 м3/с. Все установки оборудованы средствами автоматизации.

В качестве вентилятора главного проветривания применяется, например, ВРЦД-4,5. Это центробежный вентилятор с диаметром рабочего колеса 4,8 м. Регулирование его производительности осуществляется путем изменения угла лопаток направляющего аппарата. На каждой установку имеется по два вентилятора главного проветривания (основной и резервный), приводимых во вращение независимыми электроприводами.

Реверсирование воздушной струи осуществляется с помощью ляд, переключающих воздушную струю через обводненные каналы. Таким образом, Вентиляторные установки, представляют собой сложные строительные сооружения, содержащие здание вентиляторной установки с прилегающими вентиляторными каналами, расположенными ниже и выше уровня земли, всасывающие будки, диффузоры и т.д. Вентиляторы, электродвигатели, аппаратура управления и автоматики, приборы контроля производительности и давления, другое оборудование размещается в машинном зале.

Вентиляторы осуществляют всасывающий способ проветривания с вабрасом отработанного воздуха в атмосферу.

Вентиляторные установки оснащены нерегулируемыми двухдвигательными электроприводами на базе асинхронного и синхронного двигателей. В связи с большими маховыми массами вращающихся частей установки пуск каждого привода привода осуществляется в два этапа следующим образом.

Возьмем в качестве примера одну из вентиляторных установок СКПРУ-2. На первом этапе включается в работу и разгоняется в функции скорости асинхронный двигатель АКС-16-44-24 мощностью 500 кВт. Он доводит скорость соединенного с ним общим валом синхронного двигателя и рабочего колеса вентилятора до 240 об/мин. На втором этапе асинхронный двигатель СДНЗ-17-41-16 мощность 1600 кВт. Этот двигатель увеличивает скорость привода до 375 об/мин. Такой двухступенчатый пуск электропривода позволяет снизить пусковые точки мощного сонхронного двигателя, уменьшить динамические нагрузки в механических частях оборудования и посадку напряжения в питающей сети. При неработающем синхронном двигателе обеспечивается повинная производительность вентилятора за счет вращения асинхронного двигателя.

4. Бурение шпуров и скважин

4.1 Применение

Наряду с основным комбайновым способом отделения руды от массива на Верхнекамских рудниках используют буровзрывной способ. В комплект оборудования для буровзрывной выемки входит буровое оборудование, средства заряжания, установки для крепления кровли анкерами и средствами заряжания, установки для крепления кровли анкерами и средства транспорта. Буровзрывной способ применяют в следующих случаях:

1.                 При выемке пласта Красный- II с проходкой разрезов выработки комбайном «Урал-10КС» и применением самоходного бурового оборудования (БКПРУ-1).

2.                 При выемке карналлитового пласта Вк интенсивной складчатости с применением самоходного бурового оборудования для выемки верхнего слоя. Буровые работы в этом случае ведутся бурильными установками с пневматическим приводом (БКПРУ-1).

3.                 При механизированной буровзрывной выемке одиночных сильвинитовых пластов АБ и В в наиболее сложных по складчатости условиях залегания на рудниках СКПРУ-1 и СКПРУ-2. Особенностью технологии является проходка в пределах контура камеры разрезной выработки комбайном «Урал-10КС» (реже «Урал-20КС»).

4.                 При механизированной выемке карналлитового пласта В умеренной складчатости (СКПРУ-1 и СКПРУ-2).

5.                 При селективной выемке сближенных сильвинитовых пластов АБ и В (СКПРУ-1, СКПРУ-2 и СКПРУ-3).

Буровзрывная выемка, характеризуемая более сложным производственным циклом, обеспечивает лучшую приспособляемость к складчатости и позволяет безопасно отрабатывать выбросоопасный карналлитовый пласт В.

Технология выемки с веерной отбойкой применяется на руднике БКПРУ-1 ОАО «Уралкалий». При ведении работ по этой технологии по оси камер комбайновым комплексом IE-81А проходят разрезные выработки, располагаемые по оси камеры у почвы пласта.

Крепление кровли в камерах осуществляется натяжными анкерами. Бурение шпуров под анкеры и для подправочных шпуров производится ручными электросверлами СЭР-1.

Комбинированная технология выемки с применением самоходного оборудования является более производительной и совершенной. Данная технология обеспечивает рациональное буровзрывного и комбайнового способов отбойки руды с достижением нового более высокого уровня показателей производительности труда. Особенность данной технологии заключается в использовании комбайнового комплекса «Урал-10КС» для проходки разрезных выработок у края камер и на полную мощность пласта. Затем с отставанием на несколько камер осуществляют отбойку руды с использованием комплекса самоходного оборудования.

Выемка карналлитового пласта Вк традиционно осуществляется с применением ручных пневматических сверл и скреперных лебедок. Данная технология характеризуется высокой трудоемкостью и низкой культурой производства.

Бурение шпуров при проходке разрезных выработок и дегазации нижних слоев осуществляют с использованием модернизированной (переоборудованной) бурильной установки на пневмошинном ходу УБШ-208. Уборку руды из проходческого забоя осуществляют погрузочно-транспортным комплексом 2ПНБ-2 и 5ВС-15М или погрузочно-транспортной машиной с электрическим приводом типа ПД-8РВ.

Бурильная установка «УБШ-208»

Бурильная установка УБШ-208 предназначена для бурения крепких пород в выработках сечением более 6,7 м2.

Установка состоит из пневмоколесной ходовой тележки, маслостанции, двух манипуляторов с вращательно-ударными бурильными машинами типа ПК-50.

Она применяется на калийных рудниках для бурения карналлитовых пород. При этом производится переоборудование установок с монтажом на раме ходовой тележки дополнительной пневмомаслостанции и заменой пневмодвигателя механизма подачи

5. Взрывные работы

5.1 Применение

Взрывные работы на руднике производятся с целью рыхления солеотходов на участке гидрозакладки, дробления негабаритов, приведения кровли и стенок горных выработок в безопасное состояние, ликвидации зависаний руды в бункерах.

Страницы: 1, 2