Параметры отработки пласта в сложных горно-геологических условиях в районе Везенбергского уступа

THE SUMMARY

 

The introduced degree project consists of an explanatory slip (125 sheets) and graphic part (6 sheets). In 14 working face (in seven panels) simultaneously work in mine , which one provide production capacity of mine 1 mln. tons of fells shale annually. In the project the problems of opening-up, development, mining, ventilation, undeground transport, rise, organization of activities on mine etc, are reviewed

In a special part of the project the parameters of improvement of a seam in composite geological conditions in region Vezenberg bench are justified. In such conditions it is offered to conduct improvement of a seam with usage chamber-wall mining method with leaving paxillate Is whole.

 

АННОТАЦИЯ

 

Представленный  дипломный проект состоит из пояснительной записки (125 листов) и графической части (6 листов). В шахте в одновременно работает 14 очистных забоев в семи панелях, которые обеспечивают производственную мощность 1млн. тонн горючего сланца в год. В проекте рассмотрены вопросы вскрытия, подготовки, очистной выемки, вентиляции, подземного транспорта, подъёма, организации работ на шахте и др.

В специальной  части проекта обоснованы параметры  отработки пласта в сложных горно-геологических условиях в районе Везенбергского уступа. В таких условиях предложено вести отработку пласта с использованием камерно-стобовой системы разработки с оставлением столбчатых целиков.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Характеристика  района и месторождения

Основные  параметры шахты и подсчет  запасов

Вскрытие  и подготовка шахтного поля

Организация работ по шахте

Подъем

Капитальные выработки

Проект проходки

Система разработки

Обоснование параметров технологической схемы  выемки 
сланца в сложных горно-геологических условия

Подземный транспорт

Вентиляция

Водоотлив

Подземное освещение

Электроснабжение и оборудование

Автоматизация производственных процессов и стационарных 
установок

Техника безопасности и противопожарные мероприятия

Мероприятия по рациональному использованию  недр и охране 
окружающей среды

Гражданская оборона

Литература

 

1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА И МЕСТОРОЖДЕНИЯ

1.1. Характеристика района.

Ленинградское месторождение  горючих сланцев расположено  на северо-западе Ленинградской области является восточным крылом Прибалтийского бассейна. Граница с западным крылом проходит по реке Нарва. Северная граница ленинградского месторождения определяется эрозионным срезом промпласта вдоль "Везенбергского уступа", восточная и южная границы проведены на основании требования кондиций к мощности и качеству сланцевого пласта. Общая протяженность промышленной залежи с запада на восток около 55 км при ширине от 15 до 22 км.

Месторождение занимает площадь около 2000 км² и состоит из нескольких крупных площадей и участков: Междуреченский, Правобережье реки Плюсса, Восточный участок.

Междуреченская  площадь, расположенная между реками Нарвой и Плюссой, в свою очередь на Северный участок и поле шахты "Кировская".

Все шахтные  поля и участки, расположенные на площади правобережье р. Плюссы, кроме северо-восточной и юго-восточной частей центрального участка, объединены в поле шахты "Ленинградская".

Центром сланцедобывающей и сланцеперерабатывающей промышленности является г. Сланцы. Здесь находится три действующих шахты: им. С.М. Кирова, "Ленинградская" и шахта N 3. Есть крупный сланцеперерабатывающий завод, вырабатывающий из горючих сланцев: бытовой газ, сланцевую смолу и многие другие химические продукты. На местных известняках работает цементный завод, имеется комбинат строительных деталей, ТЭЦ и др. Транспортировка добытого сланца осуществляется по железнодорожной магистрали Гдов-Санкт-Петербург и шоссейной трассе. Все шахты связаны между собой и с промышленным центром железнодорожной и автомобильной дорогами.

Добываемый  сланец является энергетическим и ценным химическим сырьем, из которого на СПЗ вырабатывают газ для бытовых услуг, топочный мазут, дубители, газовый бензин, сланцевую смолу и многое другое. Зола сланцев частично используется в качестве вяжущего компонента при производстве сланцезольного кирпича на кирпичном заводе.

Климат территории умеренно-влажный, переходный от континентального к морскому, с относительно низкой температурой, с продолжительным безморозным периодом. Погода неустойчивая, преобладают юго-западные ветры. За год выпадает 600-700 мм осадков, наибольшее число дней с осадками приходится на апрель-июнь.

Разрушение устойчивого  снежного покрова и вскрытие рек  наступает в конце марта - начале апреля.

1.2 Геологическая  характеристика.

Разрабатываемый промышленный пласт горючих сланцев, приуроченный к кукерскому горизонту среднего ордовика, моноклинально пологого, погружается в юго-восточном направлении под углом 10-15 градусов и соответственно залегает на глубине 30-135 м. Спокойное, практически горизонтальное залегание пласта осложнено неровностями гипсометрии подошвы пласта, трещиноватостью и закарстованностью. Вмещающие промышленный пласт породы ордовика (карбонатные породы) представлены известняками, доломитами и мергелями.

Промышленный  пласт имеет сложное строение и представлен 4 слоями сланца, пересекающимися  прослоями известняков. Повсеместно  распространена так называемая "ложная кровля". Общая мощность пласта составляет 1,84-2,34 м, преимущественно 2,04-2,21 м, полезная 0,93-1,32 м, преимущественно 0,94-1,24 м.

Почва промпласта представлена известняками таллиннского горизонта. Покрывающая толща сложена слоями известняков, мергелей, горючих и глинистых сланцев с прослойками глин. До высоты 25 м над кровлей промпласта отдельные слои пород, слагающих массив, имеют мощность от 0,02 до 0,6 м. Выше мощность отдельных слоев достигает 1 м и только на высоте от 40 до 50 м от кровли пласта залегают прочные слои доломитов мощностью до 4 м.

Особенно  тонкими слоями сложена толща  пород до 12 м над кровлей промпласта, мощность отдельных слоев которой не превышает 0,4 м. Покрывающие промпласт породы относительно хорошо выдержаны как по составу, так и по мощности, однако на участках месторождения с малой глубиной залегания часть верхних слоев отсутствует.

Для Ленинградского месторождения характерна следующая  закономерность: снижение качественных показателей промпласта в направлении с севера на юг. Средний градиент уменьшения мощности пласта составляет 0.008 м/км, снижение теплоты сгорания 22 ккал/кг/км.

Теплота сгорания горной массы в объеме "ложная кровля" - 4 слой составляет:

на севере 1600-1700 ккал/кг; на юге    1300-1400 ккал/кг.

Теплота сгорания горной массы по чистым сланцевым  слоям:

на севере 3000-3100 ккал/кг;

на юге    2500-2600 ккал/кг.

На действующих  шахтах по добыче сланца промпласт  отрабатывается в объеме 2/3 "ложная кровля" - 3 слой горючего сланца. Вынимаемая мощность составляет 1,6-1,8 м.

1.3. Горно-геологические  условия.

Горно-геологические    условия    Ленинградского    месторождения    горючих    сланцев характеризуются:

относительно  спокойным, практически горизонтальным залеганием пласта;

небольшой глубиной залегания;

выдержанной мощностью пласта;

наличие в  основной кровле и почве пласта устойчивых скальных пород;

наличием   в   карбонатной   толще   пород   водоупоров,   ограничивающих   обводнение выработок поверхностными водами и атмосферными осадками;

хорошей обогатимостью  сланца;

промпласт не опасен по газу.

Осложняющие факторы:

закарстованность  и трещиноватость пород карбонатного массива и особенно промпласта; обводненность вмещающих пород.

Дополнительные  осложняющие факторы, влияющие на ведение горных работ:

уменьшение   мощности   карбонатных   пород   в   кровле   пласта   в   северной   части Ленинградского месторождения, что оказывает решающее влияние на устойчивость непосредственной кровли в забоях;

уменьшение  мощности пласта и снижение его качества в южной части шахтного поля.

Карстовые   нарушения   приурочены   к   трещинам   северо-восточного    направления, распространены по всей территории месторождения. Каждый третий выемочный блок испытывает влияние карстовых нарушений и 2% сланца заменено глиной.

1.4. Гидрогеологические  условия.

Гидрогеологические  условия Прибалтийского бассейна являются весьма сложными из-за значительной мощности и высокой водообильности известняковой толщи, вмещающий промпласт.  Водообильность этой толщи непостоянна как в вертикальном, так и вгоризонтальном направлениях и в большей мере зависит от степени ее трещиноватости и закарстованности.

В толще коренных пород  западной части Ленинградской области  установлено наличие четырех    относительно    самостоятельных    водоносных    зон,    условно    называемых горизонтами, которые приурочиваются к следующим стратеграфическим слоям:

Везенбергским и невским.

Итферским и верхней  части кукерских.

Нижней части кукерских  и эхиносферитовым.

Оболовым  и верхнекембрийским.

1.5. Качественные  характеристики промышленного пласта.

Кондициями  по Ленинградскому месторождению горючих  сланцев установлены следующие требования:

- минимальная мощность промпласта для условий открытой разработки - 0,9 м, для подземной разработки по внешнему контуру -1,2 м;

- минимальная теплота сгорания (ОД) горной массы по пластопересечению с учетом 100% включения «ложной кровли» и внутрипластовых прослоев известняков - 1450 ккал/кг.

Таблица 1.1.

Усредненная качественная характеристика пород промышленного пласта

Индекс   или наименование слоя	Wа		Аd	С02d	Теплота сгорания Qбd	Выход смолы
	%		%	%
					ккал/кг	%
Горючие сланцы
1	0,32-0,5		50-52,7	18-18,7	2200-2700	19,4-19,6
2	0,34-0,48		51-52	16-16,6	2780-3240	25,7-26
3	0,42-0,55		40,3-41	11-11,6	4290-4740	32,3-32,7
4	0,51-0,56		60-61,5	16,1-18,9	1790-2200	15,2-15,4
Породные прослои
ложная кровля		0,12-0,2 0,12-0,19 0,31-0,39 0,12-0,24 0,12-0,28 0,21-0,27	61-61,6 58,3-59,5 63,1-63,9 61,1-61,9 57,2-58,9 64,7-65,5	30,3-30,8 36,1-36,8 22,1-22,5 37,1-37,7 35,3-36,7 30,1-30,9	620-690 410-580 1100-1200 0 510-680 0	- - - - - -
спутник
Мергелистый сланец
«плита»
«кулак»
«синюха»

 

 

 

 

1.6. Генетический тип  месторождения, условия образования  и факторы контроля.

Ленинградское месторождение горючих сланцев относится к осадочному сапропелевому типу. Для него характерны: большая площадь распространения, однородность петрографического и химического состава водорослевого органического вещества. Формация образована в платформенных условиях. Расположена она на южном склоне Балтийского щита.

Формирование сланценосной толщи происходило в иловой впадине, располагающейся в области шельфа в некотором удалении от берега, на глубине порядка десятков метров при максимальном развитии ордовикской трансгрессии.

Для формации характерно чистое переслаивание горючих сланцев  с известняками, содержащими органическое вещество.

Основным  контролирующим фактором является приуроченность промышленного пласта сланцев к кукерскому горизонту среднего ордовика. 

            2.ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШАХТЫ И  ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ

Таблица 2.1.

Запасы по шахтам на 1.01.97 г.

Запасы	Балансовые, тыс.т.	Промышленные тыс.т.
Шахта «Ленинградская»:
по горной массе	420630	269118
по горючему ел	192768	123364
Шахта 3:
по горной массе	38127	25230
по горючему сланцу	17537	11604
Суммарные запасы по шахтам:
по горной массе	458757	294418
по горючему сланцу	210305	134968

Таким образом  суммарные запасы для шахты с  существующей технологией составляют:

Q_п=294418000 тонн.

Срок службы шахты определяется по формуле:

(2.1)

где:

Qп - промышленные запасы;

А_г - производственная мощность шахты.

Производственная мощность шахты составляет:

по горной массе А_г=4800000 тонн год;