satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2022-21-6-455-463sat-2613Research ArticleГЕОДЕЗИЯ И РАЗРАБОТКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХGEODESY AND MININGСлоевая выемка Третьего калийного пласта с уменьшенной мощностью межслоевой потолочиныLayered Excavation of the Third Potash Seam with Reduced Thickness of Interlayer CeilingПетровскийБ. И.PiatrouskiB. I.

Доктор технических наук, профессор 

г. Солигорск

 

Soligorsk

ПоляковА. Л.PaliakouA. L.

Кандидат технических наук, доцент  

г. Солигорск

 

Soligorsk

МисниковВ. А.MisnikouV. A.

Кандидат технических наук 

Адрес для переписки:Мисников Владимир Аркадьевич –Научно-производственное унитарное предприятие «Институт горного дела»ул. Козлова, 69, 223710, г. Солигорск, Республика БеларусьТел.: +375 174 26-28-47sigd@list.ru

 

Address for correspondence; Misnikou Vladimir A. -Research and Production Unitary Enterprise “Institute of Mining”69, Kozlova str.,223710, Soligorsk, Republic of BelarusTel.: +375 174 26-28-47sigd@list.ru

sigd@list.ruШафиковМ. Г.ShafikauM. G.

г. Солигорск

Soligorsk

Солигорский филиал Белорусского национального технического университетаБеларусьBranch of the Belarusian National Technical UniversityBelarusИнститут горного дела, Научно-производственное унитарное предприятиеБеларусьInstitute of Mining Research and Production Unitary EnterpriseBelarus202209122022216455463Copyright © Петровский Б.И., Поляков А.Л., Мисников В.А., Шафиков М.Г., 20222022Петровский Б.И., Поляков А.Л., Мисников В.А., Шафиков М.Г.Piatrouski B.I., Paliakou A.L., Misnikou V.A., Shafikau M.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/2613

Третий калийный пласт Старобинского месторождения в основном отрабатывается по технологии слоевой выемки. Сущность технологии заключается в опережающей выемке верхней лавой сильвинитового слоя 4 и совместной выемке отстающей нижней лавой слоев 2, 2–3 и 3 под защитой межслоевой пачки каменной соли 3–4 (потолочины), оставляемой в выработанном пространстве. Мощность потолочины в соответствии с требованиями нормативного документа должна составлять не менее 0,8 м. В то же время на шахтном поле рудника Третьего рудоуправления имеются участки с уменьшенной до 0,66–0,70 м мощностью потолочины. Целью исследований авторов являлось определение возможности безопасной отработки Третьего калийного пласта по технологии слоевой выемки с уменьшенной мощностью потолочины. В процессе натурного эксперимента изучены геологическое строение и прочностные свойства пород потолочины, ее устойчивость в призабойном пространстве и интенсивность нагружения забойной крепи нижних лав. Методы исследования включали также анализ литературных источников и статистическую обработку полученных данных. Установлено, что уменьшение мощности потолочины на 0,10–0,14 м от требуемой не оказывает существенного влияния на ее прочность, при этом она сохраняет устойчивость в призабойном пространстве нижних лав. Основные показатели проявления горного давления в исследуемых нижних лавах – скорость нарастания забойной крепи в очистных циклах и опускание кровли в призабойном пространстве – не превышали аналогичные показатели в лавах с требуемой мощностью потолочины. Полученные данные свидетельствуют о возможности безопасной отработки Третьего калийного пласта по технологии слоевой выемки при мощности межслоевой пачки каменной соли 3–4 не менее 0,66 м. При этом несущая способность забойной крепи должна составлять не менее 550 кН/м2.

The third potash seam of the Starobinsky deposit is mainly mined using the layered mining technology. The essence of the technology lies in the advance excavation of the 4th sylvinite layer by the uppere lava and the joint excavation of  layers 2, 2–3 and 3 by the lagging lower lava under the protection of the interlayer pack of rock salt 3–4 (ceiling) left in the goaf. The thickness of the ceiling in accordance with the requirements of the regulatory document should be at least 0.8 m. At the same time, in the mine field of the mine of the Third Mine Administration, there are areas with a ceiling thickness reduced to 0.66–0.70 m. The purpose of the author’s research was to determine the possibility of safe mining of the Third potash seam using the layered mining technology with a reduced thickness of the ceiling. In the course of a full-scale experiment, the geological structure and strength properties of the rocks of the ceiling, its stability in the bottomhole space and the intensity of loading of the bottomhole lining of the lower lavas have been studied in the paper. The research methods also included the analysis of literary sources and statistical processing of the obtained data. It has been established  that a decrease in the thickness of the ceiling by 0.10–0.14 m from the required one does not have a significant effect on its strength, while it remains stable in the near-bottom space of the lower longwalls. The main indicators of the manifestation of rock pressure in the studied lower longwalls – the rate of increase of the bottomhole lining in the stope cycles and the lowering of the roof in the bottomhole space – did not exceed the similar indicators in the longwalls with the required thickness of the ceiling.  The obtained data indicate the possibility of safemining of the Third potash seam using the layered excavation technology with the thickness of the interlayer rock salt pack 3–4 not less than 0.66 m. In this case, the bearing capacity of the bottomhole lining should be at least 550 kN/m2.   

горно-геологические условиягорное давлениепризабойное пространстволавапотолочиназабойная крепьстатистическая обработка данныхmining and geological conditionsrock pressurebottomhole spacelavaceilingbottom hole supportstatistical data processingReferencesРезультаты шахтных испытаний двухслоевой выемки Третьего пласта на Старобинском месторождении / В. А. Сорокин [и др.] // Горный журнал. 1985. № 12.С. 10–13.Sorokin V. A., Piatrouski B. I., Bublis A. F., Kalinichenko P. I. (1985) Results of Mine Tests of a Two-Layer Excavation of the Third Layer at the Starobinsky Field. Gornyi Zhurnal, (12), 10–13 (in Russian).Опыт двухслоевой выемки мощного пласта сложного строения / А. Ф. Бублис [и др.] // Технология и безопасность горных работ в калийных рудниках: межвуз. сб. науч. тр. Пермь, 1985. С. 17–22.Bublis A. F. [et al.] (1985) Experience of Two-Layer Excavation of a Thick Layer of Complex Structure. Tekhnologiya i Bezopasnost' Gornykh Rabot v Kaliinykh Rudnikakh: Mezhvuz. Sb. Nauch. Tr. [Technology and Safety of Mining Operations in Potash Mines: Inter-University Collection of Scientific Papers]. Perm, 17–22 (in Russian).Слоевая выемка Третьего пласта на Старобинском месторождении калийных солей / В. А. Сорокин [и др.]. Л.: ВНИИГ, 1986. С. 4–14.Sorokin V. A., Piatrouski B. I., Nikolaev Yu. N. [et al.] (1986) Layered Excavation of the Third Layer at the Starobinsky Potash Deposit. Leningrad, All-Russian Research Institute of Hydraulic Engineering named after B. E. Vedeneev, 4–14 (in Russian).Петровский, Б. И. Совершенствование подготовки длинных столбов для слоевой выемки Третьего пласта / Б. И. Петровский, А. Ф. Бублис, В. А. Сорокин // Совершенствование разработки калийных месторождений: межвуз. сб. науч. тр. Пермь, 1987. С. 6–11.Piatrouski B. I., Bublis A. F., Sorokin V. A. (1987) Improving the Preparation of Long Pillars for Layered Excavation of the Third Layer. Sovershenstvovanie Razrabotki Kaliinykh Mestorozhdenii: Mezhvuz. Sb. Nauch. Tr. [Improving the Development of Potash Deposits: Inter-University Collection of Scientific Papers]. Perm, 6–11 (in Russian).Анализ случаев динамических проявлений основной кровли на призабойное пространство нижних лав при слоевой выемке Третьего калийного пласта / В. А. Губанов [и др.] // Горная механика. 1999. № 2. С. 12–16.Gubanov V. A., Volkov B. A., Polyakou A. L. [et al.] (1999) Analysis of the Cases of Dynamic Manifestations of the Main Roof on the Bottomhole Space of the Lower Lavas During the Layered Excavation of the Third Potash Seam. Gornaya Mekhanika [Mining Mechanical Engineering], (2), 12–16 (in Russian).Петровский, Б. И. Повышение эффективности и безопасности отработки Третьего калийного пласта длинными очистными забоями / Б. И. Петровский // Промышленная безопасность. 2006. № 10. С. 18–20.Piatrouski B. I. (2006) Improving the Efficiency and Safety of the Third Potash Seam Mining with Longwalls. Promyshlennaya Bezopasnost [Industrial Safety], (10), 18–20 (in Russian).Кириенко, В. М. Новая технология слоевой выемки пласта Третьего калийного горизонта / В. М. Кириенко, В. А. Тараканов, В. М. Железняк // Горный журнал. 2010. № 8. С. 34–36.Kirienko V. M., Tarakanov V. A., Zheleznyak V. M. (2010) New Technology for Layered Mining of the Third Potash Horizon. Gornyi Zhurnal, (8), 34–36 (in Russian).Инструкция по применению систем разработки на Старобинском месторождении. Солигорск, 2018. 146 с.Instructions for the Use of Development Systems at the Starobinsky Field. Soligorsk, 2018. 146 (in Russian).Обобщить результаты исследований и выдать рекомендации по безопасной отработке 2,2–3,3 слоев нижними лавами с уменьшенной потолочиной в восточной и северо-восточной частях шахтного поля гор. – 620 м рудника 3 РУ: отчет о НИР (заключит. по дог. № 41/21, этап 3) / Унитарное предприятие «Институт горного дела»; рук. Б. И. Петровский, исполн.: В. А. Мисников [и др.]. Солигорск, 2021. 48 с. № ГР 20212386.Piatrouski B. I., Misnikou V. A. [et al.] (2021). To Summarize the Research Results and Issue Recommendations for the Safe Mining of 2.2–3.3 Layers of Lower Longwalls with a Reduced Ceiling in the Eastern and Northeastern Parts of the Minefield of the Mountains. 620 m of 3 RU Mine: Research Report (Final Report for the Contract. No 41/21, Stage 3). Soligorsk. 48 (in Russian).Видякин, В. В. ГИС-технологии при добыче полезных ископаемых. Специализированная корпоративная геоинформационная система MapManager / В. В. Видякин, М. А. Журавков, О. Л. Коновалов. Минск: Изд. центр БГУ, 2004. 208 с.Vidyakin V. V., Zhuravkov M. A., Konovalov O. L. (2004) GIS-Technologies in the Extraction of Minerals. Specialized Corporate Geo-Information System MapManager. Minsk, Publishing Center of the Belarusian State University. 208 (in Russian).Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии: ГОСТ 21153.2–84. Введ. 01.07.1986. М.: Госстандарт, 1986. 8 с.State Standard 21153.2–84. Rocks. Methods for Determining the Ultimate Strength in Uniaxial Compression. Moscow, Gosstandart Publ., 1986. 8 (in Russian).Инструкция по охране и креплению горных выработок на Старобинском месторождении. Солигорск, 2018. 197 с.Instructions for the Protection and Fastening of Mine Workings at the Starobinsky Deposit. Soligorsk, 2018. 197 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.