способ подготовки камер для подземного складирования солешламовых отходов

Формула изобретения

Способ подготовки камер для подземного складирования солешламовых отходов, включающий проходку камер во вмещающих рабочие горизонты устойчивых рассоловодонепроницаемых породах с оставлением междукамерных целиков, проходку вентиляционного и транспортного штреков, соединенных с камерами уклонами, отличающийся тем, что почву вентиляционных и транспортных штреков располагают выше свода естественного равновесия, образующегося при возможном обрушении пород кровли в камеры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для размещения солешламовых отходов в выработках калийных рудников.

Известен способ подготовки камер для подземного складирования шламовых отходов, включающий размещение солешламовых отходов в специально проходимых в подстилающей каменной соли наклонных тупиковых камерах, которые проходят с выемочных штреков пласта под уклоном 8-12^o в сторону вентиляционного штрека соосно с очистными камерами пласта (Рекомендации по технологии подземного размещения шламов в условиях рудника НСКЗ для ТЭО развития НСКЗ. Отчет по теме 25/217/79-82. Ленинград-Пермь, 1980, с. 8-20).

При таком способе подготовки в камерах, образующихся при отработке полезного ископаемого без возведения в заездах в камеры дорогостоящих гидроизолирующих перемычек, размещать жидкие вещества, как правило, невозможно или возможно, но в весьма ограниченных количествах, т.к. перемычки могут фильтровать и разрушаться.

Кроме того, если наклон камер, равный 8-12^o, окажется меньше угла растекания размещаемых в них жидких или пастообразных веществ, полнота заполнения ими пустот, образованных в камерах, будет существенно меньше.

Известен способ подземного складирования солешламовых отходов, включающий проходку камер во вмещающих рабочие горизонты устойчивых рассоловодонепроницаемых породах с оставлением междукамерных целиков, проходку вентиляционного и транспортного штреков, соединенных с камерами уклонами (а.с. 1058836; МКИ: В 65 G 5/00, E 21 F 15/00, опубл. 07.12.83, бюл. 1 45).

Этот способ рассчитан на высокие большеобъемные камеры, в которых горизонтальное расположение кровли практически не сказывается на полноте использования объема для размещения в них шламов. Однако обрушения из их кровли приводят к выдавливанию размещенных в камерах жидких веществ (шламов), поскольку на уровне кровли камер имеются сбойки, соединенные с уклонами, в которых уровень жидкости будет при этой подниматься.

Не исключается выдавливание жидких веществ в выемочные штреки при обрушениях пород из кровли камер, если высота обрушений будет превышать уровень почвы штреков.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение степени заполнения камер за счет полного использования их объема.

Для достижения указанного технического результата в способе подготовки камер для подземного складирования солешламовых отходов, включающего проходку камер во вмещающих рабочие горизонты устойчивых рассоловодонепроницаемых породах с оставлением междукамерных целиков, проходку вентиляционного и транспортного штреков, соединенных с камерами уклонами, почву вентиляционных и транспортных штреков располагают выше свода естественного равновесия, образующегося при возможном обрушении кровли камер.

В условиях Верхнекамского месторождения калийных солей высота обрушений пород из кровли камер зависит в наибольшей мере от строения этих пород (фиг. 1 - 3).

При залегании в кровле мелкослоистых не складчатых соленосных пород высота, до которой могут развиваться их обрушения, достигает значения, равного (фиг. 1)



где а - ширина камеры;

- угол внутреннего трения пород.

При залегании в кровле монолитной соленосной породы или слоистой, но весьма складчатой (имеющей крутые и обратные складки), эта высота не превышает значения, равного (фиг. 2)



При залегании в кровле мелкослоистых не складчатых соленосных пород, в толще которых расположен слой монолитной или весьма складчатой соли мощностью h, для которой справедливо условие



где h₃ - высота расположения этого слоя,

высота обрушения пород над камерами не превосходит значения h₃ (фиг. 3).

Способ осуществляется следующим образом. Для участка шахтного поля (фиг. 4), где в подстилающей каменной соли планируется добывать соль, а в образованных камерах размещать жидкие отходы, необходимо определить отметку, ниже которой не должны проходиться подготовительные выработки, служащие для транспортирования шахтного оборудования отбитой соли и подачи по трубам жидких отходов, чтобы не подвергать затоплению в случае обрушений пород из кровли и выдавливания этих отходов обрушенными породами.

Почва промышленной пачки соли находиться на отметке 300 м, проектная высота камер составляет m = 5 м, проектная ширина камер составляет а = 6 м. В кровле камер залегает мелкослоистая соль, которая при ширине обнажения, равной 6 м, сохраняет устойчивость в течение 2 лет. Шламы планируется размещать в отработанных камерах в течение 1 года после их отработки.

Поскольку уже через год после размещения в камерах шламов возможны обрушения пород кровли, для того чтобы исключить выдавливание жидких отходов обрушенными породами кровли в подготовительные выработки (штреки), которые должны служить долгие годы, эти выработки необходимо проходить выше кровли камер на высоте, превышающей высоту возможных обрушений мелкослоистой соли, и заезды в камеры или в группы камер проходить в виде уклонов.

С учетом строения пород непосредственной кровли расстояние от почвы камер до почвы подготовительных выработок должно составлять

h > m + h₁ + m = 5 + 5,2 + 1 = 11,2,

где m - высота камер;

m - участок непосредственной кровли, расположенный между почвой подготовительной выработки и верхней точкой возможного свода обрушения



Следовательно, почва подготовительных выработок для того, чтобы избежать выдавливания в них жидких отходов, должна располагаться на отметке не ниже - 288 м.

При таком расположении подготовительных выработок по отношению к очистным камерам возможные обрушения пород из их кровли не будут уменьшать суммарный объем камер, заполненных жидкими отходами, т.к. эти отходы будут выдавлены обрушенными породами в своды, из которых произошло обрушение, имеющие те же объемы, что и обрушенные породы, и расположенные ниже почвы подготовительных выработок.

Предлагаемый способ подготовки при размещении в отработанных камерах жидких веществ не требует возведения перемычек и полностью лишен риска прорыва или фильтрации их в горные выработки.

Кроме того, при этом способе объем пустот, образованных в камерах, может быть практически полностью использован для размещения жидких веществ без опасения выдавливания их в горные выработки, даже при обрушениях в камеры пород непосредственной кровли. При применении данного способа максимально увеличивается устойчивость пород кровли на сопряжениях подготовительных выработок с заездами в камеры (в уклоны), т.к. сопряжения и камеры, к которым они ведут, располагаются в шахматном порядке (фиг. 4).