Методика проведения горно-геологических работ в шахте

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Горно-геологическая характеристика шахтного поля

1.1 Параметры и границы шахтного поля, геологическое строение

Шахтное поле рудника Второго рудоуправления расположено в крайней северо-западной части Старобинского месторождения калийных солей. На востоке оно граничит с шахтными полями Первого и Третьего рудоуправлений, а на западе и севере ограничено разрывными тектоническими нарушениями, простирающимися в северном и северо-восточном направлениях, установленными по данным сейсморазведочных и горных работ.

Общая площадь промышленных запасов шахтного поля на обоих горизонтах по состоянию на 01.01.2008 года составляет 30114,4 тыс. м2, в т.ч. на Гор. - 290 м - 3579,8 тыс. м2, на Гор. - 445 м - 26534,6 тыс. м2.

Геологическое строение шахтного поля рудника Второго рудоуправления особо не отличается от строения всего месторождения. Здесь принимают участие породы кристаллического фундамента докембрийского возраста и осадочный чехол, представленный верхнепротерозойскими, палеозойскими, мезозойскими и кайнозойскими породами.

Породы кристаллического фундамента залегают на площади месторождения на глубинах 1600-2500 м. Они несогласно перекрыты образованиями осадочного чехла, в основании которого развита мощная (до 350 м) красноцветная среднерифейская белорусская (полесская) серия, представленная мелко- и среднезернистыми песчаниками и песками с редкими прослоями красно-бурых и темно-серых глин. На ней с размывом и несогласием залегает толща (около 110 м) вендских туфогенно-осадочных пород.

Разрез девонских отложений, как и в других частях Припятского прогиба, начинается отложениями средне- и верхнедевонской терригенной толщи. Выше выделяются отложения карбонатной толщи франского яруса. Здесь, в северо-западной части Припятского прогиба, на ней залегает гипсоносная свита (мощность 20-82 м), являющаяся аналогом верхнефаменской соленосной формации. Представлена она глинами и мергелями, обычно доломитовыми, серой и зеленовато-серой окраски с прослоями гипсоангидритовых пород и доломитов.

Гипсоносная свита перекрыта нижнефаменскими карбонатными породами (межсолевые отложения Припятского прогиба). В их разрезе преобладают известняки серые, буроватые, нередко доломитизированные. Наблюдаются прослои мергелей, известковых глин и доломитов. В верхней части толщи распространены сульфатно-карбонатные породы, являющиеся аналогами галитовой субформации (мощность около 60-70 м).

Выше залегает калиеносная субформация, к разрезу которой приурочены горизонты калийных солей. Она имеет мощность до 1000 м и более. Кровля ее вскрыта многочисленными скважинами на глубинах от 342 до 704 м.

Перекрыты породы названной субформации отложениями надсолевой девонской толщи (глинисто-мергелистая толща - ГМТ), контакт которой с соленосными отложениями обусловлен процессами древнего подземного выщелачивания. Мощность их колеблется от 230 до 560 м. По литологическому составу эта толща разделяется на 2 подтолщи:

нижнюю - гипсово-мергельно-глинистую (сульфатную);

верхнюю - глинисто-мергелистую (бессульфатную).

Для нижней части гипсово-мергельно-глинистой подтолщи характерны прослои ангидрита и ангидрит-известковой породы, а для верхней - прожилки и прослои гипса и гематитовых прослоев. В нижней части глинисто-мергелистой подтолщи отмечается исчезновение гипса и присутствие прожилков органосодержащих пород (сапропелевые мергели, горючие сланцы) и прослои строматолитовых известняков. В целом для надсолевых девонских отложений характерна повышенная и высокая трещиноватость пород с развитием вертикальных и горизонтальных трещин, выполненных гипсом, кальцитом, иногда зияющих. Кроме того, наблюдаются интервалы сильно перемятых пород с зеркалами скольжения.

В разрезе мезозойско-кайнозойских отложений выделяются юрские, меловые, палеогеновые, неогеновые и четвертичные образования.

Породы юрского возраста представлены чередованием серых и темно-серых слюдистых и песчанистых глин с прослоями и линзами песков, обогащенных растительными остатками. Мощность их существенно колеблется и достигает 80м. Распространены они преимущественно в северной части месторождения, в основном в карманах и мульдах проседания, в процессе интенсивного подземного выщелачивания солей.

Отложения мела развиты повсеместно и представлены образованиями сеноманского и туронского ярусов общей мощностью от 2,5 до 56 м, при этом наибольшие мощности приурочены к мульдам проседания. Сложены они в нижней части песками, слабосцементированными песчаниками с гравием и галькой фосфоритов и кремня (сеноман), а в средней и верхней - писчим мелом (турон).

Палеогеновые кварц-глауконитовые пески и слабосцементированные песчаники развиты повсеместно и имеют мощность в среднем около 28 м.

Неогеновые отложения представлены песками кварцевыми тонко-мелкозернистыми с пластами и линзами глин серых и желтовато-серых, иногда присутствуют пласты и линзы бурого угля. Мощность их колеблется от 5 до 65 м.

Четвертичный покров мощностью около 50-60 м представлен разнозернистыми песками с гравием, галькой и валунами изверженных и метаморфических пород, с прослоями моренных и межморенных глин, суглинок, супесей. Встречается поверхностный и погребенный торф.

1.2 Запасы месторождения

Активные балансовые запасы 2 рудоуправления составляют 16,092 млн. тонн (сильвинит) по II горизонту, 245, 546 млн. тонн (сильвинит) по III горизонту. Из них промышленные извлекаемые запасы составляют 8,014 млн. тонн (сильвинит) по II горизонту и 114,179 млн. тонн (сильвинит) по III горизонту.

Извлекаемые запасы с учетом разубоживающих пород составляют :по II горизонту - 8,376 млн. тонн (сильвинит), по III горизонту - 126,693 млн. тонн (сильвинит).

Активные балансовые запасы категории С2 составляют 4,143 млн. тонн (сильвинит) по III горизонту.

Краснослободский участок:

- III-й калийный горизонт (балансовые запасы) - 345 млн. тонн. промышленные за-пасы (извлекаемые) - 170 млн. тонн

- II-й калийный горизонт (забалансовые запасы) - 94 млн. тонн.

1.3 Тектонические нарушения в пределах шахтного поля

Шахтное поле рудника расположено в пределах Центрального тектонического блока, ступенеобразно погружающегося в восточном направлении.

В настоящее время геофизическими и буровыми работами достаточно полно изучены субмеридиальные Северо-западное и Западное тектонические нарушения, а также Центральное Краснослободское тектоническое нарушение с севера на юг пересекающее площадь Краснослободского участка с амплитудой смещения пластов от 30 до 100м. Углы падения сбрасывателя колеблются от 15 до 85 градусов. По данным геологоразведочных работ в северо-восточной (3-А, 4-А северо-восточные панели). В юго-западной (7, 8 юго-западные панели, юго-западное направление) и в северо-западной (6, 6-А северо-западные панели) частях шахтного поля на III калийном горизонте вскрыты зоны малоамплитудных тектонических нарушений. А в северо-западной части обоих горизонтов - Островское тектоническое нарушение.

Все эти нарушения затрудняют отработку месторождения, создают угрозу прорыва подземных вод в горные выработки и требуют дополнительных геологоразведочных работ. Кроме того, вблизи тектонических нарушений увеличиваются углы падения пласта, встречаются трещины разрыва со смещением слоев, породы в зоне брекчированы и наблюдаются замещения сильвинитовых слоев каменной солью.

В южной краевой зоне на участках, примыкающих к контурам выклинивания калийных горизонтов, строение пласта характерезуется снижением мощности 3-го и 4-го сильвинитовых слоев, увеличением внутрипластовой каменной соли 3-4, снижением содержания КСL и резким воздыманием пласта под углом 6-7 и более 10 градусов. За линией выклинивания калийного горизонта могут иметь место обводненные песчаники, которые устанавливается геофизическими работами.

1.4 Геологическая характеристика калийных горизонтов месторождения шахтного поля Второго рудоуправления

В пределах разрабатываемого шахтного поля развиты 4 калийные горизонта: первый, второй, третий, четвертый (счет от поверхности земли). Залегают они внутри мощных пачек каменной соли. Представляют собой пластовые залежи, пологопадающие в северо-восточном направлении под углом 1-3є, осложненные на площадях, примыкающих к тектоническим нарушениям и в зонах выклинивания калийных горизонтов. Из 4-х калийных горизонтов требованиям кондиций отвечают 2-й горизонт и нижний сильвинитовый пласт 3-го калийного горизонта, которые отрабатываются в настоящее время.

Второй калийный горизонт в пределах шахтного поля залегает на глубинах от 402 м до 471 м с погружением пласта в северо-восточной и северо-западном направлениях под углом 1-3є.

На отдельных участках шахтного поля у тектонических нарушений угол падения пласта увеличивается до 5-8є. Южная граница распространения имеет постседиментационную природу, а северная и западная - тектоническую.

Мощность горизонта в среднем составляет 2,86 м. Содержание KCL в пласте колеблется от 28,58 % до 31,09 % и в среднем составляет 29,84%. Содержание Н.О.2 от 7,31 % до 8,61 % и в среднем составляет 7,96 %.

По своему строению горизонт чётко подразделяется на три слоя - верхний сильвинитовый, средний - галитовый, нижний - сильвинитовый. Сильвинитовые слои представляют собой чередование сильвинитовых и галитовых прослойков, в которых встречаются небольшие прослойки глины. Средняя мощность верхнего и нижнего сильвинитовых слоёв составляет соответственно 0,96 и 1,04 м, а содержание КСL соответственно 41,67% и 40,69% , Н.О. - 5,17% и 6,68%. Средний галитовый слой состоит из прослоев каменной соли, разделённых прослоями глины. В отдельных прослоях каменной соли отмечается вкрапленность сильвинита. Мощность среднего галитового слоя колеблется от 0,82 до 0,89 м и в среднем составляет 0,86 м. Содержание КСL по слою колеблется от 3,07% до 3,48% и в среднем составляет 3,27 %.

Покрывающие горизонт породы представлены частым чередованием прослойков каменной соли мощностью от 1-2см до 10-40см и глины мощностью от долей мм до 10-25см. В интервале до 0,80м от кровли пласта залегают маломощные прослойки песчаниковидной соли.

В подстилающих горизонт породах возможно наличие газа, который может проявляться в виде газовыделений при бурении разведочных скважин и шпуров, а также в отработанном пространстве горных выработок и лав.

Третий калийный горизонт в пределах шахтного поля залегает на глубинах от 487 м до 646 м с погружением пласта в северном и северо-восточном направлениях под углом 1-3є.

На отдельных участках шахтного поля у тектонических нарушений угол падения увеличивается до 5-8 градусов и более.

Горными работами горизонт достаточно полно изучен в центральной и юго-восточной частях шахтного поля. В юго-западной части шахтного поля граница распространения его установлена по данным геофизических, буровых и геологоразведочных работ.

На вскрытой части шахтного поля калийный горизонт имеет повсеместное распространение и подразделяется на три пачки:

- верхнюю - сильвинитовую (забалансовую),

- среднюю - глинисто-карналлитовую,

- нижнюю - сильвинитовую (промышленную).

Верхняя забалансовая пачка прослеживается на всей разведанной площади шахтного поля и сложена чередующимися прослоями сильвинита, сильвинито-карналлитовой породы и каменной соли с прослоями глины мощностью до 5 см. Мощность верхней сильвинитовой пачки колеблется от 1,73 до 5,0 м.

Средняя глинисто-карналлитовая пачка сложена глиной с прослоями каменной соли, карналлита и сильвинито-карналлитовой породы. Мощность их колеблется от 6 до 10,7 метров.

Нижняя сильвинитовая пачка представляет собой II продуктивный пласт, в разрезе которого выделяется шесть сильвинитовых слоёв, разделённых слоями каменной соли. Промышленное значение имеют II, III и IY сильвинитовые слои.

Балансовая мощность по слоям II - IY изменяется от 4,03м до 4,46м и в среднем составляет 4,31 м.

Содержание КСL по слоям II - IY соответственно изменяется от 17,13 % до 26,03 % и в среднем составляет 19,85 %. Содержание H.O. по слоям II - IY изменяется от 3,19 % до 8,01 % и в среднем составляет 4,53 %.

На всех панелях, отрабатываемых в настоящее время, периодически встречаются замещения сильвинитовых слоев каменной солью, что резко снижает качество выдаваемой руды. Наиболее часто они встречаются в краевых и притектонических зонах горизонта.

В породах горизонта отмечаются локальные скопления свободно содержащихся газов, количество которых увеличивается в разрезе снизу вверх, а также встречаются ”мульды погружения пласта”, опасные по внезапным выбросам соли и газа. Особую опасность представляет наличие горючих газов, выделяющихся в отработанном пространстве горных выработок и лав.

В южной краевой зоне на участках, примыкающих к контурам выклинивания калийных горизонтов, а также на пониженных участках отрабатываемых панелей возможно наличие рассолов.

Соленосные отложения над кровлей калийных горизонтов являются естественной водозащитной толщей. Мощность их в северо-восточной части шахтного поля над Вторым и Третьим калийным горизонтами достигает соответственно 100 и 250 м с постепенным выклиниванием в южном направлении. В результате проведения специальных комплексных исследований, выполненных на месторождении, установлено, что большая часть глинисто-мергелистой толщи безводна и водоупорна, и слагающие ее породы обладают хорошими водозащитными свойствами. Мощность водоупорной части ГМТ в пределах шахтного поля составляет преимущественно 180-300 м. Таким образом, общая мощность водозащитной толщи составляет 200-300 м над кровлей Второго калийного горизонта и 240-450 м над кровлей Третьего калийного горизонта.

2. Вскрытие и подготовка месторождения

2.1 Вскрытие месторождения

Вскрытием называют обеспечение доступа с поверхности земли к месторождению (или его части) путем проведения горных выработок для создания условий подготовки полезного ископаемого к выемке (вертикальные и наклонные стволы, штольни, шурфы, скважины большого диаметра).

Шахтное поле Второго рудоуправления вскрыто тремя центрально расположенными стволами. Стволы №1 и №2 служат для выдачи скипами руды на поверхность, ствол №3 вентиляционный. С целью уменьшения нагрузки на ствол №2 частичная отгрузка руды с Третьего калийного горизонта на ствол №1 производится через конвейерный уклон производительностью 2 млн. тонн в год. Основная отгрузка на ствол №1 с горизонта - 445 м ведется во время ежесуточных ревизий ствола №2 в выходные дни и в случае аварийных простоев оборудования Гор-290 м.

Горизонт - 290 м вскрыт стволами: №1 грузолюдской и №3 вентиляционный. А также горизонтальными выработками главных направлений: южного, западного (выработки 10 западной панели), северного и северо-восточного.

Горизонт - 445 м вскрыт стволами: №2 грузолюдской и №3 вентиляционный, уклоном, а также горизонтальными выработками главных направлений: южного, западного, северного и северо-восточного.

Стволы №1 и №2 оборудованы двухскиповой подъемной установкой для подъема руды с горизонтов и клетьевой для спуска и подъема людей и грузов. Ствол №3 оборудован двухклетьевой подъемной установкой.

Скиповая подъемная машина БЦК-8.5х1.7 с приводным электродвигателем ПБК-380/125 мощностью 2600 кВт. Для клетьевых подъемных установок применяется шахтная подъемная машина ЦР 5х3.2/0.85 с редуктором ЦО-18 т с электродвигателем мощностью 800 кВт и числом оборотов 375 об./мин.

Основные отметки и глубина вскрывающих выработок приводятся в нижеследующих таблицах.

Таблица 1. Вскрывающие стволы

№ п/п	Стволы.	Ед. изм.	№1	№2	№3
1	Отметка устья.	м	+175.5	+178.0	+180.3
2	Отметка II калийного горизонта.	м	287.6	290.1	290.1
3	Глубина II калийного горизонта.	м	463.1	463.1	470.4
4	Отметка III калийного горизонта.	м		443.8	445.0
5	Глубина III калийного горизонта.	м		621.8	625.3
6	Отметка дозаторной.	м	344,4	473,7
7	Отметка камеры улавливания просыпи.	м	345,58	504,88
8	Отметка зумпфа.	м	353,50	512,60	455,90
9	Глубина ствола.	м	529,0	690,6	636,2
10	Диаметр всвету.	м	7,0	7,0	7,0

Таблица 2. Вскрывающие уклоны

№ п/п	Уклоны.	Ед. изм.	Транспортный	Конвейерный
1	Сечение в свету.	м2	8,56	8,56
2	Отметка устья.	М	283,9	283,9
3	Угол падения.	М	451	451
4	Длина.	М	1785,6	1785,6
5	Отметка нижнего горизонта.	М	415,3	415,3

Таблица 3. Расчет производительности подъемных установок

№ п/п	Расчетные показатели.	Ед. изм	Обозначения	Формула	Стволы.
					№1	№2
1	Время циклов.	Сек.	Тц	По АКТу наладки.	92,31	102,86
2	Число циклов в час.	Цикл	Нц		38	36
3	Число рабочих дней.	дней	Д		346	346
4	Грузоподъемность скипа.	т	Qск		25	25
5	Часовая производительность.	т/час	Qчас	QскхНц	950	900
6	Годовая расчетная производительность.	т.т. год	Qгод	Qчасх20хД kн	5259.2	5650
7	Годовая проектная производительность	т.т. год	Qгод		3085,0	5642,3
8	Годовая проектная пр-сть уклона.	т.т. год			В т.ч. 2100

2.2 Подготовка месторождения

Подготовкой называют проведение горных выработок после вскрытия, обеспечивающих условия для ведения очистной выемки.

Различают этажную, панельную, погоризонтную и комбинированную схемы подготовки. Такое название они получили в связи с характерным делением шахтного поля на части.

Рисунок 1 - Схемы подготовки шахтных полей: а - этажный, б - панельный, в - погоризонтный, 1, 2, 3 - соответственно этажные (или ярусные), погоризонтные подготовительные штреки

На Старобинском месторождении в общем, и на шахтном поле Второго рудоуправления в частности, применяют панельную схему подготовки шахтных полей.

Подготовка эксплуатационных горизонтов осуществляется системой главных и панельных штреков, проходимых по пласту, т.е. способ подготовки - рудный. Крылья шахтного поля подготовлены главными конвейерными, транспортными и вентиляционными штреками. От выработок главных направлений проводятся панельные штреки, которые представлены конвейерным, транспортным (одним или двумя), вентиляционным и вспомогательными выработками (закладочными, объездными). А также камерами различного назначения (камеры приводных и натяжных станций ленточных конвейеров, камеры для установки электрооборудования, камеры разворота самоходного транспорта и др.).

Перпендикулярно панельным штрекам осуществляется проходка монтажного штрека со вспомогательной выработкой для монтажа очистного механизированного комплекса и последующей добычи руды лавой.

Длина панелей определяется размерами шахтного поля и составляет, в основном, 2000-3500 м. Ширина панелей определяется размером межпанельного целика и составляет 270-370 м.

3. Проведение горных выработок

3.1 Подготовительные выработки

Горизонтальные выработки в большинстве случаях используются в качестве подготовительных. Наибольшее распространение получили прямо-угольно-сводчатая, трапециевидная и арочная формы (рисунок 2).

Рисунок 2 - Формы поперечного сечения горизонтальных выработок: а - прямоугольно-сводчатая с коробовым сводом, б - прямоугольно-сводчатая с полуциркульным сводом, в - трапециевидная, г - арочная

Размеры поперечного сечения выработки определяют на основе габаритов располагаемого в ней оборудования, способом передвижения людей и количеством подаваемого для проветривания воздуха. Минимальные зазоры между крепью и оборудованием определены правилами безопасности.

3.2 Способы проходки

На калийных рудниках применяются два типа комплексов оборудования для проведения подготовительных выработок (рисунок 3):

- «комбайн + самоходный вагон»;

- «комбайн + бункер-перегружатель +самоходный вагон».

При работе по первой схеме после заполнения самоходного вагона (5ВС-15М) и до его возвращения комбайн вынужден простаивать, причем тем больше, чем больше длина доставки. Поэтому комплексы в таком составе используют в начальной стадии проведения выработки на укороченном расстоянии доставки, а также при проведении ниш, сбоек и других выработок, проведение которых характеризуется небольшим расстоянием доставки и повышенными требованиями к маневренности оборудования.

При увеличении расстояния доставки (вторая схема) в состав комплекса вводят бункер-перегружатель (БП-14). После очередного заполнения вагона и ухода его на разгрузку бункер-перегружатель принимает руду от комбайна и накапливает ее в количестве, соответствующем емкости вагона. Когда самоходный вагон возвращается, бункер-перегружатель быстро загружает его и цикл повторяется. В этой схеме до определенного расстояния доставки полностью устранены простои комбайна в ожидании вагона.

Рисунок 3 - Схемы работы проходческих комплексов: а - на укороченном расстоянии доставки с прямой загрузкой; б - на оптимальном расстоянии доставки с использованием бункера-перегружателя; в - с увеличением расстояния доставки и перегрузкой из вагона в вагон

Используя в составе комплекса два вагона, которые передают руду друг другу в середине расстояния доставки, можно 1,5-2 раза увеличить предельное расстояние доставки в узких выработках. Недостатком этой схемы является уменьшение емкости на 25-30% при перегрузке из вагона в вагон из-за недостаточной высоты заполнения кузова.

Если ширина выработки позволяет двум вагонам разминуться, то они могут работать независимо.

Разгрузка руды осуществляется в рудоспуск, на ленточный конвейер, на скребковый конвейер. Чаще всего магистральным транспортом в рассматриваемых схемах является ленточный конвейер, но его приемная способность ниже производительности самоходного вагона. Чтобы сократить время разгрузки до минимального перед ленточным устанавливают короткий скребковый, способный работать под завалом. Это позволяет разгружать вагон максимально быстро, а пока самоходный вагон совершает очередную ходку, скребковый конвейер передает руду на ленточный.

3.3 Подготовительные забои на руднике

В настоящее время на 2-ом руднике 2РУ осуществляет работу 8 проходческих комплексов с комбайнами ПКС-8М и 3 комплексов с комбайнами КРП-3-660/1140. Из них проведением подготовительных выработок для последующих очистных работ занято 7 комплексов.

Так же необходимо отметить, что проходческий комплекс с комбайном КРП-3-660/1140 выполняет подготовительные работы для последующего прохождения уклона, который вскроет IV калийный горизонт.

3.4 Применяемое проходческое оборудование

В качестве подготовительных комплексов применяются комбайны ПКС-8М в комплексе с бункером-перегружателем БП-14 и самоходным вагоном 5ВС-15М (ВС-17). Так же применяется проходческие комплексы с комбайнами КРП-3-660/1140 с бункером-перегружателем БП-14 и самоходным вагоном ВС-17.

В качестве перегружателя на панельные ленточные конвейера применяются скребковые перегружатели СП-301, ППС-1.

Для проветривания применяется вентилятор местного проветривания СВМ-6.

В состав оборудования комплекса входит электрооборудование для пуска и питания комплекса. К пускозащитной аппаратуре комплекса относится трансформаторная подстанция (ТСВП-630/6, КТПВ-630/6) и сборка электрооборудования, в состав которой входят пускатели ПВИ-320, ПВИ-250, ПВИ-63 и аппарат освещения АПШМ-01.

Проходческий комбайн ПКС-8М.

Комбайны ПКС-8М предназначены для проведения горных выработок арочной формы сечением 8 м2 с углом наклона ±15° по соляным породам с сопротивляемостью резанию до 450 Н/мм.

Областью применения комбайнов являются капитальные, подготовительные и очистные выработки калийных рудников, опасных по газу метану, в том числе выработки, проходимые по пластам, опасным по газодинамическим явлениям.

Комбайны осуществляют отбойку горной массы, выгрузку ее из забоя и погрузку в транспортные средства, устанавливаемые за комбайнами.

Комбайн представляет собой самоходную машину, все агрегаты и узлы которой смонтированы на тележке ходовой части, осуществляющей подачу комбайна на забой при работе и перемещение его по выработкам при маневрах.

Разрушение забоя производится резцами, которыми оснащены бур, бермовые фрезы и отрезные барабаны.

Основные технические характеристики комбайна ПКС-8М приведены в таблице 4:

Таблица 4. Основные технические характеристики комбайна ПКС-8М

Производительность, при проходке, м/мин	0,28
Производительность при добыче, т/мин	4,5
Размеры выработки:
- площадь сечения, м2	8±0,1
- высота, м	3±0,1
- ширина, м	3±0,1
- форма сечения выработки	арочная
- мин. радиус закругления проводимой выработки, м	25
Угол наклона выработки, град., до	±15
Тип подающего механизма	гусенич.
Скорость движения, маневровая, м/час	200
Скорость движения, рабочая, м/час	до 16,8
Тип конвейера	ленточ.
Ширина ленты, мм	1000
Скорость ленты конвейера, м/с	1,28
Частота вращения отбойного органа:
- крестовины, мин-1	6,97
- бура, мин-1	13,16
- бермовых фрез, мин-1	21
- отрезных коронок, мин-1	42,2
Максимальное рабочее давление в гидросистеме, МПА	7,85
Электрооборудование:
- напряжение, В	660
- исполнение	взрывозащ.
Мощность электродвигателей, кВт:

Проходческий комбайн КРП-3-660/1140.

Комбайны предназначены для проведения горных выработок арочной формы сечением 8 м2 с углом наклона ±15° по соляным породам с сопротивляемостью резанию до 450 Н/мм.

Областью применения комбайнов являются капитальные, подготовительные и очистные выработки калийных рудников, опасных по газу метану, в том числе выработки, проходимые по пластам, опасным по газодинамическим явлениям.

Комбайны осуществляют отбойку горной массы, выгрузку ее из забоя и погрузку в транспортные средства, устанавливаемые за комбайнами.

Комбайн представляет собой самоходную машину, все агрегаты и узлы которой смонтированы на тележке ходовой части, осуществляющей подачу комбайна на забой при работе и перемещение его по выработкам при маневрах.

Разрушение забоя производится резцами, которыми оснащены бур, бермовые фрезы и отрезные барабаны.

Комбайн оборудованы микропроцессорной компактной станцией МПКС-500 во взрывозащищенном исполнении.

Основное отличие комбайна от аналогичных серии ПКС-8М - вместо массивного главного цилиндрического редуктора использованы два малогабаритных планетарных редуктора.

Основные технические характеристики комбайна КРП-3-660/1140 приведены в таблице 5:

Таблица 5. Основные технические характеристики комбайна КРП-3-660/1140

Производительность, при проходке, м/мин	0,28
Производительность при добыче, т/мин	4,7
Размеры выработки:
- площадь сечения, м2	8±0,1
- высота, м	3±0,1
- ширина, м	3±0,1
- форма сечения выработки	арочная
- мин. радиус закругления проводимой выработки, м	25
Угол наклона выработки, град., до	±15
Тип подающего механизма	гусенич.
Скорость движения, маневровая, м/час	320
Скорость движения, рабочая, м/час	до 16,8
Тип конвейера	ленточ.
Ширина ленты, мм	1000
Скорость ленты конвейера, м/с	1,28
Частота вращения отбойного органа
- крестовины, мин-1	7,05
- бура, мин-1	13,3
- бермовых фрез, мин-1	21
- отрезных коронок, мин-1	42,2
Максимальное рабочее давление в гидросистеме, МПА	7,85
Электрооборудование
- напряжение, В	660/1140
- исполнение	взрывозащ.
Мощность электродвигателей, кВт
суммарная, кВт	368,5
- отбойного органа, кВт	2х110
- маслонасосов и бермовых фрез, кВт	110
устройства заправочного, кВт	1,5
- конвейера, кВт	15
- вентилятора, кВт	2х11
Основные размеры, мм: - длина при рабочем положении - длина при транспортном положении - ширина по гусеничному ходу - ширина в транспортном положении по торцам бермовых фрез	9200 8300 2100 2850
Масса, т	58,5
Пылеподавление: - вентилятор, тип - количество вентиляторов - производительность вентилятора, м3/с	В1МП и В1МЛ 2 1,16-2,33
Средний ресурс до первого капитального ремонта, тыс. т, не менее	520

Самоходный вагон 5ВС-15М.

Вагон предназначен для безрельсовой транспортировки челночным способом калийной руды, горной массы и полезных ископаемых с плотностью в разрыхленном состоянии 1,25-1,35т/мі в подземных рудниках и шахтах, опасных по газу метану горных выработках с минимальными размерами 3 м по ширине и 2,4 м по высоте. Используется на рудниках Старобинского месторождения солей.

Основные технические характеристики самоходного вагона 5ВС-15М приведены в таблице 6:

Таблица 6. Основные технические характеристики самоходного вагона 5ВС-15М

Грузоподъемность, т	15
Макс. скорость движения, км/час	9
Вместимость кабельного барабана, м	200
Миним. радиус поворота по наружному габариту, мм	8500
Дорожный просвет, мм, не менее	220
Привод	электрический
Ток	переменный
Напряжение, В	660
Максимальный преодолеваемый уклон, град	15
Габаритные размеры, мм
длина	8200
ширина	2500
высота	1750
Масса, кг
для калийных рудников	16500

Самоходный вагон ВС-17.

Вагон предназначен для безрельсовой транспортировки челночным способом калийной руды, горной массы и полезных ископаемых с плотностью в разрыхленном состоянии 1,25-1,35 т/мі в подземных рудниках и шахтах, опасных по газу метану горных выработках с минимальными размерами 3 м по ширине и 2,4 м по высоте. Используется на рудниках Старобинского месторождения солей.

Вагон применяется в проходческих и проходческо-очистных комплексах совместно с ПК-8МА, "Урал 10А", "Урал 20А", "Урал 60А", "Урал 70", 4ПП-2СМ, бункерами-перегружателями типа БП-14А (БП-3А), погрузочными машинами типа ПНБ и ППМ и является средством призабойного транспорта.

Вагон работает в следующих условиях:

- почва выработки - каменная или калийная соль, толщина слоя штыба до 100 мм, неровности почвы (выступы) до 100 мм;

- гранулометрический состав транспортируемого материала - 0-50 мм (до 96% по объему), наибольший размер куска до - 150 мм.

Номинальное значение климатических факторов по ГОСТ 15150-69, для которых предназначен вагон: климат - умеренный (У), температура окружающей среды - от +5єС до +35єС, категория размещения - 5.

Основные технические характеристики самоходного вагона ВС-17 приведены в таблице 7:

Таблица 7. Основные технические характеристики самоходного вагона ВС-17

Грузоподъемность, кг	17000
Масса снаряженного вагона, кг	17000
Масса вагона полная, кг	34000
Скорость движения по горизонтальному участку без груза (вперед, назад), км/час	9
База, мм	3100
Колея, мм	2070
Дорожный просвет, мм	8500
Радиус поворота по наружному габариту, мм	8500
Угол въезда, град: передний задний	9 12
Вертикальный радиус проходимости, мм	3320
Максимальный уклон пути, преодолеваемый груженым вагоном на участве не более 40 м, град	12
Тормозной путь вагона с грузом, движущегося с максимальной скоростью, м, не более	2,5
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота (по боковым бортам)	8560 2540 1700
Вместимость платформы, мі: геометрическая (груз на уровне бортов) номинальная (груз с "шапкой")	10,15 11,35
Высота загрузки, мм: минимальная максимальная	1090 1200
Высота разгрузки регулируемая, мм	450-1440

Бункер-перегружатель БП-14.

Бункеры-перегружатели БП-14 входят в состав проходческих комплексов машинной добычи калийных руд, состоящих из комбайнов типа ПКС-8М, КРП-3-660/1140, "Урал-10А", "Урал-61" и самоходных вагонов типа ВС17, ВС17В, 5ВС-15М, и предназначены для обеспечения непрерывной работы комбайновых комплексов в автоматическом режиме управления в выработках с углами наклона ±12 градусов.

В составе комплекса бункер-перегружатель принимает руду от проходческого комбайна и перегружает ее в самоходный вагон.

Основные технические характеристики бункера-перегружателя БП-14 приведены в таблице 8:

Таблица 8. Основные технические характеристики бункера-перегружателя БП-14

Емкость кузова, м3	11
Грузоподъемность, т	15
Установленная мощность, кВт	43

Скребковый конвейер СП-301.

Применяется в качестве перегружателя на панельные ленточные конвейера.

Основные технические характеристики скребкового конвейера СП-301 приведены в таблице 9:

Таблица 9. Основные технические характеристики скребкового конвейера СП-301

Производительность, т/час	640
Скорость движения цепи, м/с	1,25
Длина конвейера в поставке, м	150
Мощность привода, кВт	2Ч55
Разрывное усилие цепи, кН	4860

Перегружатель передвижной скребковый ППС-1.

ППС-1 являются скребковыми перегружателями с аккумулирующей ёмкостью и предназначены для перегрузки калийной руды из самоходных вагонов типа ВС-17, ВС17В, 5ВС-15М на конвейеры ленточные типа КЛ-600, КЛШ-1-1000.

Данные перегружатели предназначены для замены конвейеров СП2-190х500, СП2-245х600 в местах перегрузки руды на ленточные конвейеры, при этом существенно уменьшается время монтажа-демонтажа, более экономно используется электроэнергия.

Основные технические характеристики перегружателя передвижного скребкового ППС-1 приведены в таблице 10:

Таблица 10. Основные технические характеристики перегружателя передвижного скребкового ППС-1

Производительность при перегрузке, т/с	0,03-0,15
Скорость тягового органа, м/с	0,65
Вместимость, м3, не менее	5
Установленная мощность , кВт, не более	22
Радиус поворота, мм	8600
Питающее напряжение, В	660
Исполнение электрооборудования по уровню взрывозащиты	не ниже РВ
Масса, кг, не более	6000

Вентилятор местного проветривания СВМ-6.

Вентилятор шахтный местного проветривания СВМ -6 осевой, одноступенчатый со взрывозащищенным двигателем предназначен для проветривания тупиковых горных выработок в угольных и рудных шахтах, включая опасные по газу и пыли, при плотности воздуха до 1,3 кг/м3, температура от 268 до 308 К, запыленности до 50 мг/м3 и относительной влажности до 95% (при температуре плюс 298 К).

Вентиляторы устанавливаются в горизонтальном положении с допустимым отклонением осей от горизонтали не более ±30о .По заявке потребителя вентиляторы могут поставляться на напряжение 380/660 В и 660/1140 В.

Достоинства:

· возможность отключения вентилятора при превышении нормальной температуры.

· экономичность.

· возможность применения при проветривании небольших выработок.

· конструкция вентиляторов позволяет соединять последовательно два вентилятора для повышения давления в трубопроводе.

· по требованию заказчика вентилятор может быть укомплектован глушителем шума.

· динамическая балансировка рабочего колеса по высокому классу точности обеспечивает долговечную и надежную работу вентилятора.

· в конструкции вентилятора прменено противосрывное устройство, расширяющее область работы вентилятора и предотвращающее его вхождение в помпаж.

Основные технические характеристики вентилятора местного проветривания СВМ-6 приведены в таблице 11:

Таблица 11. Основные технические характеристики вентилятора местного проветривания СВМ-6

Номинальный диаметр, мм	630
Номинальная подача, м3/с	7
Номинальное полное давление, Па	2500
Максимальный полный КПД	0,68
Мощность электропривода, кВт	25
Частота вращения, мин-1	3000
Степень защиты двигателя	IP54
Масса комплекта, кг, не более	390
Высота, мм, не более	950
Ширина, мм, не более	750
Длина, мм, не более	1100

3.5 Пример проведения выработок для подготовки панели

Способ подготовки проектируемого участка - панельный.

Подготовка 8 западной панели производится комбайном ПКС-8М в комплексе с бункером-перегружателем БП-14 и самоходным вагоном 5ВС-15М. Подготовка 8 западного направления с проходкой 8 панельного конвейерного, конвейерного и вентиляционного штреков лавы этапами по 280-320 м. с одновременным монтажом конвейерной линии к Главному юго-восточному направлению. Вентиляционный штрек верхней лавы проходится этапами через технологические сбойки лавы. Общий порядок проходки принят из расчета обеспечения проветривания горных выработок, отгрузки руды, охраны горных выработок.

Ширина бортовых штреков лавы принята с учетом габаритов применяемого очистного оборудования:

- ширина конвейерного штрека лавы - 4,5 м,

- ширина вентиляционного штрека лавы - 3,0 м,

- ширина монтажного штрека - 5,5 м.

На монтажном штреке для монтажа комбайна разделывается ниша размером (12,0Ч0,5Ч3,0) у конвейерного штрека лавы.

Проектом предусматривается проходка вспомогательных выработок различного назначения: сбойки (перерубы) для проходки штреков, конвейерные сбойки через 60,0-80,0 м, выработки складирования соли, выработки хранения оборудования, вспомогательный монтажный, вентиляционные кроссинги, демонтажная выработка.

Для отгрузки руды при проходке бортовых штреков лавы, а также для проветривания предусматривается проходка технологических выработок под углом 20 град. К линии забоя лавы.

На панельном транспортном штреке разделываются людские ниши (1,8Ч1,2Ч0,7) через 50,0 м. Ниши разделываются буровзрывным способом.

3.6 Основные требования по безопасности и охране труда

Все работы должны вестись в строгом соответствии с «Паспортом крепления и управления кровлей», а также с соблюдением требований:

Ш «Правил безопасности при разработке подземным способом соляных месторождений Республики Беларусь»;

Ш «Нормативных и методических документов по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей»;

Ш «Инструкция по охране труда для подземных работников рудников ОАО «Беларуськалий» № Р-1»;

Ш «Инструкция по охране труда для машинистов горных выемочных и горнорабочих очистного забоя при эксплуатации проходческих комплексов, щеленарезных, почвоподдирочных машин на рудниках ОАО «Беларуськалий» № Р-2»;

Ш «Инструкция по охране труда для крепильщиков, бурильщиков шпуров и скважин на рудниках ОАО «Беларуськалий»;

Ш и другие.

Перед началом работ, лицом технического надзора или старшим звена производится осмотр места работы. Кровля и стенки выработки должны быть обезопашены. В случае ухудшения состояния рабочего места(появление трещин, отслоений и др.), все работы должны быть прекращены, люди выведены в безопасное место и приняты меры по приведению выработок в безопасное состояние.

При обнаружении в атмосфере проводимой выработки, а также в выработках примыкающих к ней метана в концентрации 0,5% и более, работы по проходке должны быть прекращены. Люди должны быть выведены на свежую струю воздуха, ставится в известность лицо технического надзора участка(диспетчер), и принимаются меры по разжижению метана.

Места производства работ должны быть оборудованы указателями к основным и дополнительным выходам.

Места перегрузов на ленточные конвейера должны быть загерметизированы.

Люди, работающие в местах с повышенными уровнями шума и пыли, должны пользоваться индивидуальными средствами защиты органов дыхания и слуха.

Все рабочие и ИТР, занятые на производстве, должны быть ознакомлены с паспортом под роспись.

4. Система разработки и технология ведения очистных работ

Очистные работы включают процессы: очистную выемку полезного ископаемого, крепление очистного забоя и управление кровлей.

Под очистной выемкой следует понимать совокупность производственных процессов (отбойку, погрузку доставку полезного ископаемого), выполняемых в определенной последовательности в пространстве и времени и направленных на получение готовой продукции.

Очистную выемку ведут в длинных очистных забоях - лавах и коротких-камерах. В лавах очистную выемку осуществляют очистными комбайнами (входящими в состав механизированных комплексов) или стругами, в камерах-проходческими (проходческо-очистными) комбайнами.

4.1 Применяемые системы разработки

Системой разработки принято называть определенный порядок ведения подготовительных и очистных работ в пределах участка шахтного поля, увязанный в пространстве и времени.

Система разработки должна обеспечивать: безопасность ведения очистных работ, их экономичность и высокую производительность труда, охрану недр, охрану окружающей среды.

При применении длинных очистных забоев различают столбовую и сплошную систему разработки.

При применении коротких очистных забоев различают камерную и камерно-столбовую системы разработки.

При применении двух и более систем разработки различают комбинированные системы разработки.

Столбовая система разработки.

Столбовая система разработки предполагает разделение в пространстве и во времени очистных и подготовительных работ. При столбовой системе все подготовительные выработки в выемочном поле проводят до начала очистной выемки. Столб отрабатывается в обратном порядке.

Столбовая система применяется при любых углах падения пластов. Она дает наиболее высокие показатели на пластах мощностью от 1,2 до 3,5м и хорошие показатели при разработке пластов мощностью от 0,7 до 2м. При меньшей мощности пласта подготовительные выработки проводят с подрывкой боковых пород, поэтому в этом случае выгодно применять сплошную систему разработки (которая рассмотрена ниже). При разработке мощных пластов (свыше 3,5 м) затруднена работа вблизи забоя, поэтому целесообразнее переходить на слоевую выемку.

Основным способом управления горным давлением в лаве является полное обрушение, реже используют частичную или полную закладку выработанного пространства.

При столбовой системе применяют возвратноточную (в большинстве случаев), так и прямоточную схему проветривания выемочного пространства. Возвратноточная схема характеризуется тем, что направление движения исходящей струи воздуха противоположно направлению движения свежей. При прямоточной схеме - свежая и исходящая струи имеет одно направление.

Столбы могут располагаться длинной стороной по линии простирания пласта (до 2000 м): система разработки длинными столбами по простиранию; по падению (восстанию): система разработки длинными столбами по падению (восстанию).

Столбы могут иметь и небольшие размеры - 20-30 м: система разработки короткими столбами по простиранию, падению (восстанию).

В зависимости от числа работающих лав различают варианты столбовых систем: одиночными и спаренными лавами.

Сплошная система разработки.

Сплошная система разработки предполагает одновременное ведение очистных и подготовительных работ в выемочном поле и в одном направлении.

Сплошная система применяется при разработке пластов мощностью до 2 м с любым углом падения.

Аналогично столбовым системам, забой при сплошной системе может подвигаться по линии простирания или падения (восстания).

Камерная система разработки.

Камерная система предполагает ведение очистных работ в камерах с оставлением между ними целиков. Расположение камер возможно под любым углом к линии простирания пласта в зависимости от схемы отработки шахтного поля и средств транспортирования. Систему применяют на пластах средней мощности с углом падения до 10°.

Камерно-столбовая система разработки.

Камерно-столбовая система разработки предполагает осуществлять подготовку длинными столбами по простиранию, а столб разделять на камеры, между которыми оставляют целики. Систему применяют при устойчивых и средней устойчивости вмещающих породах с мощностью пластов от 1,5 до 3,0 м и углами падения до 15°.

К основному достоинству камерной и камерно-столбовой систем разработки относится возможность применения как для очистных работ, так и для проведения подготовительных выработок одного и того же комплекта оборудования.

К основному недостатку следует отнести значительные потери полезного ископаемого в целиках.

Комбинированная система разработки.

Комбинированная система разработки предполагает сочетание характерных особенностей двух и более систем разработки.

Например, на Старобинском месторождении калийных солей комбинированную систему разработки применяют на Третьем калийном пласте. Сущность ее состоит в последовательной выемке калийных слоев различными системами. При этом в первую очередь разрабатывают верхний IV сильвинитовый слой с применением столбовой системы, а затем с некоторым отставанием во времени и пространстве II и III сильвинитовые слои и каменную соль II-III камерной системой. При комбинированной разработке пласта опережение работ в слоях должно быть не менее 150 м.

4.2 Системы разработки применяемые на шахтном поле 2РУ Старобинского месторождения

Применяются следующие варианты камерной системы: с оставлением податливых целиков и оставлением жестких целиков.

Вариант камерной системы разработки с оставлением податливых целиков предполагает такой характер деформирования очистной выработки, при которой обеспечивается ее безопасное состояние лишь в течение заданного периода времени. Этот вариант может применяться на большинстве участков месторождения, где имеется достаточная мощность водозащитной толщи.

Вариант камерной системы разработки с оставлением жестких целиков предусматривает оставление в выработанном пространстве целиков высокой несущей способности, в результате чего они не разрушаются под влиянием горного давления в зоне ведения очистных работ. Этот вариант может применяться на всех без исключения участках месторождения.



Рисунок 9 - Варианты камерной системы разработки: а - с оставлением податливых целиков, б - с оставлением жестких целиков

В настоящее время камерная система применяется как вспомогательная только при отработке краевых и притектонических зон, а также в некоторых случаях (где это возможно) для отработки широких целиков между столбами, оставленными после столбовой системы.

Основной системой разработки на Старобинском месторождении в целом и на шахтном поле 2РУ в частности, является столбовая.

В зависимости от конкретных горно-геологических и горнотехнических условий применяются различные варианты столбовой системы разработки с валовой и селективной выемкой пласта с разделением и без разделения его на слои, с общей и раздельной подготовкой лав.

На рисунке 10 представлена принципиальная технологическая схема и параметры валовой выемки Второго пласта и слоев II,II-III и III Третьего пласта.

Подготовка столба (панели) ведется в следующей последовательности. В первую очередь проводятся панельный конвейерный штрек 1, конвейерный 2 и вентил...