Поверхность соленосной толщи образует инверсионную структуру, формирование которой связано с процессами древнего подземного выщелачивания, активно протекавшего в краевых частях распространения соленосных отложений и в зонах разрывных нарушений.

При ведении горных работ, в подземных выработках, встречено большое количество трещин тектонического генезиса, секущих калийные горизонты. Трещины преимущественно вертикальные, смещение пород по ним отсутствует. Исследованиями установлено две системы таких трещин, согласующихся по простиранию с региональными разломами, обрамляющими месторождение.

1.3 Качественная характеристика калийного

горизонта

Третий калийный горизонт (-430м) приурочен к 13-ой соляной пачке. В пределах шахтного поля распространён повсеместно.

Абсолютные отметки подошвы пласта составляют в южной части -300м, в северо-восточном направлении пласт погружается до -520м.

Горизонт имеет трёхслойное строение и подразделяется на три пачки (сверху вниз): верхнюю сильвинитовую, среднюю глинисто-карнолитовую, нижнюю карнолитовую.

Верхняя сильвинитовая пачка представляет собой горизонтальное переслаивание сильвинита, а иногда сильвинито-карнолитовой породы и каменной соли. Мощность сильвинитовых прослоев колеблется от 0,15м до 0,30м, прослои каменной соли имеют мощность от 0,30м до 0,60м.

Мощность верхней сильвинитовой пачки изменяется от 1,5м (скв.23) до 4,45м (скв.1). Среднее содержание KCL – 17%, НО – 5,45%. Запасы верхней сильвинитовой пачки отнесены к забалансовым.

Средняя глинисто-карнолитовая пачка состоит из чередующихся прослоев глины, карнолитовых, сильвинито-карнолитовых пород и каменной соли. Прослои глины и карнолитовой породы сосредоточены главным образом в средней части пачки. Мощность прослоев глины колеблется от 1-2см до 35см, карнолита – от нескольких сантиметров до 0,65м.

Мощность средней глинисто-карнолитовой пачки изменяется от 4,45м (скв.26) до 16,7м (скв.5).

В разрезе нижней сильвинитовой пачки, состоящей из чередующихся прослоев сильвинита и каменной соли, выделено 6 сильвинитовых слоёв (1-6 снизу вверх).

Мощность сильвинитовых слоёв изменяется от 0,15м до 1,30м, разделяющей их каменной соли – от 0,50м до 1,35м. На балансе предприятия стоят запасы сильвинитовых слоёв 2-4.

Нижняя сильвинитовая пачка Третьего калийного горизонта является основным рабочим пластом. Мощность этой пачки колеблется от 2,0м (скв.5) до 9,05м (скв.13).Среднее содержание KCL – 21,5%, НО – 6,67%.

Подстилающие горизонт породы представлены каменной солью с глинистыми прослоями от 1мм до 5 ÷ 7см мощностью около 6м. Ниже залегают породы 12-ой глинисто-карбонатной пачки.

1.4 Промышленные и извлекаемые запасы

проектируемого горизонта

Все запасы полезного ископаемого выявленные в пределах шахтного поля (горизонта), которые экономически выгодно разрабатывать при современном уровне развития технологии добычи полезных ископаемых называются балансовыми.

Балансовые запасы калийного пласта в пределах горизонта рассчитываются по формуле:

Q_Б = S ∙ m ∙ γ, м (1.4.1)

где: S – площадь калийного пласта в шахтном поле, (22 536 000 м²) ;

m – средняя мощность балансовой части пласта, (1,97 м);

γ - плотность руды, (2,11 т/м³).

Q_б = 22 536 000 ∙ 1,97 ∙ 2,11= 93 675 391 т.

Площадь распространения пласта и его средняя мощность принимается согласно исходным данным к дипломному проекту.

Балансовые запасы включают промышленные запасы и общешахтные (проектные) потери. К общешахтным потерям относят не запасы, которые не планируются к извлечению по техническим причинам (например, оставляемые в охранных целиках, под горнотехническими сооружениями и т.д.)

Промышленные запасы определяются по формуле:

Q_п = K∙Q_б, т (1.4.2)

где: К – коэффициент, учитывающий общешахтные потери определяется по формуле:

К = (Q_б – П) / Q_б (1.4.3)

где: П – общешахтные потери ( принимается 0,93-0,95)

К = (93 675 391  – 0,94) = 0,99

93 675 391

Q_п = 0,99 · 93 675 391  = 92 738 637 т

Извлекаемые запасы калийного горизонта определяется по формуле:

Q_и = К_и ∙ Q_п, м (1.4.4)

где: Ки - коэффициент извлечения, К_и при разработке Старобинского месторождения коэффициент извлечения  можно ориентировочно принимать: при камерной системе разработки с оставлением жестких целиковК_и принимается от 0,35 до 0,5;

Q_и = 0,5 ∙ 92 738 637 = 46 369 319 т

1.5 Краткая геологическая характеристика

проектируемого горизонта

Шахтное поле 1 РУ расположено в юго-западной части Старобинского месторождения калийных солей. На западе, севере, и востоке граничит с шахтными полями 2, 3 и 4 РУ.

Рельеф района месторождения равнинный. Лишь в северной его части встречаются холмообразные возвышенности конечно-моренных гряд. Абсолютные отметки земной поверхности изменяются от +137.9 до +173.2м.

Третий калийный горизонт в пределах шахтного поля залегает на глубинах от 430 до 715м с погружением пласта в северо-восточном направлении под углом 1-3^. Горизонт подразделяется на три пачки - верхнюю сильвинитовую, среднюю галитовую и нижнюю сильвинитовую. Нижняя сильвинитовая почка представляет собой продуктивный пласт, в разрезе которого выделяется шесть сильвинитовых слоев, разделенных слоями каменной соли. Промышленное значение имеют II,III и IV сильвинитовые слои. Средняя мощность промышленной почки составляет 4,5 м.

Соленосные отложения над кровлей калийных горизонтов является естественной водозащитной толщей. Мощность их в северо-восточной части шахтного поля над Вторым и Третьим горизонтами составляет 150 и 300 м соответственно. Комплексными исследованиями, проведенными ВНИИГом и ПО "Беларуськалий", было установлено, что большая часть глинисто-мергелевой толщи безводна и водоупорна, и слагающие ее породы обладают хорошими водозащитными свойствами. Мощность водоупорной части ГМТ составляет 180-300м. Таким образом, общая мощность водозащитной толщи составляет 200-350м над кровлей Второго калийного горизонта и 240-540м - над кровлей Третьего горизонта. На Старобинском месторождении, с типично свободными газами выделяются сорбированные газы.

Сорбционная способность солей выше углей, так как соли быстрее принимают газ при возрастании давления. Гнездовые газы занимают различного рода пустоты внутри пластов калийных солей, образованные в результате тектонических нарушений и разрывов пород. В состав газов входят: инертные газы 38-52%, метан 8,4-12,4%, водород 7,9-11,7%, сероводород 5,2-7,6%. Особую опасность при разработке месторождения представляют газодинамические явления (ГДЯ).

Опасность ГДЯ при проведении слоевых выработок, как показывает опыт, приурочено к местам геологических нарушений (мульды погружения и трещин), на участках полного замещения слоев каменной соли и сильвинита глинисто-карналлитовыми породами. Наиболее эффективным мероприятием по снижению опасности ГДЯ при проведении подготовительных выработок представляет профилактическое бурение дегазационных шпуров. Относительная газообильность очистных забоев по метану составляет с учетом коэффициента неравномерности выделений 0,2 м³/т добычи.

Добываемая руда состоит из двух минералов - сильвина (KCl) и галита (NaCl). Крепость руды колеблется от 2 до 4 по Протодьяконову. Крепость вмещающих пород 1,5-2,0. Руда и вмещающие породы устойчивы и не слёживаются. Плотность руды 2,09-2,11 т/м³.

Рудничная пыль образуется при проходке, очистных работах, ведении буровых, взрывных, погрузочно-разгрузочных и транспортных работ.

Содержание пыли в главных панельных выработках составляет до 70 мг/м³, на рабочих местах проходчика и машинистов (комбайна, самоходного вагона) до 700 мг/м³.Сопротивляемость соляных пород резанию составляет до 450 кг/см.

Кровля в призабойном пространстве лав почти постоянно сохраняет устойчивое состояние, а при выходе за крепь расслаивается по глинистым прослойкам и при величине консоли 0,62,6м обрушается слоями толщиной 10-40см. Кровлю можно характеризовать как средней (шаг обрушаемости непосредственной кровли составляет 26м) по обрушаемости за крепью и устойчивой в призабойном пространстве.