Натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами Старобинского месторождения калийных солей Республики Беларусь
Представлено окремі результати натурних досліджень за визначенням висоти розповсюдження зони техногенних водопровідних тріщин на калійних копальнях в Республіці Білорусь. Some results of field (mine) observation by definition of total height of distribution zone of man-caused water-conducting fractu...
Saved in:
| Date: | 2009 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2009
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/15936 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами Старобинского месторождения калийных солей Республики Беларусь / А.Д. Смычник, И.С. Невельсон, В.Н Дешковский // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 92-99. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860197729623343104 |
|---|---|
| author | Смычник, А.Д. Невельсон, И.С. Дешковский, В.Н. |
| author_facet | Смычник, А.Д. Невельсон, И.С. Дешковский, В.Н. |
| citation_txt | Натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами Старобинского месторождения калийных солей Республики Беларусь / А.Д. Смычник, И.С. Невельсон, В.Н Дешковский // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 92-99. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Представлено окремі результати натурних досліджень за визначенням висоти розповсюдження зони техногенних водопровідних тріщин на калійних копальнях в Республіці Білорусь.
Some results of field (mine) observation by definition of total height of distribution zone of man-caused water-conducting fractures on potash mines in the Republic of Belarus presented.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:09:22Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
92
УДК 622.838:622.363.2
НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ
ВЫСОТЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЗОНЫ ТЕХНОГЕННЫХ
ВОДОПРОВОДЯЩИХ ТРЕЩИН НАД
РАЗРАБАТЫВАЕМЫМИ ПЛАСТАМИ
СТАРОБИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КАЛИЙНЫХ
СОЛЕЙ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Смычник А. Д., Невельсон И. С., Дешковский В. Н.
(ОАО «Белгорхимпром», г. Минск, Республика Беларусь)
Представлено окремі результати натурних досліджень за
визначенням висоти розповсюдження зони техногенних водопро-
відних тріщин на калійних копальнях в Республіці Білорусь.
Some results of field (mine) observation by definition of total
height of distribution zone of man-caused water-conducting fractures
on potash mines in the Republic of Belarus presented.
Защита соляных рудников от затопления всегда была и ос-
тается одной из основных задач обеспечения безопасных условий
разработки месторождений полезных ископаемых. Это в полной
мере относится и к Старобинскому месторождению калийных со-
лей, расположенному на юге Минской области Республики Бела-
русь, отработка запасов которого начата с 1962 г. В начальный
период освоения Старобинского месторождения в качестве ос-
новной и единственной системы разработки была принята камер-
ная система. В дальнейшем, по мере более глубокого изучения
геологических и гидрогеологических условий месторождения,
стала применяться столбовая система разработки с управлением
кровлей полным обрушением, позволяющая значительно повы-
сить полноту извлечения полезного ископаемого из недр, но уве-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
93
личив при этом интенсивность деформирования горного массива,
включая отложения водозащитной толщи.
Внедрению впервые в мире на соляных месторождениях
столбовой системы разработки с управлением кровлей полным
обрушением предшествовали обширные теоретические и натур-
ные исследования, проведенные ВНИИГ в 70-е годы прошлого
столетия по изучению процесса формирования над разрабаты-
ваемыми калийными пластами зоны водопроводящих трещин
(ЗВТ), включая метод моделирования на эквивалентных материа-
лах с дальнейшим проведением натурных исследований, бурени-
ем специальных исследовательских скважин. В результате прове-
дения этих исследований было установлено, что при отработке
одного калийного пласта лавами высота зоны формирования тех-
ногенных водопроводящих трещин в условиях Старобинского
месторождения не превышает сорокакратную вынимаемую мощ-
ность пласта, что и легло в основу разработки нормативных до-
кументов [1, 2], регламентирующих условия применения этой
системы разработки, преобладающей в настоящее время.
При разработке свиты соляных пластов (двух и более) высо-
та зоны развития техногенных водопроводящих трещин над
верхним (1-м) отрабатываемым пластом от суммарного влияния
отработки всех пластов НТ, м, определяется в настоящее время
согласно [1, 2] решением уравнения, выведенного теоретически
1 пр1 1 2 пр2 2 пр
Т Т 1 2 Т 1
... 1i i i
i
d m S d m S d m S
Н Н Н Н Н− −
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
+ + + =
+ ∆ + ∆
, (1)
где d1, d2, …, di – параметры, определяемые в зависимости
от системы разработки для каждого из разрабатываемых пластов
соответственно;
пр1m , пр2m , …, imпр – приведенные вынимаемые мощности
разрабатываемых платов, м;
1S , 2S , …, iS – коэффициенты, учитывающие степень влия-
ния выемки разрабатываемых пластов на развитие водопроводя-
щих трещин в зависимости от взаимного положения (смещения в
плане) границ остановки очистных работ;
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
94
∆H1–2, ∆H1–3, …, ∆H1–i – расстояние по вертикали между 1-м
и 2-м, 1-м и 3-м,…, 1-м и i-м пластами (от кровли до кровли), м.
Для столбовой системы разработки параметр d определяется
по формуле
d = 46 - 0,01H, (2)
где Н – глубина ведения горных работ, м.
В уравнении (1) учитывает наихудший вариант нисходящей
(одновременной) выемки пластов. Опыт отработки Старобинско-
го месторождения показывает, что имеет место нисходящий, вос-
ходящий и смешанный порядки отработки пластов. При этом
разрыв во времени между отработкой пластов может достигать
нескольких десятков лет. К тому же ранее велась отработка толь-
ко двух калийных горизонтов, то в настоящее время техногенная
нагрузка на отдельных участках месторождения значительно уве-
личена. Количество отрабатываемых горизонтов в настоящее
время достигает четырех. В связи с появлением новых условий и
недостаточной изученностью данных вопросов на Старобинском
месторождении (рудники 1, 3РУ) начато проведение исследова-
ний, направленных на определение высоты ЗВТ над очистными
выработками с различным сроком отработки и изучение законо-
мерностей трещинообразования при различном порядке отработ-
ки пластов.
На руднике 1РУ исследования проводятся на Первом калий-
ном горизонте (гор. -200 м) и горизонте каменной соли
(гор. -305 м).
С гор. -200 м рудника 1РУ осуществлено бурение с продув-
кой нисходящей скважины №1 глубиной 45,6 м (рис. 1).
Массив горных пород на данном участке дважды подрабо-
тан. Первичная подработка осуществлена лавой Второго калий-
ного горизонта (гор. -264 м) с mв = 2,45 м в ноябре 1983 г. По-
вторно массив подработан горными работами Третьего калийно-
го горизонта (гор. -430 м): в апреле 1985 г. по слою IV лавой
№ 10 с mв = 1,27 м; в апреле 1988 г. по слоям II, II-III, III лавой
№ 20 с mв = 2,17 м. В процессе бурения выполнялись: опрессовка
скважины сжатым воздухом, наблюдения за уровнем отжимных
рассолов, обследование ствола скважины с помощью видеозонда.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
95
Исследованиями установлено отсутствие открытых трещин, со-
единяющих скважину с выработанным пространством. Данные
выводы основаны на аэрокаротаже (0,8 МПа по стволу скважи-
ны), а так же наблюдениях за уровнем поступающих в скважину
отжимных рассолов из глинисто-карбонатных пачек, который по-
стоянно увеличивался, достиг устья скважины и создавал избы-
точное давление до 0,94 МПа (рис. 2).
Рис. 1. Положение выработанных пространств отработан-
ных пластов в районе участка бурения скважины
№ 1на гор. -200 м рудника 1РУ
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
96
Рис. 2. Уровни и избыточное давление рассола в нисходя-
щей скважине №1 (гор. -200 м рудника 1РУ)
Вероятнее всего спустя 20-25 лет открытые трещины закры-
лись и не создают при этом явно выраженной гидравлической
связи с выработанным пространством на высоте 15-17 м от кров-
ли пласта Второго калийного горизонта, отработанного столбо-
вой системой разработки с полным обрушением кровли.
На другом участке исследований (гор. -305 м рудника 1РУ)
пробурена нисходящая скважина № 3-1 (рис. 3).
Гость
Rectangle
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
97
Рис. 3. Положение выработанных пространств отработан-
ных пластов в районе участка бурения скважины
№ 3-1на гор. -305 м рудника 1РУ
Массив, горных пород на данном участке дважды подрабо-
тан горными работами Третьего калийного горизонта (по IV
сильвинитовому слою лавой № 39 с mв = 1,23 м в январе 1999 г. и
по слоям II, II-III, III лавой № 68 с mв = 2,22 м в ноябре 2005 г.).
На глубине 121,2 м произошло полное поглощение промывочной
жидкости, что свидетельствует о вскрытии скважиной зоны мак-
ротрещин, соединяющихся с выработанным пространством
Третьего калийного горизонта. Произведен тампонаж макротре-
щин и в настоящее время выполняются гидрогеологические ис-
следования.
Для изучения условий роста техногенных водопроводящих
трещин в результате повторной подработки на Втором калийном
горизонте (гор. -420 м) рудника 3РУ впервые в горной практике
на Старобинском месторождении пройдены исследовательские
Гость
Rectangle
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
98
выработки в поле ранее отработанной лавы № 1 с потолочиной 3
и 5 м выше кровли пласта и подсечением зоны техногенных тре-
щин над бортовым штреком лавы. Следует отметить, что на вы-
соте 3÷8 м при общем оседании подработанной толщи на вели-
чину вынимаемой мощности над границей выработанное про-
странство-целик на стенках выработок выявлены вертикальные
секущие трещины. В выработанном пространстве под углом 55º
над его границей выявлены зоны разрывов и прогиба слоев пород
с амплитудой до 0,9 м (рис. 4).
а) б)
а) стенка выработки, пройденной с потолочиной 3 м над лавой;
б) стенка выработки, пройденной с потолочиной 5 м над лавой.
Рис. 4. Зоны разрывов и прогиба породных слоев над грани-
цей выработанного пространства лавы № 1 гор.-
420 м рудника 3РУ
Далее предполагается производить наблюдения за поведе-
нием трещин (их раскрытие, изменения амплитуды сброса и т.д.)
во времени в результате повторной подработки массива лавой
Третьего калийного горизонта.
Следует отметить, что представленные результаты по опре-
делению высоты ЗВТ необходимо считать предварительными,
поскольку они основаны на бурении одиночных скважин на каж-
дом из исследуемых участков и оценке проницаемости массива
по наличию в нем макротрещин. При достаточном количестве
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
99
экспериментальных данных возможен учет фактора времени пу-
тем введения соответствующих коэффициентов.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Указания по защите рудников от затопления в условиях Ста-
робинского месторождения: согл. Госпроматомнадзором РБ
03.01.1995 – Минск, 1994. – 50 с.
2. Правила по защите рудников от затопления в условиях Ста-
робинского месторождения: согл. Проматомнадзором РБ
11.10.2006 – Минск, 2006. – 104 с.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-15936 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:09:22Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Смычник, А.Д. Невельсон, И.С. Дешковский, В.Н. 2011-02-03T14:48:24Z 2011-02-03T14:48:24Z 2009 Натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами Старобинского месторождения калийных солей Республики Беларусь / А.Д. Смычник, И.С. Невельсон, В.Н Дешковский // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 92-99. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/15936 622.838:622.363.2 Представлено окремі результати натурних досліджень за визначенням висоти розповсюдження зони техногенних водопровідних тріщин на калійних копальнях в Республіці Білорусь. Some results of field (mine) observation by definition of total height of distribution zone of man-caused water-conducting fractures on potash mines in the Republic of Belarus presented. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами Старобинского месторождения калийных солей Республики Беларусь Article published earlier |
| spellingShingle | Натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами Старобинского месторождения калийных солей Республики Беларусь Смычник, А.Д. Невельсон, И.С. Дешковский, В.Н. |
| title | Натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами Старобинского месторождения калийных солей Республики Беларусь |
| title_full | Натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами Старобинского месторождения калийных солей Республики Беларусь |
| title_fullStr | Натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами Старобинского месторождения калийных солей Республики Беларусь |
| title_full_unstemmed | Натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами Старобинского месторождения калийных солей Республики Беларусь |
| title_short | Натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами Старобинского месторождения калийных солей Республики Беларусь |
| title_sort | натурные исследования по определению высоты формирования зоны техногенных водопроводящих трещин над разрабатываемыми пластами старобинского месторождения калийных солей республики беларусь |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/15936 |
| work_keys_str_mv | AT smyčnikad naturnyeissledovaniâpoopredeleniûvysotyformirovaniâzonytehnogennyhvodoprovodâŝihtreŝinnadrazrabatyvaemymiplastamistarobinskogomestoroždeniâkaliinyhsoleirespublikibelarusʹ AT nevelʹsonis naturnyeissledovaniâpoopredeleniûvysotyformirovaniâzonytehnogennyhvodoprovodâŝihtreŝinnadrazrabatyvaemymiplastamistarobinskogomestoroždeniâkaliinyhsoleirespublikibelarusʹ AT deškovskiivn naturnyeissledovaniâpoopredeleniûvysotyformirovaniâzonytehnogennyhvodoprovodâŝihtreŝinnadrazrabatyvaemymiplastamistarobinskogomestoroždeniâkaliinyhsoleirespublikibelarusʹ |