Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование технологических параметров рационального доизвлечения запасов калийных руд Старобинского месторождения из целиков

ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование технологических параметров рационального доизвлечения запасов калийных руд Старобинского месторождения из целиков"

На правах рукописи

КОВАЛЬСКИЙ Евгений Ростиславович

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАЦИОНАЛЬНОГО ДОИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗАПАСОВ КАЛИЙНЫХ РУД СТАРОБИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ИЗ ЦЕЛИКОВ

Специальность 25.00.22 - Геотехнология (подземная^

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2006

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Ведущая организация - ЗАО «ВНИИГалургии».

Защита диссертации состоится 20 июня 2006 г. в 13 ч 15 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. 1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 19 мая 2006 г.

Ковалев Олег Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Долгий Иван Емельянович,

кандидат технических наук, доцент

Стеценко Виталий Петрович

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д.т.н., профессор

i.ooC ft

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В последние 30-40 лет одним из мировых лидеров в поставках сырья для производства минеральных удобрений является РУП «ПО «Беларуськалий», которое отрабатывает Старобинское месторождение калийных солей. В состав объединения входит четыре действующих рудоуправления, и в настоящее время ведется строительство нового рудника. В пределах месторождения залегают четыре калийных горизонта (КГ), из которых на данный момент реально отрабатываются только два (II и III КГ).

Относительно благоприятные гидрогеологические условия на шахтных полях рудников объединения позволили внедрить столбовые системы разработки с управлением кровлей полным обрушением. Однако условия поддержания подготовительных выработок в безопасном состоянии требуют оставления различных целиков шириной до 120 м и более. В результате в целиках сосредотачивается значительное количество кондиционной руды. При существующих системах разработки коэффициент извлечения на рудниках колеблется в среднем от 45 до 53%, т.е. около половины руды оставляется в недрах. Согласно проведенным оценкам, за все время работы объединения «Беларуськалий» (45 лет) потери составили около 1 млрд. тонн калийной руды, часть которой может быть доизвлечена с использованием различных технологий.

Вовлечение оставленных запасов в отработку позволит продлить срок службы калийных рудников на 8-12 лет (при оценочном коэффициенте извлечения запасов 30 % и более), повысить технико-экономические показатели работы данных рудников в условиях фактически сложившейся инфраструктуры РУП «ПО «Беларуськалий», и, в то же время, отсрочить инвестирование средств на строительство новых рудников за счет расширения сырьевой базы калийных руд на действующих рудоуправлениях. В связи со стремительным сокращением вскрытых и подготовленных запасов калийных руд, в настоящее время на двух рудниках объединения (из четырех) наметилась тенденция к снижению объемов добычи сильвинита. Разработка и внедрение технологии доизвлечения запасов из оставленных целиков создает значимые предпосылки для решения данной проблемы уже на текущем этапе работы объединения.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.-Петербург ОЭ 200

Существенный вклад в теорию и практику планирования и ведения очистных работ на калийных рудниках сделан учеными и специалистами: Андрейко С.С., Зубовым В.П., Ковалёвым О.В., Калугиным П.А., Красноштейном А.Е., Комиссаровой В.К., Лаптевым Б.В., Нестеровым М.П., Поляниной Г.Д., Проскуряковым Н.М., Смычником А.Д., Шалынским Г.П. и др. В то же время механизм деформирования и разрушения ответственных элементов массива при доизвлечении запасов и наличии взаимовлияния отрабатываемых калийных горизонтов имеет особенности, требующие дополнительных исследований, поскольку существенно влияет на технологические параметры добычи руды - особенно при доизвлечении.

Проведенные обобщения технологических параметров (в частности, коэффициента извлечения сильвинита) позволяют сформулировать цели и задачи научных исследований и направления их прикладного использования.

Цель работы: Увеличение сроков службы калийных рудников без дополнительных инвестиций на работы по вскрытию и подготовке запасов путем повышения полноты извлечения руды из недр.

Идея работы: Доизвлечение запасов из целиков должно производиться с использованием бурошнековой технологии, расчет параметров которой базируется на оценке напряженно-деформированного состояния этих целиков различной геометрии с учетом взаимовлияния всех отрабатываемых горизонтов в пределах шахтного поля.

Основные задачи работы:

• анализ и обобщение характерных горногеологических и технологических параметров отработки пластов Старобинского месторождения;

• систематизация целиков и их классификация по принципу "технологической возможности (рациональности)" доизвлечения;

• анализ возможных технологий доизвлечения целиков, выбор предпочтительных вариантов и обоснование их рациональных параметров для рассматриваемых условий;

• анализ и выбор методов оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) рассматриваемого массива горных пород:

• моделирование нестационарных полей параметров НДС массива, вмещающего доизвлекаемые целики, с учетом обобщенных данных о его структуре и механических свойствах, оценка синергетики отрабатываемых горизонтов при реализации в их пределах различных технологических схем ведения горных работ;

• изучение механизмов влияния горногеомеханических процессов, протекающих в соляном массиве, на параметры технологических схем доизвлечения запасов из целиков и выбор (обоснование) критериев локальной и региональной безопасности технологии доизвлечения;

• разработка методики расчета рациональных параметров технологии доизвлечения калийной руды;

• разработка технологических схем и рекомендаций по доизвлече-нию целиков на базе бурошнековой выемки (БШВ) в условиях Старобинского месторождения;

• выполнение прогнозных оценок технико-экономической эффективности доизвлечения руды на рудниках РУП «ПО «Беларусь-калий» на базе разработанной методики.

Научная новизна: выявлена связь величины нагрузок, действующих на планируемые к доизвлечению целики, со временем существования выработанных пространств на отрабатываемом и смежных горизонтах; установлен характер зависимости размеров межскважинных целиков и выемочных камер от начального напряженного состояния доизвлекаемого целика и величин предельных деформаций.

Основные защищаемые положения:

]. Действующие напряжения в целиках, планируемых к доизвлечению, должны определяться по разработанным зависимостям, в которых учтено время существования выработанных пространств (ВП), оконтуривающих рассматриваемые целики, а также ВП, расположенных на смежном горизонте.

2. Рациональные технологические параметры доизвлечения должны выбираться по разработанному алгоритму с использованием установленных в работе зависимостей для определения размеров межскважинных целиков, учитывающих начальное напряженное состояние доизвлекаемого целика и допустимые деформации.

3. Разработанные типовые технологические схемы бурошне-ковой выемки с рассчитанными по предложенному алгоритму параметрами в условиях РУП «ПО «Беларуськалий» позволяют доизв-лечь до 45 % выделенных «системных» целиков и, таким образом, довести общее извлечение до 65 %.

Методы исследований: анализ и обобщение результатов предшествующих работ в области разработки месторождений минеральных солей, экспериментально-аналитическое моделирование полей параметров напряженно-деформированного состояния исследуемого массива, анализ полученных результатов и качественное сопоставление их с натурными данными о напряженно-деформированном состоянии массива горных пород Старобинского месторождения.

Достоверность и обоснованность научных положений и результатов подтверждается большим объемом проанализированной информации, корректностью выполненных экспериментально-аналитических исследований и близкой сходимостью их результатов с результатами численного моделирования напряженно-деформированного состояния массива на лабораторной базе Фрайбергской Горной Академии (Германия), внедрением разработанной методики на РУП «ПО «Беларуськалий», качественным соответствием полученных результатов с натурными данными и результатами работ других авторов.

Практическая значимость работы.

1. Разработана методика расчета технологических параметров технологии доизвлечения, рекомендованная к использованию в проектных работах.

2. Внедрение разработанной методики на РУП «ПО «Беларуськалий» позволяет увеличить сроки службы калийных рудников на 8-12 лет и получить доход в размере ~ 4 млрд. долларов США (прогнозный экономический эффект - до 1.2 млн. долларов США на один межпанельный целик).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодной научной конференции молодых учёных СПГГИ(ТУ) "Полезные ископаемые России и их освоение" (СПб, 2004); на ежемесячных геомеханических семинарах Факультета геологических наук, геотехники и горного дела Фрайберг-

ской Горной Академии (Германия, 2004-2005); на семинарах кафедры РМПС СПГГИ(ТУ); материалы диссертации использовались при выполнении хоздоговорных работ и аспирантского гранта Ученого Совета СПГГИ(ТУ) за 2004 год.

Реализация результатов работы. Разработанные рекомендации приняты к использованию ЗАО ВНИИГалургии и РУП «ПО «Беларуськалий» для проектных работ и для разработки задания на проектирование комплекса БШВ.

Личный вклад автора: сформулированы цель и задачи исследований; разработан алгоритм проведения исследований; проанализированы геологические и горнотехнологические условия отработки калийных пластов Старобинского месторождения; проведено численное моделирование нестационарных полей параметров напряженно-деформированного состояния массива, выполнен анализ полученных результатов; выявлена функциональная взаимосвязь между параметрами доизвлечения и параметрами НДС; проведена прогнозная технико-экономическая оценка реализации технологии доизвлечения калийных руд из целиков.

Публикации: Основное содержание диссертационной работы изложено в 5 статьях. Получен патент на изобретение № 2253733 от 10.05.2005 «Способ разработки пологих калийных пластов».

Структура и объём работы. Диссертационная работа общим объёмом 188 страниц состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 109 источников, 1 приложения, включает 104 рисунка и 7 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Действующие напряжения в целиках, планируемых к доизвлечению, должны определяться по разработанным зависимостям, в которых учтено время существования выработанных пространств (ВП), оконтуривающих рассматриваемые целики, а также ВП, расположенных на смежном горизонте.

На Старобинском месторождении залегают четыре калиеносных горизонта, два из которых эксплуатируются в настоящее время. Отрабатываемые пласты характеризуются сложным строени-

ем, представлены чередованием слоев сильвинита, галита, карналлита и глинистых прослойков, и залегают на глубинах: II горизонт - от 370 до 700 м, III горизонт - от 350 до 900 м и более.

Запасы месторождения отрабатываются с применением трех основных систем - камерных, столбовых и комбинированных, - и различных их модификаций. Наибольшее распространение при этом получили варианты столбовой системы разработки, позволяющие повысить качество добываемой руды и полноту ее извлечения по сравнению с камерными системами разработки.

Технологические схемы отработки запасов месторождения характеризуются большим объемом подготовительных выработок, который обусловлен необходимостью проходки панельных, участковых, разгрузочных штреков (для охраны основных выработок) и, в отдельных схемах, - раздельной подготовкой лав по слоям.

В условиях месторождения подготовительные выработки крепятся анкерной крепью, а основным способом их охраны является прорезка компенсационных щелей и проведение разгружающих выработок в комплексе с оставлением целиков. В условиях рудников РУП «ПО «Беларуськалий» ширина межстолбовых (межпанельных) целиков составляет до 120 м и более, обусловливая большие потери. Для охраны выработок главного направления используются целики шириной до 200 м.

Все запасы калийной руды, сосредоточенные в различных целиках на рудниках РУП «ПО «Беларуськалий», можно условно разделить на две квалификационные группы - «системные» и «несистемные». К первой следует отнести запасы в предохранительных целиках, утративших свои функциональные, производственные и технологические назначения (оставленные ранее внутри- и межпанельные целики, междушрековые целики). Ко второй - запасы, законсервированные в целиках для охраны стволов, промышленных и гражданских объектов на поверхности, в зонах "смягчения", а также запасы, оставленные у геологических нарушений из-за технической или экономической невозможности их извлечения традиционными способами.

Рассматриваемые в работе «системные» целики характеризуются прямоугольной удлиненной формой с выдержанными размерами на всем протяжении. Характерный диапазон размеров по ши-

рине составляет от 3 до 120 и более метров, по длине - от 500 до 2000 и более метров.

Анализ состояния и параметров оставленных целиков показывает, что вопрос об их доизвлечении возможно решать практически во всех случаях, когда речь идет о межпанельных и внутрипа-нельных целиках. Они характеризуются размерами, достаточными для проведения в них подготовительных выработок и подготовки их к выемке (ширина их составляет от 20 до 120 м), оконтурены сетью подготовительных выработок отработанных смежных столбов и вскрыты ранее пройденными выработками главного направления, что значительно снижает уровень начальных капиталовложений в случае принятия решения об их доизвлечении.

Обобщение анализа мирового и отечественного опыта до-извлечения целиков позволило сформулировать основные требования к технологии доизвлечения в рассматриваемых условиях. В работе были рассмотрены три основные технологии - доизвлечение очистными забоями с использованием традиционного для столбовых систем очистного оборудования, камерная система разработки проходческими комбайнами и бурошнековая выемка (БШВ). Первая технология требует больших первоначальных затрат (стоимость оборудования и монтаж), а следовательно и обеспечения высоких нагрузок на очистные участки, что в сложных горно-геологических условиях (ГГУ) при доизвлечении целиков обеспечить практически невозможно. Использование камерных систем разработки потребует значительных затрат на поддержание подготовительных выработок, которые будут сопоставимы со стоимостью конечного продукта. Предложенная технология БШВ имеет следующие преимущества: отсутствие людей в очистном забое; невысокая стоимость выемочного комплекса; отсутствие крепления очистного забоя; высокая производительность труда; возможность расположения в выработке как одной, так и нескольких (до 8) выемочных машин; высокая скорость подвигания фронта очистных работ; возможность широкого варьирования параметров технологических схем (диаметр шнеков, длина скважин, ширина межскважинных целиков и др.) без дополнительных затрат.

В работе были разработаны возможные типовые варианты технологических схем доизвлечения целиков с применением БШВ,

которые базируются на выбуривании скважин из подготовительной выработки (группы выработок). Скважины могут буриться «одинарным» или «групповым» забоем. Ширина забоя скважин Ъ является одним из задаваемых аргументов при определении рациональных параметров технологии. Ширина межскважинного целика А представляет собой наиболее "критичный" параметр технологии, определяющий безопасность работ и коэффициент извлечения.

Доизвлекаемый целик шириной 20+120 м может граничить с выработанными пространствами, образовавшимися в результате применения камерной, столбовой или комбинированной систем разработки. При этом период существования целика может составлять как 1 -2 года, так и несколько десятков лет, в зависимости от времени, прошедшего с момента его образования до момента принятия решения о его доизвлечении. Во всех указанных случаях НДС до-извлекаемого целика, окружающего массива и межгоризонтных толщ будет различным. Такой широкий временной и пространственный диапазон условий формирования и существования целиков указывает на необходимость учета влияния данных условий на параметры технологических схем доизвлечения (в частности, на ширину межскважинного целика Л).

Для определения величин и характера распределения полей напряжений и деформаций в доизвлекаемых целиках и вмещающем массиве были разработаны горногеомеханические модели (ГГМ) и расчетные схемы (РС), учитывающие различную геометрию и условия образования доизвлекаемых целиков. В ГГМ исследовались целики, оконтуренные выработанными пространствами как камерных (с жесткими и податливыми целиками), так и столбовых систем разработки. Моделирование осуществлялось с помощью метода граничных элементов. Фактор времени, выражающийся в восстановлении "отпора" в выработанных пространствах в результате уплотнения обрушенных пород, был учтен путем соответствующего изменения деформационных характеристик.

Результаты моделирования позволили получить распределение полей вертикальных напряжений в соляном массиве при всех возможных "граничных" (с точки зрения оценки нагрузок на межпанельные целики) горнотехнических ситуациях, построить поля

Рис. 1 Пример гориогеомеханической модели для определения параметров НДС в доизвлекаемом целике

(ВП)1, (ВП); - выработанные пространства ранее отработанных соседних столбов; 1 - центральная стартовая выработка (для размещения бурошнековой установки и бурения добычных скважин); 2 - ранее пройденная разгружающая выработка, 3 - ранее пройденный вентиляционный штрек лавы.

изменения параметров НДС в целиках, получить их осредненные значения по длине целика в зависимости от вида системы разработки и срока существования выработанных пространств.

Для выбора рациональных технологических параметров доизвлечения целиков в работе были обобщены структурно-механические свойства соляного массива и деформационные свойства выработанных пространств в функции технологических, геометрических и временных параметров, и разработана ГГМ массива. Механические характеристики выделенных межгоризонтных толщ принимались с учётом слоистости и трещиноватости слагающих их пород.

Для оценки степени взаимовлияния смежных отрабатываемых горизонтов были разработаны 8 горнотехнических схем выемки на II и III калийных горизонтах, на которых оставленные целики оконтурены выработанными пространствами с различными сроками существования. Моделирование осуществлялось в постановке плоско-деформированного напряженного состояния для сечений, параллельных линии подвигания фронта очистных работ. Данные схемы явились результатом анализа текущего пространственно-временного положения фронтов очистных работ на шахтопластах объединения и отразили весь возможный спектр формирования доизвлекаемых целиков. Для максимизации возможной степени взаимовлияния разрабатываемых горизонтов целики на смежных горизонтах принимались соосными и одинакового размера.

Моделирование позволило получить эпюры распределения нагрузок на доизвлекаемые целики (рис.2) и оценить степень взаимовлияния отрабатываемых горизонтов в функции пространственно-временного расположения фронтов очистных работ на них.

В результате была получена инженерная зависимость для определения начального поля напряжений в доизвлекаемом целике: ау=9ЯГН(\ + къ(к1+к2)), (1)

где оу - нагрузка, приходящаяся на целик, Па; у - средневзвешенная плотность вышележащих пород, кг/м3; к\, к2 - коэффициенты концентрации напряжений, вызванные отработкой смежных с целиком столбов; кч - коэффициент концентрации напряжений от отработки смежного горизонта

к, 2 = 28 • L

-11

-(О 0021 L+0 335)/,

(2)

где ¿ - текущие координаты исследуемой точки относительно границы отработанного столба с целиком, м; - время, прошедшее с момента полной отработки столба до момента начала работ по до-извлечению целика, лет.

1.2107 Л

-0 0559

(3)

где /3 - время, прошедшее с момента отработки смежного горизонта, лет (при /з > 30 лет = 1).

■3 8уН

-2уН

уН

-3 7yl I

-2уН уН

50

150

250

350 450 550

II калийньш горизонт

50

150

250

350

450 550 III калийным горизонт

Рис. 2. Пример распределения полей напряжений в целиках при совместной отработке калийных горизонтов

2. Рациональные технологические параметры доизвлече-ния должны выбираться по разработанному алгоритму с использованием установленных в работе зависимостей для определения размеров межскважинных целиков, учитывающих начальное напряженное состояние доизвлекаемого целика и допустимые деформации.

Для различных "исходных" (на момент начала доизвлечения) полей напряжений в соляном массиве, вмещающем доизвлекаемый целик, были составлены ГГМ и PC, позволяющие оценить параметры НДС межскважинных целиков и кровли очистных камер, являющиеся базовыми при выборе рациональных технологических пока-

зателей бурошнековой выемки. Моделирование осуществлялось также в постановке плоско-деформированного напряженного состояния в плоскостях, параллельных стартовой выработке (рис 3).

В результате моделирования были выявлены особенности распределения напряжений в целиках, кровле и почве камер при различной форме очистных камер - квадратного и круглого ссчсния, сдвоенных и строенных забоев, с поддержанием и без поддержания межслоевой перемычки.

Рис. 3. Пример горногеомеханической модели к определению рациональной ширины межскважинных целиков А

Доизвлечению целика могут соответствовать две граничные ситуации, характеризуемые временным диапазоном существования оконтуривагощих целик выработанных пространств.

В случае доизвлечения целиков, которые оконтурены выработанными пространствами, существующими 10-20 лет, процессы сдвижения (деформирования) налегающей толщи, включая водозащитную толщу (ВЗТ), находятся в стадии затухающих скоростей деформаций Следовательно, при расчете безопасных параметров доизвлечения необходимо учитывать заданное (по перемещениям) деформирование всего доизвлекаемого целика в целом (как ответственного элемента массива), характеризующее, в том числе, и НДС пород ВЗТ. Безопасно-рациональная ширина междускважинпого

целика в этом случае определится по установленной зависимости

Д = а (4)

где а,А - ширина выемочной камеры и межскважинного целика, соответственно, м; [Уср] - предельная величина вертикальных смещений кровли над доизвлекаемым целиком, мм; акр- эмпирические коэффициенты, составляющие для Второго и Третьего калийных горизонтов, соответственно, а = 3.0314,/?= 0.2773 и а = 2 1313, /? = 0.2555.

Предельные величины вертикальных смещений пород кровли над доизвлекаемым целиком были установлены в процессе моделирования рассматриваемого массива и составили для Второго и Третьего горизонтов соответственно [Кср]п = 8 мм и [Кср]ш = 4 мм.

При ведении работ по доизвлечению в целиках, оконтуренных "недавно" образованными выработанными пространствами (до 5-10 лет) возможно считать, что процессы сдвижения находятся на стадии нарастания скоростей деформаций, и, следовательно, не учитывать при определении параметров бурошнековой выемки фактор "региональной" безопасности. Расчет безопасных параметров технологии доизвлечения в этом случае следует вести исходя из необходимости обеспечения устойчивого состояния межскважинных целиков в краевой зоне фронта очистных работ по соотношению

(5)

где [сх] - предельно допустимые горизонтальные деформации пород доизвлекаемых пластов (для Старобинского месторождения [сх] = 0.00375); сх - значения горизонтальных деформаций по среднему сечению межскважинно!о целика, которые определяются по полученной в работе зависимости

ех=А-е {а), (6)

где а,А - ширина выемочной камеры и межскважинного целика, соответственно, м; А - эмпирический коэффициент:

А-5-Н* -КГ5, (7)

где

7/ - приведенная глубина, определяемая в соответствии с начальным полем напряжений в доизвлекаемом целике, м.

Оценочные значения корреляционных характеристик для

приведённых эмпирических зависимостей составили т > 0,7; ц « 3,4.

3. Разработанные типовые технологические схемы бу-рошнековой выемки с рассчитанными по предложенному алгоритму параметрами в условиях РУП «ПО «Беларуськалий» позволяют доизвлечь до 45 % выделенных «системных» целиков и, таким образом, довести общее извлечение до 65 %.

Разработанные методические положения по выбору рационально-безопасных параметров целиков применительно к технологии БШВ, обобщенно отраженные в представленном алгоритме (рис. 4), позволили предложить типовые технологические схемы до-извлечения целиков для II и III калийных горизонтов (рис. 5 и 6).

л Mcuyih исхо ч(п.'х требовании к безопасно. рацмпнаи.ному доизп |ечению запасов руды

Рис. 4. Алгоритм решения задачи доизвлечения запасов сильвинитовых руд в условиях взаимовлияния ведения горных работ на II и III калийных горизонтах Старобинского месторождения

Доизвлечение межпанельного или внутрипанельного целика может быть описано двумя граничными ситуациями, соответствующими минимальной и максимальной ширине а доизвлекаемого целика (а„„„ ~ 20 м и атах ~ 120 м) При ширине доизвлекаемого целика 20 м выбуривание сильвинитовых слоев предусматривается со стороны выработки (стартового штрека), пройденной параллельно имеющейся разгружающей выработке в краевой части целика (рис. 5). Стартовый штрек служит для размещения в нем бурошнековой

машины, транспортного и вспомогательного оборудования. В качестве стартового штрека возможно использовать одну из выработок ранее отработанного смежного столба после необходимого ее ремонта (например, оборки стенок и кровли комбайном 4ГГП-2С и крепления штанговой крепью).

Вторая граничная ситуация характеризуется наличием межпанельного (внутрипанельного) целика шириной срах х 120 м (рис. 6). При этом в схеме доизвлечения предусматривается проходка стартовой выработки в средней зоне целика и двусторонняя его выемка очистными скважинами с параметрами, определяемыми на базе горногеомеханических расчётов. Длина скважин при этом составляет /оч скв < 60 м, что соответствует достигнутой в настоящее время длине направленного бурения при бурошнековой выемке. в

а « 20 м

1 - смежное выработанное пространство, 2 - "кошурный" целик, 3 - очистные скважины, 4 -стартовая выработка, 5 - технологический целик между стартовой и разгружающей выраб01К0Й, 6 разгружающая выработка, 7 - межштрековый целик (между разгружающей выработкой и вентиляционным штреком); 8 - вентиляционный штрек ранее отработанного столба; Д - ширина межскважинных целиков, с1 -диаметр скважин, Ь - ширина группы скважин

Приведённые схемы являются характерно-типовыми и могут изменять свои параметры в конкретных горно-геологических условиях. В одном из предусмотренных вариантов, например, в случае отработки целиков значительной протяженности (более 500 м) и не-

возможности обеспечения условий труда в соответствии с требованиями Правил безопасности (например, только за счет применения ВМП), количество стартовых выработок может быть увеличено до двух, что обеспечит проветривание участка за счет общешахтной

депрессии.

в

Г

Рис. 6. Фрагмент технологической схемы доизвлечения целика шириной

а и 120 м

1 - смежное выработанное пространство, 2 - "контурный" целик, 3 - стартовая выработка, 4 - очистные скважины, Ь~ диаметр скважин

В целом технология БШВ характеризуется достаточно высокими технико-экономическими показателями за счет увеличения срока службы калийных рудников и получения, соответственно, значительной дополнительной прибыли.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую квалификационную работу, в которой предлагается новое решение актуальной научной задачи - разработка научно-обоснованной методики расчета параметров технологических схем бурошнекового доизвлечения калийной руды из целиков различного назначения, в том числе при многогоризонтной отработке калийных пластов, имеющей существенное значение при подземной разработке пластовых соляных месторождений.

Основные научные и практические результаты, полученные в процессе выполнения работы, заключаются в следующем:

1. На базе обобщения опыта доизвлечения целиков различного назначения установлено, что наиболее рациональной технологией доизвлечения целиков в условиях РУП «ПО «Беларуськалий» является бурошнековая выемка.

2. На базе моделирования горногеомеханических процессов установлены закономерности изменения параметров НДС целиков, в частности нагрузки на межстолбовые, внутристолбовые, междуштрековые и т д целики, находящиеся в зоне влияния очистных работ (при всех использующихся системах разработки - камерная, столбовая, комбинированная), а также изменения НДС данных целиков во времени после момента прохода фронта очистных работ до момента "восстановления" геостатического поля напряжений.

3. Установлена степень влияния многоризонтной выемки на НДС доизвлекаемых целиков (изменение нагрузки на них) при одновременной выемке двух горизонтов с учетом используемых систем разработки и времени существования выработанных пространств.

4. Предложены критериальные параметры для расчета безопасной степени доизвлечения руды из целиков как с точки зрения их устойчивого состояния (предельные деформации), так и с точки зрения региональной безопасности рудников (допустимые перемещения кровли целиков при доизвлечении).

5. Предложены инженерные зависимости для расчета безопасной ширины междускважинных целиков в функции начального НДС целика и ширины камеры как для жестких, так и для податливых целиков.

6 Предложены технологические схемы доизвлечения руды из целиков для их характерной ширины (20 и 120 м).

7. Разработан алгоритм расчета параметров технологических схем бурошнекового доизвлечения калийной руды из межпанельных целиков, позволяющих значительно (более чем на 10+15 %) увеличить степень извлечения сильвинитовой руды из недр на эксплуатируемых калийных рудниках и продлить срок их службы на 812 лет

8 Обоснованы исходные данные для проектирования бу-

рошнекового оборудования для условий доизвлечения целиков на Старобинском месторождении.

9. Экономический эффект от внедрения данной технологии составит 0.2-1.2 млн. долларов США на один межстолбовой целик шириной от 20 до 120 м.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сиренко Ю.Г. К вопросу о доизвлечении запасов сильви-нитовых руд в условиях Старобинского месторождения / Сиренко Ю.Г., Ковальский Е.Р., Блохин СЛ., Шабунь В.И. // "Горная механика". Солигорск, 2004, № 1-2. - с. 19-21.

2. Ковалев О.В. Геомеханическое обоснование параметров доизвлечения калийной руды из целиков с использованием бурош-нековой выемки / Ковалев О.В., Сиренко Ю.Г., Тхориков И.Ю., Ковальский Е.Р. // Записки Горного института. "Современные проблемы геомеханики, геотехнологии, маркшейдерского дела и геодезии". СПб.: СПГТИ, 2004, т. 156. - с.80-83.

3. Пат. 2253733 МПК7 Е 21 С 41/20. Способ разработки пологих калийных пластов / Соавторы: Блохин С.Л., Ковальский Е.Р., Тхориков И.Ю., Ковалев О.В., Димчина В.Л. Опубл. 10.06.2005, Бюл. №16, Приоритет 03.03.2004. - 6 е.: ил.

4. Ковальский Е.Р. Проблемы повышения степени извлечения полезного ископаемого из недр // "Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения". Воркута, 2006, т.2. - с.56-59.

5. Ковалев О.В. Выбор метода изучения механического состояния межгоризонтных толщ / Ковалев О.В., Ковальский Е.Р., Тхориков И.Ю., Васильев С.А. // "Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения". Воркута, 2006, т.1. - с.221-224.

6. Ковальский Е.Р. Анализ напряженно-деформированною состояния межгоризонтных толщ при доизвлечении полезного ископаемого из недр / Ковальский Е.Р., Тхориков И.Ю., Димчина В.Л., Вознюк Д.А. // "Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения". Воркута, 2006, т.1. - с.56-59.

РИЦ СПГГИ. 15.05.2006. 3.188. Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

¿QOgfr

•4 A. £G2>

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ковальский, Евгений Ростиславович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА.

1.1 Особенности геологического строения Старобинского месторождения .И

1.2 Обобщение технологических схем в условиях рудников РУП «ПО «Беларуськалий».

1.3 Характеристика геомеханического состояния массива, вмещающего оставляемые целики.

1.4 Анализ технологий доизвлечения целиков.

1.5 Выводы по главе 1.

2. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЙ ДОИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗАПАСОВ РУДЫ ДЛЯ ХАРАКТЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ ДОИЗВЛЕЧЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ РАССМАТРИВАЕМОГО МГП.

2.1 Обобщение горнотехнической ситуации на рудниках РУП «ПО «Беларуськалий».

2.2 Анализ объектов доизвлечения запасов калийной руды на шахтных полях РУП «ПО «Беларуськалий».

2.3 Выбор технологии доизвлечения запасов руды для условий Третьего горизонта и разработка вариантов технологических схем.

2.3.1 Область применения бурошнековых установок.

2.3.2 Достигнутые технико-экономические показатели бурошнековых установок.

2.3.3 Современные бурошнековые машины.

2.3.4 Основные параметры технологических схем доизвлечения запасов из целиков в условиях рудников РУП ПО «Беларуськалий».

2.4 Выбор и обоснование метода оценки НДС массива горных пород.

2.5 Механические свойства массива горных пород в зонах предполагаемого доизвлечения запасов.

2.6 Выводы по главе 2.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МГП.

3.1 Построение ГГМ (РС) различных вариантов технологических схем доизвлечения запасов сильвинитовых руд для оценки параметров НДС ответственных элементов массива.

3.2 Построение ГГМ и РС для оценки взаимовлияния отрабатываемых горизонтов на параметры НДС массива.

• 3.3 Анализ результатов моделирования и выбор (обоснование) критерия устойчивости ответственных элементов массива при доизвлечении целиков

3.3.1 Сравнение данных натурных исследований и результатов компьютерного моделирования.

3.3.2 Оценка синергетики отрабатываемых калийных горизонтов.

3.4 Оценка устойчивости ответственных элементов массива.

3.4.1 Основные положения оценки локальной безопасности работ.

3.5 Выводы по главе 3.

4. РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ДОИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗАПАСОВ НА БАЗЕ АНАЛИЗА НДС МГП И ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ.

4.1 Разработка технологических схем доизвлечения.

4.1.1 Схемы подготовки выемочных участков.

4.1.2 Технологические схемы доизвлечения.

4.1.3 Технико-экономическая оценка предлагаемых схем.

4.1.4 Перспективы применения бурошнекового оборудования на рудниках РУП ПО «Беларуськалий».

4.2 Алгоритм выбора наиболее эффективных вариантов по комплексу исследованных факторов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование технологических параметров рационального доизвлечения запасов калийных руд Старобинского месторождения из целиков"

Высокая конкуренция на мировом и внутреннем рынке калийных удобрений, увеличение глубины работ и вовлечение в отработку новых площадей определяют постоянную необходимость совершенствования техники и технологии добычи калийных солей при минимизации долгосрочных инвестиций в горнодобывающие предприятия и обеспечении долгосрочной их рентабельности. Это актуально как для действующих, так и для проектируемых рудников.

Одной из характерных черт работы предприятий, отрабатывающих месторождения минеральных солей, является невысокое извлечение полезного ископаемого (0.3-0.8, в среднем 0.45-0.55) относительно угольных месторождений, где коэффициент извлечения может достигать значений 0,9 и выше. В основном, это связано с необходимостью сохранять сплошность вышележащих пород при отработке месторождений, что определяет параметры систем разработки, а также со значительным количеством имеющихся мировых запасов (мировые запасы каменной моли составляют 3,5-106 млрд. т, калийной соли в пересчете на 100% К2О - 8103 млрд. т [106), что приводит к их нерациональной эксплуатации.

В связи с этим, одним из возможных направлений улучшения технико-экономических показателей отработки месторождений горнохимического сырья является увеличение коэффициента извлечения за счет решения задачи доизвлечения запасов полезного ископаемого из оставленных целиков.

Отработка таких запасов характеризуется практическим отсутствием затрат на их подготовку, но при этом небольшие размеры и форма целиков, как правило, не позволяют отрабатывать их традиционными методами и, соответственно, достигать высоких нагрузок на выемочные участки, а само понятие "доизвлечение запасов" обуславливает наличие существенных проблем горногеомеханического характера при отработке полезного ископаемого на конечной стадии эксплуатации шахтопласта. Данные проблемы связаны с механическими процессами, протекающими в зонах отработки указанных запасов, и влиянием выработанных пространств ранее отработанных участков. Тем не менее, достаточная степень рационализации работ по доизвлечению может быть достигнута за счёт научно-обоснованного управления в таких зонах горногеомеханическими процессами.

Существенный вклад в теорию и практику планирования и ведения очистных работ на калийных рудниках сделан учеными и специалистами: Андрейко С.С., Калугиным П.А., Красноштейном А.Е., Комиссаровой В.К., Зубовым В.П., Ковалёвым О.В., Пермяковым P.C., Лаптевым Б.В., Нестеровым М.П., Поляниной Г.Д., Проскуряковым Н.М., Смычником А.Д., Шалынским Г.П. и др. В то же время механизм деформирования и разрушения ответственных элементов вмещающих толщ при доизвлечении запасов и наличии взаимовлияния отрабатываемых калийных горизонтов имеет особенности, требующие дополнительных исследований, поскольку существенно влияет на технологические параметры добычи руды — особенно при доизвлечении.

Характерным объектом в рамках рассмотренных аспектов является Старобинское месторождение калийных солей, в связи с чем конкретизация методических особенностей и прикладных этапов решения данной проблемы рассматриваются в настоящей работе на примере данного месторождения и с привязкой к республиканскому унитарному предприятию (РУП) «Производственное объединение (ПО) «Беларуськалий», специализирующемуся на добыче калийных солей.

При освоении доизвлекаемых ресурсов, как отмечалось выше, не только не требуется крупных долгосрочных инвестиций на внедрение предлагаемой технологии (строительство предприятия, вскрытие и подготовка запасов и т.д.), но и обеспечивается существенное продление срока службы каждого рудника. При этом объем доизвлечения (доход предприятия) определяется степенью научной обоснованности внедряемой технологии.

В настоящее время на РУП «ПО «Беларуськалий», разрабатывающем Старобинское месторождение калийных солей, в целиках оставлено большое количество руды. Вовлечение данных запасов в отработку позволит расширить сырьевую базу калийных руд, осуществить более полную выемку полезного ископаемого (увеличить коэффициент извлечения), продлить срок службы калийных рудников и повысить технико-экономические показатели их работы в условиях фактически сложившейся инфраструктуры РУП «ПО «Беларуськалий» за счет доизвлечения из недр запасов руды, оставляемых при существующих технологиях в целиках различного назначения. Достигнутый к настоящему времени объем добычи сильвинитовой руды определяет ведущее положение объединения на мировом рынке (Белоруссия занимает второе место по производству калийных удобрений в мире; первое место принадлежит канадским производителям). В связи с несвоевременным восполнением сырьевой базы и стремительным сокращением вскрытых и подготовленных запасов калийных руд в середине 1990хх годов [7], в настоящее время на объединении наметилась тенденция к снижению объемов добычи сильвинита. Разработка и внедрение технологии доизвлечения запасов из оставленных целиков создаст значимые предпосылки для решения данной проблемы уже на текущем этапе работы объединения и позволит рудникам соответствовать требованиям растущего спроса на минеральные удобрения в мире в целом.

Опираясь на вышеизложенное, сформулируем цель, основные задачи и другие аспекты работы.

Цель работы: Увеличение сроков службы калийных рудников без дополнительных инвестиций на работы по вскрытию и подготовке запасов путем повышения полноты извлечения руды из недр.

Идея работы: Доизвлечение запасов из целиков должно производиться с использованием бурошнековой технологии, расчет параметров которой базируется на оценке напряженно-деформированного состояния этих целиков различной геометрии с учетом взаимовлияния всех отрабатываемых горизонтов в пределах шахтного поля.

Основные задачи работы:

• Анализ и обобщение характерных горногеологических и технологических параметров отработки пластов Старобинского месторождения.

• Систематизация целиков и их классификация по принципу "технологической возможности (рациональности)" доизвлечения;

• Анализ возможных технологий доизвлечения целиков, выбор предпочтительных вариантов и обоснование их рациональных параметров для рассматриваемых условий.

• Анализ и выбор методов оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) рассматриваемого массива горных пород.

• Моделирование нестационарных полей параметров НДС массива, вмещающего доизвлекаемые целики, с учетом обобщенных данных о его структуре и механических свойствах, оценка синергетики отрабатываемых горизонтов при реализации в их пределах различных технологических схем ведения горных работ.

• Изучение механизмов влияния горногеомеханических процессов, протекающих в соляном массиве, на параметры технологических схем доизвлечения запасов из целиков и выбор (обоснование) критериев локальной и региональной безопасности технологии доизвлечения.

• Разработка методики расчета рациональных параметров технологии доизвлечения калийной руды.

• Разработка технологических схем и рекомендаций по доизвлечению целиков на базе бурошнековой выемки (БШВ) в условиях Старобинского месторождения.

• Выполнение прогнозных оценок технико-экономической эффективности доизвлечения руды на рудниках РУП «ПО «Беларуськалий» на базе разработанной методики.

Научная новизна: выявлена связь величины нагрузок, действующих на планируемые к доизвлечению целики, со временем существования выработанных пространств на отрабатываемом и смежных горизонтах; установлен характер зависимости размеров межскважинных целиков и выемочных камер от начального напряженного состояния доизвлекаемого целика и величин предельных деформаций.

Основные защищаемые положения:

1. Действующие напряжения в целиках, планируемых к доизвлечению, должны определяться по разработанным зависимостям, в которых учтено время существования выработанных пространств (ВП), оконтуривающих рассматриваемые целики, а также ВП, расположенных на смежном горизонте.

2. Рациональные технологические параметры доизвлечения должны выбираться по разработанному алгоритму с использованием установленных в работе зависимостей для определения размеров межскважинных целиков, учитывающих начальное напряженное состояние доизвлекаемого целика и допустимые деформации.

3. Разработанные типовые технологические схемы бурошнековой выемки с рассчитанными по предложенному алгоритму параметрами в условиях РУП «ПО «Беларуськалий» позволяют доизвлечь до 45 % выделенных «системных» целиков и, таким образом, довести общее извлечение до 65 %.

Методы исследований: анализ и обобщение результатов предшествующих работ в области разработки месторождений минеральных солей, экспериментально-аналитическое моделирование полей параметров напряженно-деформированного состояния исследуемого массива, анализ полученных результатов и качественное сопоставление их с натурными данными о напряженно-деформированном состоянии массива горных пород Старобинского месторождения.

Достоверность и обоснованность научных положений и результатов подтверждается большим объемом проанализированной информации, корректностью выполненных экспериментально-аналитических исследований и близкой сходимостью их результатов с результатами численного моделирования напряженно-деформированного состояния массива на лабораторной базе Фрайбергской Горной Академии (Германия), внедрением разработанной методики на РУП «ПО «Беларуськалий», качественным соответствием полученных результатов с натурными данными и результатами работ других авторов.

Практическая значимость работы.

1. Разработана методика расчета технологических параметров технологии доизвлечения, рекомендованная к использованию в проектных работах.

2. Внедрение разработанной методики на РУП «ПО «Беларуськалий» позволяет увеличить сроки службы калийных рудников на 8-12 лет и получить доход в размере ~ 4 млрд. у.е. (прогнозный экономический эффект -до 1.2 млн. у.е. на один межпанельный целик).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодной научной конференции молодых учёных СПГГИ(ТУ) "Полезные ископаемые России и их освоение" (СПб, 2004); на ежемесячных геомеханических семинарах Факультета геологических наук, геотехники и горного дела Фрайбергской Горной Академии (Германия, 20042005); на семинарах кафедры РМПС СПГГИ(ТУ); материалы диссертации использовались при выполнении хоздоговорных работ и аспирантского гранта Ученого Совета СПГГИ(ТУ) за 2004 год.

Реализация результатов работы. Разработанные рекомендации приняты к использованию ОАО ВНИИГалургии и РУП «ПО «Беларуськалий» для проектных работ и для разработки задания на проектирование комплекса БШВ.

Личный вклад автора: сформулированы цель и задачи исследований; разработан алгоритм проведения исследований; проанализированы геологические и горнотехнологические условия отработки калийных пластов Старобинского месторождения; проведено численное моделирование нестационарных полей параметров напряженно-деформированного состояния массива, выполнен анализ полученных результатов; выявлена функциональная взаимосвязь между параметрами доизвлечения и параметрами НДС; проведена прогнозная технико-экономическая оценка реализации технологии доизвлечения калийных руд из целиков.

Публикации: Основное содержание диссертационной работы изложено в 5 статьях. Получен патент на изобретение № 2253733 от 10.05.2005 «Способ разработки пологих калийных пластов». и

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Ковальский, Евгений Ростиславович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую квалификационную работу, в которой предлагается новое решение актуальной научной задачи - разработка научно-обоснованной методики расчета параметров технологических схем бурошнекового доизвлечения калийной руды из целиков различного назначения, в том числе при многогоризонтной отработке калийных пластов, имеющей существенное значение при подземной разработке пластовых соляных месторождений.

Основные научные и практические результаты, полученные в процессе выполнения работы, заключаются в следующем:

1. На базе обобщения опыта доизвлечения целиков различного назначения установлено, что наиболее рациональной технологией доизвлечения целиков в условиях РУП «ПО «Беларуськалий» является бурошнековая выемка.

2. На базе моделирования горногеомеханических процессов установлены закономерности изменения параметров НДС целиков, в частности нагрузки на межстолбовые, внутристолбовые, междуштрековые и т.д. целики, находящиеся в зоне влияния очистных работ (при всех использующихся системах разработки - камерная, столбовая, комбинированная), а также изменения НДС данных целиков во времени после момента прохода фронта очистных работ до момента "восстановления" геостатического поля напряжений.

3. Установлена степень влияния многоризонтной выемки на НДС доизвлекаемых целиков (изменение нагрузки на них) при одновременной выемке двух горизонтов с учетом используемых систем разработки и времени существования выработанных пространств.

4. Предложены критериальные параметры для расчета безопасной степени доизвлечения руды из целиков как с точки зрения их устойчивого состояния (предельные деформации), так и с точки зрения региональной безопасности рудников (допустимые перемещения кровли целиков при доизвлечении).

5. Предложены инженерные зависимости для расчета безопасной ширины междускважинных целиков в функции начального НДС целика и ширины камеры как для жестких, так и для податливых целиков.

6. Предложены технологические схемы доизвлечения руды из целиков для их характерной ширины (20 и 120 м).

7. Разработан алгоритм расчета параметров технологических схем бурошнекового доизвлечения калийной руды из межпанельных целиков, позволяющих значительно (более чем на 104-15%) увеличить степень извлечения сильвинитовой руды из недр на эксплуатируемых калийных рудниках и продлить срок их службы на 8-12 лет.

8. Обоснованы исходные данные для проектирования бурошнекового оборудования для условий доизвлечения целиков на Старобинском месторождении.

9. Экономический эффект от внедрения данной технологии составит 0.2-1.2 млн. у.е. на один межстолбовой целик шириной от 20 до 120 м.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Ковальский, Евгений Ростиславович, Санкт-Петербург

1. Авдеев Д.К. и др. Отработка запасов руды в зоне предохранительного целика под водоемом // Горный журнал. М.: Недра. - 1989. №9.

2. Амусин Б.З., Фадеев А.Б. Метод конечных элементов при решении задач горной геомеханики. М.: Недра, 1975 — 144 с.

3. Апдреико С.С. и др. Газодинамические явления в калийных рудниках. Генезис, прогноз и управление. Минск, «Вышэйшая школа», 2000, 335с.

4. Баклашев И.В., Картозия Б.А. Механика горных пород. М.: Недра. 1975.-272 с.

5. Бакхаус Г., Гайслер Й. Отработка целиков на шахте "Вальзум" // Глюкауф. 1987, №5 (рус.)

6. Батцель 3. Шнекобуровая выемка угля // Глюкауф. 1966, №11 (рус.) -с.1-11.

7. Башура А.Н. Внедрение результатов научных исследований при разработке Старобинского месторождения калийных солей // Наука — народному хозяйству. Мн.: изд. HAH Беларуси, 2002. - с. 584-593.

8. Беляев Е.В. Извлечение запасов угля из охранных целиков // Охрана окружающей среды при подземной разработке угольных месторождений.-М.: Наука, 1995-е. 128-131

9. Блохин C.J1. Обоснование эффективных схем многоризонтной отработки калийных руд Старобинского месторождения // авт. к канд. дисс. СПб.: СПГГИ, 2005.

10. Ю.Борисов A.A. Механика горных пород и массивов. М.: Недра, 1980.

11. З.Буденный М.М., Чижиков Н.В., Солдатов А.И., Малакей А.Н., Репетенко М.В. Бурошнековая добыча угля на шахтах Украины // Горные машины и автоматика. 2003, №10. С.2-4.

12. Геология и петрография калийных солей Белоруссии. Минск: Наука и техника, 1969. 367 с

13. Глушихин Ф.П., Кузнецов Г.Н., Шклярский М.Ф. и др. Моделирование в геомеханике. М.: Недра, 1991.

14. Губанов В.А. Об опорном давлении на Старобинском месторождении калийных солей // Безопасность труда в промышленности. 1983, №4. -с.57-58.

15. Булатов В.Ф., Беркович В.Х. и др. Опыт отработки охранных целиков с гидрозакладкой выработанного пространства, М.: 1980. -35 с.

16. Губанов В.А., Щерба В.Я., Поляков АЛ. Исследование механизма обрушения пород кровли на рудниках Старобинского месторождения // Горный журнал. 2004, №8. С.94-96.

17. Гусев Ю.А., Смачной Н.И., Мезннков В.И., Блакберн А.Ю. Допустимые эксплуатационные потери угля при бурошнековой выемке // Добыча угля подземным способом. — 1978, №1. С. 12-13.

18. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных, россыпных месторождений подземным способом (ПБ-Об-111-95). — М.: НПО ОБТ, 1996.

19. Зорин Л.Ф., Мининберг В.Я., Кузькин Г.В. и др. Исследование сдвижений пород в штреках при бурошнековой выемке на шахтах Волынского месторождения // Физико-технические проблемыразработки полезных ископаемых. 1966, №4. с.29-35.

20. Иванов A.A. и др. Вопросы геологии соляных месторождений. Л., ВСЕГЕИ, 1961.

21. Исобе Т., Сато К. Машинное моделирование разработки свиты угольных пластов // Применение ЭВМ и математических методов в горном деле. Труды 17-го Международного симпозиума. М., Недра. -1982. Т.1. 335 с.

22. Квон С.С., Мамонтов А.Я. Состояние запасов угля в охранных целиках в Карагалинском бассейне и основные направления их извлечения // Комплексное использование минерального сырья. 1990, №5. С.13-18.

23. Ковалев О.В. Былино Л.В., Ливенский B.C. Особенности безопасной разоаботки калийных месторождений. Мн.: Полымя, 1982 г. - 96 с.

24. Комиссаров М.А., Юдин И.М. Проявление горного давления в штреках при частичной выемке пласта // Технология добычи угля подземным способом. 1978, №3, с.10-14.

25. Крауч С., Старфильд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела -М.: Мир, 1987. 328 с.

26. Левкович П.Е., Мезников В.И. Причины недобура скважин при бурошнековой выемке в условиях шахт Львовско-Волынского бассейна

27. Совершенствование техники и технологии очистных работ на тонких пологих пластах. — 1975, №60 — с.91-94.

28. Левкович П.Е., Мезников В.И., Дьяченко Г.В., Королев Д.А. Бурошнековая выемка угля. К.: Техшка, 1982. — 175 с.

29. Левкович П.Е., Чаленко Н.Е., Дроздов В.Л., Пучков Б.М. Технология безлюдной выемки угля. К.: Техшка, 1980. - 192 с.

30. Марков В.Е., Нестеров М.П., Непрнмеров А.Ф. Изменение напряжений в сильвинитовых целиках в зависимости от их возраста и расположения в выработанном пространстве // Напряженное состояние породных массивов. Новосибирск, 1978.

31. Меликидзе К.А. Технико-экономическая эффективность разработки угольных охранных целиков различного назначения на шахтах Ткварчельского месторождения // Рациональное использование недр Грузии. Тбилиси: Мецниереба. - 1982. С.40-46.

32. Методические указания по расчету податливых междукамерных целиков на калийных месторождениях / Сост. Нестеров М.П. Л.: изд-воВНИИГ, 1982.-104 с.

33. Методические указания по расчету и применению жестких естественных целиков различного назначения на калийных месторождениях / Сост. Нестеров М.П., Верткова С.К. Л.: изд-во ВНИИГ, 1972.

34. Молчанов В.Б., Марков H.A. Анализ и перспективы развития бурошнековой техники // Уголь Украины. — 1996. №1. — с. 12-15.

35. Морев А.Б., Котлярский И.А., Мудряк В.А. Бурошнековые установки для выемки угля. М.: Недра, 1973. 127 с.

36. Нестеров М.П., Львова A.B. Основные закономерности процесса сдвижения земной поверхности на калийных месторождениях // Горный журнал. 1979, №5. С.52-55.

37. Нестеров М.П., Львова A.B., Степанов К.А. Деформация земной поверхности в зонах полной подработки на калийных месторождениях

38. Сдвижение земной поверхности и толщи на калийных месторождениях. JL: 1977. - с. 29-43.

39. Нестеров М.П., Репина П.И. Исследование развития во времени зон нарушения сплошности покрывающих пород методом конечных элементов // Сдвижение земной поверхности и толщи на калийных месторождениях. JL: 1977. - с 29-43.

40. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей. Мн., 1995. - 213 с.

41. Пасынков P.E. Молчанов В.Б. Состояние и перспективы развития бурошнековой техники // Уголь Украины. 1996. №6. с. 23-27.

42. Пермяков P.C. и др. Возможность применения систем разработки с обрушением кровли на Старобинском месторождении калийных солей // Пути снижения потерь при добыче калийных руд. Труды ВНИИГ. -Л., 1974 с.59-74.

43. Пермяков P.C., Ковалев О.В., Пинский B.JI. и др. Справочник по разработке соляных месторождений. М.: Недра, 1986. - 212 с.

44. Пермяков P.C., Проскуряков Н.М. Внезапные выбросы соли и газа. -Л. .-Недра, 1972.

45. Пермяков P.C., Романов B.C., Бельды М.П. Технология добычи солей. -М.: Недра, 1981.

46. Перспективные технологические схемы для выемки угля без постоянного присутствия людей в забое. М.: Изд. ИГД им. A.A. Скочинского, 1987.

47. Петровский Б.И., Щерба В .Я., Губанов В.А., Поляков А.Л., Зубович B.C. Развитие способов сохранения горных выработок на калийных рудниках // Горный журнал. 2003, №11. С. 16-19.

48. Петровский Б.И., Зубович B.C. Перспективы бесцеликовой выемки калийных пластов на Старобинском месторождении // Горный журнал. 2003, №1. С.31-34.

49. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М.: Недра, 1986.

50. Проскуряков Н. М. Внезапные выбросы угля и газа в калийных рудниках. М.: Недра, 1980 - 264 с.

51. Проскуряков Н.М. Управление состоянием массива горных пород: Учебник для вузов. М.: Недра, 1991 368 с.

52. Проскуряков Н.М., Ливенский B.C., Карташев Ю.М. Реологические свойства горных пород. М., НИИТЭХИМ, 1974, 48 с.

53. Проскуряков Н.М., Пермяков P.C., Черников А.К. Физико-механические свойства соляных пород, Л., Недра, 1973.

54. Прушак В.Я., Петровский Б.И., Ногин П.П., Тухто A.A. Прогнозирование сроков службы горных выработок калийных рудников // Горный журнал, 2004. №8. С.90-94.

55. Розенбаум М.А. и др. Отработка угольных целиков механизированными комплексами // Колыма. 1991. №4. с. 12-14.

56. Руппенейт K.B. Деформируемость массивов трещиноватых горных пород. М.: Недра, 1975-223 с.

57. Руппенейт К.В., Лнберман Ю.М. Введение в механику горных пород. 1960.

58. Севастьянов Б.Н., Удалов А.Е., Битимбаев М.Ж., Бекбаев С.М.

59. Управление горным давлением при выемке целиков // Управление горным давлением и прогноз безопасных условий освоения угольных месторождений. Сборник научных трудов, ч.1. — Ленинград, 1990.

60. Семчук Я.М., Гаркушин П.К. Отработка околоствольных целиков на калийных рудниках Прикарпатья // Шахтное строительство. М.: Недра, 1990, №12. С. 22-23.

61. Смычник А.Д., Зубов В.П., Калугин П.А., Кириенко В.М.

62. Технологические схемы рудников ПО «Беларуськалий»: состояние, проблемы, перспективы совершенствования // Горный журнал. 2003. № 7. с. 45-50.

63. Смычник А.Д., Морев А.Б. Технология и механизация горных работ на калийных рудниках Беларуси: Учеб. пособие Мн.: УП «Технопринт», 2002 - 200 с.

64. Степанов К.А. Угловые параметры сдвижения на Солигорских калийных рудниках // Механика горных пород при разработке месторождений природных солей. Л.: изд. ВНИИГ, 1974. Вып. 67.

65. Степанов К.А., Николаев Ю.Н., Петровский Б.И. Рациональная схема ведения горных работ с повышенным извлечением калийных солей под охраняемыми объектами // Калийная промышленность СССР и окружающая среда. Мн.: Наука и техника, 1983. — с. 34-37.

66. Тархов E.H., Юдин Р.Э., Яворский Б.Н. Изучение деформирования подрабатываемой соленосной толщи // Безопасность труда в промышленности. 1979. №1. С. 53-55.

67. Технологические схемы и основные параметры систем разработки при безлюдной выемке угля. М., Изд. ИГД им. A.A. Скочинского, 1961.

68. Технологические схемы очистной выемки калийных пластов Старобинского месторождения столбовой системой разработки. — Солигорск: БФ ВНИИГ, 1984. 23 с.

69. Трофимов В.П. Безлюдная выемка угля. К.: Технжа, 1969.

70. Трофимов В.П., Микляев Е.И. Проявление горного давления и параметры очистного забоя при безлюдной выемке угля. К.: УкрНИИНТИ,- 1970.

71. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. М.: Недра, 1987-221 с.

72. Филатов H.A., Беляков В.Д., Иевлев Г.А. Фотоупругость в горной геомеханике. -М.: Недра, 1975. — 183 с.

73. Фомина В.Д., Лупинович Ю.И., Кислик В.З. К вопросу о трещиноватости калийных горизонтов Старобинского месторождения // ДАН БССР, т. 9, № 7, 1965.

74. Цуканов В.В. Технология отработки целика короткими заходками комбайном КМШ-3,5 и крепью CCK-I // Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. — Тула, 1989.

75. Хайнсер Э. Проектирование системы разработки с частичной шнекобуровой выемкой угля на объединенной шахте «Вальзум» // Глюкауф 1967. №19 (рус). - с. 14-23.

76. Худин Ю.Л., Ким О.В., Вареха Ж.П., Судариков Е.А. Исследование технологических схем безлюдной выемки угля из тонких пластов // Добыча угля подземным способом. 1978, №3. - с.66-69.

77. Шевяков Л.Д. О расчете прочных размеров и деформаций целиков // изв. АН СССР, 1941, №7-9, с.3-13, с.49-58.

78. Шерман Д.И. К вопросу о напряженном состоянии междукамерных целиков // изв. АН СССР, 1952, №6-7, с.840-857, с.992-1010.

79. Шиман М.И. Предотвращение затопления калийных рудников. М.: Недра, 1992.

80. Шультхайс К. Опыт применения шнекобуровой выемки угля на шахте «Вальзум» // Глюкауф 1967. №21 (рус.) - с. 15-27.

81. Ягнаков А.Ф„ Семенов Ю.Н., Лебедев В.Е. Выемка угля бурошнековым способом. -М.: Недра, 1976. — 120 с.

82. Ягодкин Г.И., Мохначев М.П., Кунтыш М.Ф. Прочность и деформируемость горных пород в процессе их нагружения. М.: Наука.-1971. 148 с.

83. Яковлев Н.Е. Геомеханическое обоснование технологических решений по снижению потерь в целиках // Геомеханическое обоснование технологических решений при разработке руд подземным способом, сб. науч.тр. под ред. Курленя М.В. Новосибирск. - 1984. с.77-83.

84. Brummer R. FLAC and numerical modeling in geomechanics / Proceedings of the third International FLAC Symposium Sudbury, Canada, 21-24 October 2003. Rotterdam: A.A. Balkema publishers, 2003.

85. D.V.Hutton. Fundamentals of finite element analysis. The McGraw-Hill Companies Inc., 2004

86. Follington I., Leisemann B. Super auger for coal mining // Australian Mining. 1997. №6.

87. Herget G. Stresses in rock. Rotterdam: A.A.Balkema Publishers, - 1988 — 179 p.

88. Hustrulid W.A., Bullock R.L. Underground mining methods: engineering fundamentals and international case studies. Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc., 2001. - 718 p.

89. G. Morali Mohan, P.R. Sheorey, A. Kushwaha. Numerical estimation of pillar strength in coal mines // International journal of Rock

90. Mechanics and Mining Sciences. 2001, №38

91. Jayanthu S., Singh T. N., Singh D. P. Stress distribution during extraction of pillars in a thick coal seam // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2004, № 3 (37) - pp. 171-192

92. Jeremic M.L. Ground mechanics in hard rock mining. Rotterdam: A.A.Balkema Publishers, 1987. - 537 p.

93. Jeremic M.L. Rock mechanics in salt mining. Rotterdam: A.A. Balkema publishers, 1994.

94. Lux, Karl-Heinz. Gebirgsmechanischer Entwurf und Felderfahrungen im Salzkavernenbau: e. Beitr. zur Entwicklung von Prognosemodellen fur d. Hohlraumbau im duktilen Salzgebirge. Stutgart: Enke, 1984.

95. Potash case study: Information supplied by the International Fertilizer Industry Association // Mining, Minerals and Sustainable Development. -2002, №65

96. Salamon M.D.G. Elastic analysis of displacement and stresses induced by the Mining of seem of reef deposits Part I, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., 1963, vol. 63, pp. 128-149.

97. Salamon M.D.G. A method of designing bord and pillar workings // The Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy. -1994. №3.

98. Swift G. M., Reddish D. J. Underground excavations in rock salt // Geotechnical and Geological Engineering. 2005, №23. — pp. 17—42.