Геологическое строение Старобинского месторождения

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Технология и механизация разработки полезных

ископаемых»

 

 

Выполнил: студент 3 курса

специальность 1–27 01 01–22

шифр № 3180111308

А.В. Рак______________

 

 

Руководитель: А.В. Леонов___________

 

г. Солигорск, 2016г.

СОДЕРЖАНИЕ

	Стр.
1 Общая геология
1.1 Геологическое строение Старобинского месторождения
1.2 Геологическое строение разрабатываемого участка
2 Система разработки
2.1 Выбор и обоснование системы разработки
2.2 Средства механизации очистных работ
2.2.1 Выбор оборудования для механизации очистных работ
2.2.2 Технические характеристики применяемого оборудования
2.3 Расчёт и обоснование применения выбранного оборудования
2.3.1 Общие положения для проведения расчёта несущей способ - ности гидромеханизированной крепи
2.3.2 Расчёт несущей способности гидромеханизированной крепи
2.3.3 Проверочный расчёт конструктивной высоты механизиванной крепи
3 Организация очистных работ гидромеханизированного комплекса
4 Расчет производительности комплекса
4.1 Исходные данные для расчёта производительности комплекса
4.2 Расчёт производительных показателей комплекса
Список используемых источников

ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЯ

Геологическое строение Старобинского месторождения

Старобинское месторождение приурочено к северо – западной переклинальной части Припятьского прогиба, в пределах Старобинской центриклинальной депрессии, ограниченной на севере краевым суперрегиональным Северо – Припятским разломом первого порядка и Речицко – Вишанским региональным ступенеобразующим разломом второго порядка.

Геофизическими исследованиями и бурением скважин установлен блоковый характер фундамента подсолевого ложа и верхнесоленосной толщи, прослежен ряд зон разломов северо – восточного и субширотного (северо – западного) простирания, которые представляют собой систему ступенчатых сбросов. При этом региональные и блокообразующие разломы пересекают верхнесоленосную толщу и выходят (на разных уровнях) в надсолевые отложения.

Блокообразующими разломами Старобинское месторождение калийных солей разбито на четыре основных структурных блока: Центральный тектонический блок (шахтные поля рудников 1, 2 и 3 рудоуправлений); Западный тектонический блок (Краснослободский рудник 2 рудоуправления); Восточный тектонический блок (шахтное поле рудников 4 рудоуправления); Дарасинский тектонический блок.

Стратиграфическое расчленение геологического пространства в пределах Центрального тектонического блока (ЦТБ) выполнено на основе анализа и обобщения имеющегося фактического материала (приложение 1) и представлено в виде сводной геолого-гидрогеологической колонки (приложение 2) и четырех геолого – гидрогеологических разрезов. В период с 2006 по 2012 год на исследуемом участке были пробурены геологоразведочные скважины 801, 805г, 959, 960, 961, Кривичская – 1 и Кривичская – 2, куст гидрогеологических скважин 38 – 1, 38 – 2, 38 – 3.

В геологическом отношении ЦТБ имеет двухъярусное строение. На кристаллическом фундаменте, сложенном древними архейско – протерозойскими магматическими и метаморфическими породами залегают более молодые образования платформенного чехла. Эти породы представлены образованиями верхнепротерозойского, палео –, мезо – и кайнозойского возраста.

Кристаллический фундамент на исследуемой территории был вскрыт десятью скважинами на глубинах от 1649 м (скв. Р – 1 Старобинская) до 2216м (скв. 1пс). Поверхность кристаллического фундамента погружается в северном и восточном направлениях. Породы представлены биотитовыми и амфиболитовыми гнейсами, гранодиоритами, микроклиновыми гранитами и гранито –гнейсами. Вскрытая мощность пород кристаллического фундамента достигает 54 м (скв. 4п).

На территории ЦТБ глубина залегания кровли межсолевой толщи изменяется от 625 м (скв. Р – 1 Старобинская) до 1151 м (скв. УЗИР 3РУ), подошвы – 777 м (скв. Р – 1 Старобинская) – 1377 м (скв. УЗИР 3РУ). Суммарная мощность отложений межсолевой толщи изменяется от 151 м (скв. Р – 1 Старобинская) до 226 м (скв. УЗИР 3РУ).

I – й калийный горизонт приурочен к кровельной части 29 – й литопачки (верхняя граница осовецких слоев стрешинского горизонта). Его поверхность вскрывается на глубинах 352,0 м (скв. 155) – 601,0 м (скв. 781г), подошва залегает в интервале от 356,50 м (скв. 155) до 602,0 м (скв. 781г). На площади своего распространения (центральная часть ЦТБ) горизонт состоит из двух пластов, которые содержат от 5 до 6 сильвинитовых слоев. Мощность изменяется от 0,22 м (скв. 130) до 7,00 м (скв. 4п), при средней мощности – 4,08 м.

II – й калийный горизонт входит в состав 25 – й литологической пачки. Его кровля вскрывается на глубинах от 368,15 м (скв. 4) до 662,25 м (скв. 765г), подошва залегает в интервале глубин – 369,65 м (скв. 4) – 664,64 м (скв. 765г). В пределах разрабатываемой части месторождения горизонт разделен на два сильвинитовых слоя.

Вскрытая мощность горизонта изменяется от 0,02 м на 2РУ (скв. 4) до 4,00 м на 3РУ (скв. 1 УЗИР), при средней по ЦТБ – 2,55 м.

III – й калийный горизонт разделен на три пласта: нижний и верхний сильвинитовые и средний глинисто – карналлитовый. Кровля горизонта вскрыта на глубинах 354,25 м (скв. 18) – 853,99 м (скв. 765г), подошва залегает в интервале глубин 356,30 м (скв. 18) – 874,76 м (скв. 765г). В составе третьего калийного горизонта насчитывается до 18 калийных слоев, 6 из которых находятся в нижнем сильвинитовом пласте. Слои 2 – й, 3 – й и 4 – й являются промышленными. Суммарная мощность калийного горизонта изменяется от 1,76 м (скв. 462г) до 25,60 м (скв. 132а), при средней – 9,45 м. Залегающие под ним глинисто – карбонатные пачки 10 – я и 12 – я, широко распространенные по площади, содержат прослои песчаников мощностью до 9,0м. Песчаники 12 – ой пачки, попадая выше фронта выщелачивания в состав глинисто – мергелистой толщи (ГМТ), становятся обводненными, что представляет опасность при отработке третьего калийного горизонта в южных частях 1РУ и на границе Кривичского участка и 2РУ.

Кровля IV – го калийного горизонта на территории ЦТБ вскрыта на глубинах от 543,20 м (скв. 153) до 1072,26 м (скв. 765г), подошва в интервале глубин 573,80 м (скв. 153) – 1097,27 м (скв. 765г). Мощность горизонта изменяется от 0,25 м (скв. 776г) до 38,71 м (скв. 182), при средней – 19,40 м. В пределах описываемого участка IV калийный горизонт содержит около 20 сильвинитовых слоев. Максимальная мощность шатилковских слоев в полных разрезах достигает 120м и более, а в выщелоченных сокращается [1].

 

СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ

Выбор и обоснование системы разработки

С учетом геологической характеристики продуктивного пласта целесообразной является отработка IV сильвинитового слоя столбовой системой разработки с управлением кровлей полным обрушением кровли.

При геологической мощности IV сильвинитового слоя равной 1,27м (средняя) и при вынимаемой мощности 1,40м, с учетом технически возможной по условиям применения механизированного комплекса, содержание КСL в добываемой руде составит 32,86 %, НО – 9,89% ([5], [7]).

Для системы разработки принимаем следующие характеристики столба лавы:

– длина лавы – 251,0 м (с центральным штреком);

– способ выемки – двумя узкозахватными комбайнами;

– вынимаемая мощность – 1,40м;

– длина столба – 2030,0 м;

– способ управления кровлей – с полным обрушением;

– порядок отработки – обратный.

Принимаем следующие параметры основных подготовительных выработок лавы:

– ширина конвейерного штрека лавы – 4,3 м;

– ширина транспортного, вентиляционного штреков, разгружающих

штреков №1, №2, технологических сбоек – 3,0 м;

– высота всех выработок – 3,0 м.

 

Средства механизации очистных работ

Выбор оборудования для механизации очистных работ

Для механизации очистных работ при выбранной системе разработки принимаем следующее оборудование [3]:

– забойная крепь «Фазос – 09/15» – 103 секции (S = 1,8; 2,0м (см. п.2.3.3);

– забойная крепь «К3.03» – 17 секций (S = 2,0м);

– забойная крепь «К3.04» – 3 секции (S =1,8м);

– забойная крепь «К3.05» – 1 секция (S = 1,8м);

– крепь сопряжения «Фазос – 22/34» – 3 секции;

– забойный скребковый конвейер «СПЗ – 1 – 228 – Универсал»;

– штрековые конвейеры «СПШ – 1 – 228 –Универсал» №1, №2;

– комбайны «SL – 300NE» – 2 шт.;

– оборудование системы охлаждения;

– оборудование система пылеподавления;

– электрооборудование комплекса.

 

Расчёт и обоснование применения выбранного оборудования

Общие положения для проведения расчётов несущей способности крепи

Несущая способность механизированной крепи (qс) в лаве должна быть не ниже удельной нагрузки от горного давления (q) и при необходимости удельной нагрузки на крепь (qк), т.е.

 

qс ≥ q; qс ≥ qк (п.1.4.3.2. [5]).

 

Расчет несущей способности крепи производится по формуле: (п.1.4.3.2. [5]), где

Qс – рабочее сопротивление стойки, кН;

n – количество стоек в секции (комплекте), шт;

Вз – ширина призабойного пространства (расстояние от забоя до завального конца перекрытия крепи, имеющего контакт с кровлей после снятия комбайном полосы полезного ископаемого при задвинутых к конвейеру секциях крепи), м:

 

Вз = bз + L п, м, (2.1 п.2.1.4 [6]), где

bз – допустимая ширина незакрепленной полосы кровли от забоя лавы до переднего конца перекрытия (верхняка) крепи;

Lп – длина перекрытия верхняка;

 

Вз = 2,2 + 2,135 = 4,335м – для забойной крепи «Фазос – 09/15» (секции №3 ÷ 11, №29 ÷ №120) при высоте лавы 1,40м, при высоте лавы 1,45м – для забойной крепи «Фазос – 09/15» (секции №1, №2);

Вз = 2,2 + 2,182 = 4,382м – для забойной крепи «К3.03.» (секции №12÷28) при высоте лавы 1,40м;

Вз = 1,8 + 2,482 = 4,282м – для забойной крепи «К3.04.» (секции №121, №122) при высоте лавы 1,40м;

 

Вз = 2,4 + 2,482 = 4,882м – для забойной крепи «К3.04.» (секция №123), «К3.05.» (секция №124) при высоте лавы 1,45м, где

S – шаг установки секций (комплектов) крепи в лаве, м, (S = 1,8 м; S = 2,0 м);

Кн – коэффициент, учитывающий угол наклона стоек крепи в зависимости от вынимаемой мощности пласта (п.1.4.3.3, таб. 1.1. [5]).

По результатам специальных исследований на Старобинском месторождений принимаем Кн = 0,985 при вынимаемой мощности 1,40м, Кн = 0,986 при вынимаемой мощности 1,45м [6].

Исходные данные для расчёта производительности комплекса

Исходные данные для расчёта производительности комплекса представлены в таблице 4.1.

 

Исходные данные	Символ	Величина	Ед. измер.
Длина лавы (без вентиляционного штрека)	L	248,0	м
Вынимаемая мощность лавы	h	1,40	м
Ширина захвата режущего органа	B	0,8	м
Мощность двигателей комбайна (на резание)	N	400,0	кВт
Коэффициент машинного времени (коэффициент использования комбайна)	Кисп.	0,35–0,40	–
Энергоёмкость разрушения сильвинита	Pр.	1,25	кВт/т
Время работы лавы по добыче в сутки	tсут.	18,0	час
Количество суток работы лавы по добыче руды в месяц	tмес.	23,7	дней
Коэффициент, учитывающий вспомогательные операции очистного цикла	Квс.	0,9	–
Объёмный вес отбитой горной массы	Q	2,11	т/м^3
Количество комбайнов в лаве	n		шт.
График работы комплекса
Количество смен по добыче руды, см./сут.
Количество ремонтных смен, см./сут.
Продолжительность смены, час.

 

Таблица 4.1 – Исходные данные для расчёта производительности комплекса

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Технология и механизация разработки полезных

ископаемых»

 

 

Выполнил: студент 3 курса

специальность 1–27 01 01–22

шифр № 3180111308

А.В. Рак______________

 

 

Руководитель: А.В. Леонов___________

 

г. Солигорск, 2016г.

СОДЕРЖАНИЕ

	Стр.
1 Общая геология
1.1 Геологическое строение Старобинского месторождения
1.2 Геологическое строение разрабатываемого участка
2 Система разработки
2.1 Выбор и обоснование системы разработки
2.2 Средства механизации очистных работ
2.2.1 Выбор оборудования для механизации очистных работ
2.2.2 Технические характеристики применяемого оборудования
2.3 Расчёт и обоснование применения выбранного оборудования
2.3.1 Общие положения для проведения расчёта несущей способ - ности гидромеханизированной крепи
2.3.2 Расчёт несущей способности гидромеханизированной крепи
2.3.3 Проверочный расчёт конструктивной высоты механизиванной крепи
3 Организация очистных работ гидромеханизированного комплекса
4 Расчет производительности комплекса
4.1 Исходные данные для расчёта производительности комплекса
4.2 Расчёт производительных показателей комплекса
Список используемых источников

ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЯ

Геологическое строение Старобинского месторождения

Старобинское месторождение приурочено к северо – западной переклинальной части Припятьского прогиба, в пределах Старобинской центриклинальной депрессии, ограниченной на севере краевым суперрегиональным Северо – Припятским разломом первого порядка и Речицко – Вишанским региональным ступенеобразующим разломом второго порядка.

Геофизическими исследованиями и бурением скважин установлен блоковый характер фундамента подсолевого ложа и верхнесоленосной толщи, прослежен ряд зон разломов северо – восточного и субширотного (северо – западного) простирания, которые представляют собой систему ступенчатых сбросов. При этом региональные и блокообразующие разломы пересекают верхнесоленосную толщу и выходят (на разных уровнях) в надсолевые отложения.

Блокообразующими разломами Старобинское месторождение калийных солей разбито на четыре основных структурных блока: Центральный тектонический блок (шахтные поля рудников 1, 2 и 3 рудоуправлений); Западный тектонический блок (Краснослободский рудник 2 рудоуправления); Восточный тектонический блок (шахтное поле рудников 4 рудоуправления); Дарасинский тектонический блок.

Стратиграфическое расчленение геологического пространства в пределах Центрального тектонического блока (ЦТБ) выполнено на основе анализа и обобщения имеющегося фактического материала (приложение 1) и представлено в виде сводной геолого-гидрогеологической колонки (приложение 2) и четырех геолого – гидрогеологических разрезов. В период с 2006 по 2012 год на исследуемом участке были пробурены геологоразведочные скважины 801, 805г, 959, 960, 961, Кривичская – 1 и Кривичская – 2, куст гидрогеологических скважин 38 – 1, 38 – 2, 38 – 3.

В геологическом отношении ЦТБ имеет двухъярусное строение. На кристаллическом фундаменте, сложенном древними архейско – протерозойскими магматическими и метаморфическими породами залегают более молодые образования платформенного чехла. Эти породы представлены образованиями верхнепротерозойского, палео –, мезо – и кайнозойского возраста.

Кристаллический фундамент на исследуемой территории был вскрыт десятью скважинами на глубинах от 1649 м (скв. Р – 1 Старобинская) до 2216м (скв. 1пс). Поверхность кристаллического фундамента погружается в северном и восточном направлениях. Породы представлены биотитовыми и амфиболитовыми гнейсами, гранодиоритами, микроклиновыми гранитами и гранито –гнейсами. Вскрытая мощность пород кристаллического фундамента достигает 54 м (скв. 4п).

На территории ЦТБ глубина залегания кровли межсолевой толщи изменяется от 625 м (скв. Р – 1 Старобинская) до 1151 м (скв. УЗИР 3РУ), подошвы – 777 м (скв. Р – 1 Старобинская) – 1377 м (скв. УЗИР 3РУ). Суммарная мощность отложений межсолевой толщи изменяется от 151 м (скв. Р – 1 Старобинская) до 226 м (скв. УЗИР 3РУ).

I – й калийный горизонт приурочен к кровельной части 29 – й литопачки (верхняя граница осовецких слоев стрешинского горизонта). Его поверхность вскрывается на глубинах 352,0 м (скв. 155) – 601,0 м (скв. 781г), подошва залегает в интервале от 356,50 м (скв. 155) до 602,0 м (скв. 781г). На площади своего распространения (центральная часть ЦТБ) горизонт состоит из двух пластов, которые содержат от 5 до 6 сильвинитовых слоев. Мощность изменяется от 0,22 м (скв. 130) до 7,00 м (скв. 4п), при средней мощности – 4,08 м.

II – й калийный горизонт входит в состав 25 – й литологической пачки. Его кровля вскрывается на глубинах от 368,15 м (скв. 4) до 662,25 м (скв. 765г), подошва залегает в интервале глубин – 369,65 м (скв. 4) – 664,64 м (скв. 765г). В пределах разрабатываемой части месторождения горизонт разделен на два сильвинитовых слоя.

Вскрытая мощность горизонта изменяется от 0,02 м на 2РУ (скв. 4) до 4,00 м на 3РУ (скв. 1 УЗИР), при средней по ЦТБ – 2,55 м.

III – й калийный горизонт разделен на три пласта: нижний и верхний сильвинитовые и средний глинисто – карналлитовый. Кровля горизонта вскрыта на глубинах 354,25 м (скв. 18) – 853,99 м (скв. 765г), подошва залегает в интервале глубин 356,30 м (скв. 18) – 874,76 м (скв. 765г). В составе третьего калийного горизонта насчитывается до 18 калийных слоев, 6 из которых находятся в нижнем сильвинитовом пласте. Слои 2 – й, 3 – й и 4 – й являются промышленными. Суммарная мощность калийного горизонта изменяется от 1,76 м (скв. 462г) до 25,60 м (скв. 132а), при средней – 9,45 м. Залегающие под ним глинисто – карбонатные пачки 10 – я и 12 – я, широко распространенные по площади, содержат прослои песчаников мощностью до 9,0м. Песчаники 12 – ой пачки, попадая выше фронта выщелачивания в состав глинисто – мергелистой толщи (ГМТ), становятся обводненными, что представляет опасность при отработке третьего калийного горизонта в южных частях 1РУ и на границе Кривичского участка и 2РУ.

Кровля IV – го калийного горизонта на территории ЦТБ вскрыта на глубинах от 543,20 м (скв. 153) до 1072,26 м (скв. 765г), подошва в интервале глубин 573,80 м (скв. 153) – 1097,27 м (скв. 765г). Мощность горизонта изменяется от 0,25 м (скв. 776г) до 38,71 м (скв. 182), при средней – 19,40 м. В пределах описываемого участка IV калийный горизонт содержит около 20 сильвинитовых слоев. Максимальная мощность шатилковских слоев в полных разрезах достигает 120м и более, а в выщелоченных сокращается [1].