Министерство  Образования и Науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра 
 
 
 
 
 

Допускаю  к защите

Профессор

“___”____________2010 г. 
 
 
 

Курсовой  проект по дисциплине

Вскрытие  и подготовка на тему:

«Вскрытие месторождения Тыретский Солерудник» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент группы

Проверил: профессор  
 
 

Оценка  за курсовой проект _________________ 
 
 
 
 
 

2010 г.

Оглавление

Введение

       В 1969 году началась разработка Тыретского месторождения каменной соли, вскрытого  двумя центрально сдвоенными стволами крупного сечения, которое находится в 1,5 км к северу-востоку от железнодорожной станции Тыреть, расположенной на транссибирской магистрали в Заларинском районе Иркутской области. Тыретский солерудник заложен в Ангарско-Ленском соленосном районе, по своим залежам самом крупном в Восточной Сибири. Соль древнего океана залегает гигантскими пластами под толщей сибирской земли. Высокое качество каменной соли Тыретского месторождения подтверждено сертификатами соответствия.

         В настоящее время Тыретский солерудник — единственное предприятие от Урала до Дальнего Востока, добывающее каменную соль и предлагающее богатейший ассортимент соляной продукции. Выданная из шахты на поверхность каменная соль поступает на солефабрику для переработки, упаковки и затаровки. Тыретская соль используется во всех сферах производства продуктов питания, для животноводства, обработки шкур и мехов, химической водоочистки, производства хлора и каустика, приготовления буровых растворов, в качестве противогололедного материала, для лечебно-профилактических целей и пр.

       Добыча  тыретской соли происходит шахтовым образом на глубине 600 метров. Тыретская шахта — единственная в своем роде. Никто в мире не добывает соль на такой глубине. Подземная добыча экологически чистой пищевой соли осуществляется на уровне современных мировых технологий с применением высокопроизводительного горнодобывающего оборудования.

       Система  разработки и эксплуатации тыретского месторождения соли охарактеризована в данной работе. Рассмотрены два способа его вскрытия и представлено графическое изображение возможных конкурирующих схем, включающих вертикальный геологический разрез и план месторождения с указанием вскрывающих выработок. С помощью математических расчетов обоснована и подтверждена целесообразность вскрытия тыретского месторождения вертикальным стволом.

1.Общие  сведения и характеристика участков, планируемых к отработке

      1.1. Общие сведения  об участках, планируемых  к отработке

          Тыретское месторождение каменной  соли расположено в Заларинском  районе Иркутской области, в 1,5км к северо-востоку от железнодорожной станции Тыреть Восточно-Сибирской железной дороги и пос. Тыреть, в 240 км к северо-западу от Иркутска  Его площадь составляет 12 км² при ширине от 3 км и длине 4км.

          В орографическом отношении площадь Тыретского месторождения представляет собой слабо всхолмленную равнинную территорию с абсолютными отметками высот 400–475 м и относительными превышениями 30–50 м.

          Горные работы на месторождении  ведутся по 5-му пласту каменной  соли в пределах западного фланга северной части предоставленного ОАО «Тыретский солерудник» горного отвода. Площадь горного отвода составляет 1 000 га. 

       Отработка запасов 5-го пласта каменной соли  была рекомендована ГКЗ СССР к первоочередной отработке. Объемы запасов по этому пласту, которые по результатам детальной разведки Тыртского месторождения каменной соли утвердила ГКЗ СССР протоколом №4181 от 21 декабря 1963 года и дополнением к нему от 18 ноября 19964 года.

          В процессе проведения капитальных  и подготовительных горных выработок в период с 1997 года по 2002 год была произведена доразведка 5-го пласта каменной соли в пределах западной части горного отвода. В результате, проведенных геологоразведочных работ запасы были увеличены по категориям В и С₁.

          В настоящее время солерудник работает в объеме первой очереди с производительностью 500 тыс. т в год.

          Участки, на которых планировалось проводить горные работы в 2009 году, расположены в западной части панели П–2-з, которая расположена в средней части западного фланга северной части горного отвода. Она имеет размеры 560 х 900 м. 

          В пределах участков, запасы на  которых планируются к отработке, проведены подготовительные горные выработки. Исключение составляют панельные вентиляционные сбойки № 2-з и № 3-з.

          Для обеспечения проветривания очистных камер, в которых в 2009 году будут проводиться горные работы, планируется проходка вентиляционных сбоек № 2 и № 3 на участках этих камер.

      1.2. Геологическая характеристика участков, планируемых к отработке

          В геологическом строении участков, планируемых к отработке принимают участие породы четвертичного, верхне- и нижнекембрийского возрастов.

          Четвертичные отложения развиты  в пределах всех участков. Их  мощность составляет 8,5–10м. Они представлены почвенно-растительным слоем мощностью 0,3 м и песчаноглинистыми отложениями с примесью обломочного материала, в основном карбонатных пород.

          Верхнекембрийские отложения представлены  породами верхоленской свиты. Они в пределах участков развиты не повсеместно и представлены осинской пачкой серых с зеленоватым оттенком глинистых, плотных, переходящих в мергели доломитов. Мощность этих отложенний составляет 0–11,5м.

          Нижнекембрийские отложения представлены  ангарской, булайской и бельской  свитами. Свиты по литологическим  признакам подразделяются на подсвиты–нижнею и верхнюю.

          Верхнеангарская подсвита представлена:

       – пачкой водорослевых известняков и  доломитов со средней мощностью 9,4 м;

       – пачкой карбонатных брекчий и  мергелей со средней мощностью 14,7 м;

       – пачкой светло-серых, кавернозных доломитов со средней мощностью 14,5 м;

       - пачкой мергелистых доломитов  со средней мощностью 31,5 м;

       – пачкой серых доломитов со средней  мощностью 29,2 м.

          Мощность верхнеангарской подсвиты  изменяется от 80,5 м до 99 м.

          Нижнеангарская подсвита представлена пачками коричневато-серых доломитов с трилобитами, массивных доломитов, брекчированных известняков и мергелистых доломитов имеющими среднюю мощность 40,2 м, 87 м и 100 м. Породы этой подсвиты залегают в интервале глубин 109–345 м.

          Коричневато-серые доломиты мелкозернистые, толсто- и среднеплитчатые, массивные, участками трещиноватые, иногда кавернозные за счет выщелачивания кальцита. По плоскостям напластования и по трещинам развиты налеты и корочки глинисто-битуминозного вещества.

          Массивные доломиты мелко- и  микрозернистые, участками косослоистые, в отдельных прослоях кавернозные, со стилолитовыми швами, редко брекчированные и перемятые, часто трещиноватые. Среди доломитов встречаются прослои  известняков и известняковых доломитов. По плоскостям напластования встречаются налеты глинисто-битуминозного вещества.

          Пачка брекчированных известняков  и мергелистых доломитов представлена  серыми и темно-серыми, микро- и мелкозернистыми, массивными, косослоистыми, трещиноватыми, брекчированными, со стилолитовыми швами доломитами. В средней части имеются прослои серых мелкозернистых, массивных редко брекчированных известняков. По всей мощности пачки встречаются прослои мергелистых и глинистых, серых с зеленоватым оттенком доломитов. По плоскостям наслоения часто встречаются черные налеты глинисто-битуминозного вещества.

          Верхнебулайская подсвита расположена  в интервале глубин 337–423 м. Ее средняя мощность составляет 77,75 м. Подсвита представлена светло- темно- и коричневато-серыми доломитами от микро- до мелкозернистых. Доломиты массивные, толстоплитчатые, в верхней части средне- и тонкоплитчатые со стилолитовыми швами, бугристой поверхностью на- слоения, трещиноватые, в нижней части кавернозные.

          По трещинам и плоскостям напластования имеются налеты и корочки глинисто-битуминозного вещества.

          Нижнебулайская подсвита, залегает в интервале глубин 413–496,55 м. ЕЕ средняя мощность составляет 72,63 м. Подсвита, представлена переслаивающимися коричневато-серыми, мелкозернистыми, толстоплитчатыми доломитами с налетами черного глинисто-битуминозного вещества, с доломито-ангидритами брекчированными, глинисто-серыми с зеленоватым оттенком.

          В интервале глубин 461–468,5 м залегают красно-бурые, тонкозернистые с глинисто-доломитовым цементом песчаники. В песчаниках имеются включения ангидрита и прослойки аргиллита.

          К верхнебельской подсвите приурочены  отложения каменной соли. Эти  отложения характеризуются чередованием пластов каменной соли, засоленных доломитов, доломито-ангидритов и реже ангидритов.

          В этой подсвите вскрыто десять  пластов каменной соли мощностью  от 0,6 м до 17,3 м.

          Верхняя граница верхнебельской  посвиты проходит по кровле первого пласта (486,2–496,55 м), а нижняя по подошве десятого пласта каменной соли (607 – 613,1 м).

          В настоящее время в эксплуатации  находится 5-й пласт каменной  соли. Простирание пласта широтное. Он моноклинально погружается в северо-восточном направлении. В этом же направлении пласт падает, Угол падения пласта не превышает 1⁰.

          Пласт выдержан по мощности. Его мощность на участках очистных камер, планируемых к отработке, изменяется от 15 м до 18 м. Средняя мощность 5-го пласта каменной соли, определенная по данным эксплуатационной разведки составляет 16,5 м.

          Каменная соль 5-го пласта бесцветная  со стеклянным блеском и сероватым оттенком, прозрачная и полупрозрачная. В верхней части пласта часто встречается каменная соль с розоватым оттенком.

          Структура каменной соли разнозернистая  чаще крупнозернистая и гигантозернистая. Текстура массивная, спайность совершенная.

          В пласте локально по его  мощности встречаются ограниченные  по площади слои и гнезда  монокристаллической каменной соли, в которых монокристаллы имеют размеры граней от дух до нескольких сантиметров.

          В геологическом разрезе пласта наблюдаются слои темной каменной соли мощностью 2–4см с прослойками галопелита мощностью 4–8 мм. На расстоянии 2–2,5 м ниже контакта каменная соль – покрывающие породы расположен самый мощный слой темной каменной соли мощностью 0,13–0,16 м.

          В верхней части пласта встречаются гнезда галопелита, поперечные размеры которых достигают 0,4–0,6 м. Чаще всего они приурочены к более мощному слою темной каменной соли.

          Содержание хлористого натрия  в каменной соли 5-го пласта  изменяется от 97 % до 99,8 % и в среднем составляет 98,27 %.

      1.3. Применяемая система разработки и вскрытия

          Для отработки запасов каменной  соли 5-го пласта применяется камерная система разработки с оставлением для поддержания покрывающей соляной пласт пород ленточных междукамерных и панельных целиков. Для предотвращения разубоживания каменной соли в кровле и почве очистных камер оставляются предохранительные целики. Оставляемые в кровле предохранительные целики (потолочины) выполняют, в некоторой степени, роль естественной крепи.

          Вскрытие месторождение осуществлено двумя вертикальными стволами, расположенными на расстоянии 150 м друг от друга и горнокапитальными выработками, пройденными по 5-му пласту каменной соли. Главный ствол пройден на глубину 620 м, а вспомогательный –  на глубину 560 м

          Горнокапитальными выработками  (главный и северный конвейерные штреки; главный, северный и фланговый вентиляционные штреки) вскрыты запасы 5-го пласта в пределах западного фланга северной части горного отвода.

          В результате проведения панельных вентиляционного и конвейерного штреков П-2-з и вентиляционных сбоек № 2-з и № 3-з оконтурены запасы каменной соли в пределах панели П–2-з.

          Имеющийся объем капитальных  и подготовительных горных выработок  позволяет запасы  в панели  П–2-з и, в частности, на участках очистных камер, в которых планируется проведение горных работ в 2009 году считать подготовленными к очистной выемке.

          Отработка запасов каменной соли  в очистных камерах в текущем  году проводится в соответствии с планом развития горных работ на 2008 год. Исключение составляет очистная камера № 18, в которой отработка запасов по условиям безопасности приостановлена.

          На 01.10.08 г. отработаны запасы в полном объеме в очистных камерах № 16, 32, 33 дорабатываются запасы в очистной камеры № 34, 17, отработан первый слой очистной камеры № 46, пройдена ПВС № 2-з на участке длиной 100 м.

          Согласно запланированным на 2008 год мероприятиям по рациональному  и комплексному использованию  и охране недр в 2008 году отработка запасов в очистных камерах производилась по схеме, при которой запасы первого слоя в очистных камерах отрабатывались комбайном Урал-20 КСА, последующие слои – комбайном Урал-10А, а для доработки запасов в кровле и почве внедрен комбайн избирательного действия Урал-70. При отработке запасов по такой схеме извлечение запасов в очистной камере увеличилось в среднем на 1 320 т.

          В процессе горных работ осуществлялся  систематический контроль за  соблюдением проектных параметров системы разработки, развитием проявлений горного давления и устойчивостью горных выработок.

2. Эксплуатация и  разведка горных  выработок месторождения  «Тыретский солерудник»

      2.1. Мониторинг геологической среды

          Для обеспечения полной, рациональной  и безопасной отработки запасов  каменной соли, охраны геологической среды от влияния техногенных процессов на ОАО «Тыретский солерудник» проводится мониторинг геологической среды.

          Мониторинг геологической среды  включает:

       - контроль за полнотой извлечения  запасов и соблюдением проектных  решений по ведению горных работ и параметрам конструктивных элементов системы разработки;

       - наблюдения за деформациями опорных  целиков и   предохранительных  целиков (потолочин), оставляемых в кровле очистных камер;

       - наблюдения за сдвижением земной  поверхности под влиянием горных  выработок;

       - инженерно-гидрогеологические наблюдения  в горных выработках и наблюдения за режимом подземных вод;

       - работы по доизучению недр.

          Контроль за полнотой извлечения  запасов, ведением горных работ  и параметрами конструктивных элементов системы разработки осуществляется в соответствии с геолого-маркшейдерскими нормативными документами и рабочим проектом на отработку запасов.

       Наблюдения  за деформациями опорных и предохранительных  целиков (потолочин) проводятся в соответствии с проектом «Организация и проведение наблюдений за состоянием конструктивных элементов системы разработки на опытно-промышленном участке ФГУП «Тыретский солерудник» Москва, 2005г., Рег. №13-02-ПД-00192-2005.

          Согласно этому проекту на солеруднике осуществляются периодические визуальные и инструментальные наблюдения за проявлениями горного давления в горных выработках. Согласно результатам наблюдений конструктивные элементы системы разработки сохраняют длительную устойчивость. Скорость деформации сжатия опорных целиков не превышает 10 мкм/сут.

          По мере развития горных работ  в соответствии с проектом  оборудуются наблюдательные пункты  за деформацией сжатия опорных  целиков и за прогибом и  расслоением предохранительных целиков в кровле очистных камер.

       Наблюдения  за сдвижением земной поверхности осуществляются согласно проекту «Организация наблюдений за сдвижением земной поверхности на «Тыретском солеруднике», п. Тыреть. 1999г».

          В настоящее время эти наблюдения  осуществляются по двум профильным линиям включающим 135 грунтовых реперов. За период с 1999 года по 2008 год проведено пять циклов наблюдений. При этом, оседания земной поверхности над горными выработками не зарегистрированы.

          Гидрогеологические наблюдения  в горных выработках осуществляются согласно «Инструкции по геолого-гидрогеологическому обслуживанию «Тыретского солерудника» п. Тыреть, 2001г., а за режимом подземных вод согласно проекту «Наблюдений за режимом подземных вод на Тыретском месторождении каменной соли» п. Тыреть, 1995г., Рег. №14-96-1/7. При инженерно-гидрогеологических обследованиях горных выработок установлено, что локально выделяющиеся на почве горных выработок рассолы высокометаморфизованы и ограничены в объеме.

          Доизучение недр производится  в процессе опережающей и сопровождающей эксплуатационной разведки. Результаты эксплуатационной разведки свидетельствуют о том, что каменная соль 5-го пласта согласно ГОСТ Р51574-2000 «Соль поваренная пищевая» соответствует высшему и первому сортам.

      2.2. Эксплуатация, геологоразведочные работы

         В 2009 году геологоразведочные работы проводились в объемах опережающей и сопровождающей эксплуатационной разведки.

          При проведении опережающей эксплуатационной  разведки решаются задачи по уточнению литологических особенностей строения верхней части 5-го пласта, прочностных и реологических свойств каменной соли.

          Для решения этих задач предусматривается  проведение горнопроходческих и буровых работ, отбор проб каменной соли для технического и химического опробования, документация горных выработок и кернового материала, лабораторные исследования.

          Горнопроходческие работы проводятся по проходке эксплуатационно-разведочных горных выработок, которые по направлению и расположению совпадают с ПВС №2-з и №3-з, ЦКШ, центральной выемочной рассечной выработкой, СПВС и камерным разрезным штреком № 1.

         Проходка эксплуатационно-разведочных  горных выработок на гор. (-71) м осуществляеться таким образом, чтобы в их кровле оставалась пачка каменной соли не мене 3,5 м.

          По мере проходки эксплуатационно-разведочных  горных выработок в их кровле в разведочных точках буровым станком БСК-2м производиться колонковое бурение скважин диаметром 100мм. Кроме этого будут отбираться монолитных блоков.

          В каждой разведочной точке  предусматривается бурение 2-х  скважин. Полученный при бурении скважин керн документируеться, герметически упаковывается и укладывается в специальные керновые ящики и с монолитными блоками направляется для исследований прочностных и реологических свойств каменной соли.

          Объем проходки эксплуатационно-разведочных выработок составляет около 1 979 м, а бурения скважин –152 м. При этом планируется отобрать 8 монолитных блоков каменной соли.

          При проведении сопровождающей  эксплуатационной разведки решаются задачи по уточнению особенностей строения 5-го пласта, количества и качества каменной соли в пределах намеченного к отработке участка.

          Для решения этих задач осуществляется бурение шпуров в кровле и почве камер до вмещающих пород, геологическое документирование камер и отбор проб каменной соли для химического опробования. Бурение шпуров производиться с интервалом 20 м. Отбор проб для химического опробования производиться бороздовым и горстьевым способами.

3. Оптимизация способа  вскрытия месторождения  «Тыретский солерудник»

       Для технико-экономическом сравнения способов вскрытия месторождения «Тыретский солерудник» необходимо учесть следующие затраты:

• капитальные затраты на проведение вскрывающих основных (стволов, штолен) и вспомогательных выработок (квершлагов, околоствольных дворов, капитальных рудоспусков, штреков);
• эксплуатационные расходы (на поддержание указанных выработок, откатку подземную и на поверхности, подъем и водоотлив).

       Подсчет стоимостей производится по укрупненным  показателям.

       Ниже  рассчитаны величины, имеющие одинаковое значение при обоих способах вскрытия.

       Балансовые  запасы месторождения «Тыретский солерудник»  рассчитываем по формуле:

      16.5*4200*2600*2.1=378378000 т;

где 

– нормальная мощность=16,5 м;

– длина месторождения по простиранию=4200 м;

– ширина месторождения=2600 м; 

Количество  руды, добываемой при разработке месторождения  с учетом потерь и разубоживания:

378378000*0,23/(1-0)=87026940 т;

где

– коэффициент извлечения руды=0,23;

– коэффициент разубоживания=0.

Срок отработки  месторождения  лет:

87026940/2000000=43года.

где А - годовая производительность рудника=2000000 т. 

Вспомогательный вентеляционный ствол используется для спуска и подъёма людей, и  тех оборудования,водоотлива   и проветривания горных выработок, а так же служит вторым выходом  на поверхность в случае аварии.

Так как  вентиляционный ствол проходится как в том так и в другом случаях капитальные и эксплутационные затраты связанные с функционированием этого ствола.

Затраты на проведение оклоствольных дворов и штреков их поддержание, транспорту соли по штрекам из расчётов исключены  как равноценные.  

      3.1. Одноступенчатое  вскрытие вертикальным  стволом по рудному  телу.

       Площадь сечения вертикального ствола: 

S_в⁼ 23,4 + 3,6 А

23,4+3,6*2000000=31 м²

где

А =2000000 средняя  годовая производительность месторождения  с учетом резерва, млн.т.

       Площадь поперечного сечения выработки (штрека), принимаем равной 20 м кв- площади поперечного сечения проходческого очистного комбайна УРАЛ 20 КС.

Часовая производительность скипового подъема:

1,15*2000000/305*21=359 т/час

где

 - коэффициент резерва=1,15;

 - продолжительность работы скипового подъёма в течение суток =21 ч;

- число рабочих дней в году=305. 

       Грузоподъемность  по Киселеву для месторождения: