vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2022-67-2-182-190vestift-735Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ, МЕХАНИКАMECHANICAL ENGINEERING AND MECHANICSРазработка технологии доизвлечения запасов калийной руды из ранее отработанных панелей на глубинах свыше 600 метров Старобинского месторождения калийных солейDevelopment of technology for additional extraction of potash ore reserves from previously mined out panels at the depths exceeding 600 metres of the Starobin potash salt depositГоловатыйИ. И.GolovatyI. I.

 Головатый Иван Иванович – генеральный директор 

 ул. Коржа 5, 223710, Солигорск, Минская область 

 Ivan I. Golovaty – General Director 

 5, Korzh Str., 223710, Soligorsk, Minsk Region 

belaruskali.office@kali.byЧижикС. А.ChizhikS. A.

Чижик Сергей Антонович – академик Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук, профессор, первый заместитель Председателя Президиума Национальной академии наук Беларуси; главный научный сотрудник, Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси

пр. Независимости, 66, 220072, Минск 

 ул. П. Бровки, 15, 220072, Минск 

Sergei A. Chizhik – Academician of the National Academy of Sciences of Belarus, D. Sc. (Engineering), Professor, First Deputy Chairmanof the Presidium of theNational Academy of Sciences of Belarus; Chief Researcher, A.V. Luikov Heat and Mass Transfer Institute of National Academy of Sciences of Belarus  

 

chizhik_sa@tut.byПетровскийА. Б.PetrovskiyA. B.

 Петровский Андрей Борисович – заместитель главного инженера по горным работам

ул. Коржа 5, 223710, Солигорск, Минская область 

Andrey B. Petrovskiy – Deputy Chief Engineer for Mining

5, Korzh Str., 223710, Soligorsk, Minsk Region 

belaruskali.office@kali.byПрушакВ. Я.PrushakV. Ya.

Прушак Виктор Яковлевич – академик Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук, профессор, технический директор 

ул. Козлова, 69, 223710, Солигорск, Минская область 

Viktor Ya. Prushak – Academician of the National Academy of Sciences of Belarus, D. Sc. (Engineering), Professor, Technical Director 

 69, Kozlov Str., 223710, Soligorsk, Minsk Region 

ipr@sipr.byОАО «Беларуськалий»JSC “Belaruskali”Президиум Национальной академии наук БеларусиPresidium of the National Academy of Sciences of the Republic of BelarusСолигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производствомSoligorsk Institute of Resource Saving Problems with Pilot Production202202072022672182190Copyright © Головатый И.И., Чижик С.А., Петровский А.Б., Прушак В.Я., 20222022Головатый И.И., Чижик С.А., Петровский А.Б., Прушак В.Я.Golovaty I.I., Chizhik S.A., Petrovskiy A.B., Prushak V.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/735

Изучена возможность продления срока службы рудника Третьего рудоуправления ОАО «Беларуськалий» за счет доизвлечения запасов сильвинитовой руды, оставленных на глубинах свыше 600 м в отработанных ранее панелях шахтного поля Третьего калийного горизонта Старобинского месторождения калийных солей. Установлено, что в период с 1971 по 1980 г. значительная часть южного направления шахтного поля на площади более 5.3 млн м2 была отработана очистными ходами по слоям 2, 2–3, 3 без выемки 4-го сильвинитового слоя. Объем оставленных запасов полезного ископаемого в отработанных панелях составляет более 22 млн т. При этом имеется прямой доступ к этим панелям со стороны главных южных штреков. В результате изучения геологического строения отработанных панелей установлено, что под воздействием горного давления, подработанный 4-й сильвинитовый слой принял вид пласта волнообразного профиля, мощностью около 1 м, который покоится на сдавленных межкамерных целиках и на уплотненных породах слоев 2, 2–3, 3 разрушенных межходовых целиков, заполнивших пространство очистных ходов. Такое геологическое строение пласта делает возможным извлечение полезного ископаемого с применением технологии слоевой селективной выемки последовательно верхней и нижней лавами. В результате изучения устойчивости выработок, пройденных по очистным ходам и межкамерным целикам, в условиях разной привязки кровли установлено, что при подготовке очистных лав наиболее рациональными местами заложения подготовительных выработок являются участки ранее отработанные камерной системой, при этом наиболее высокую устойчивость выработок при расположении в очистных блоках камерной системы обеспечит привязка их кровли с прирезкой 0,15 м 4-го сильвинитового слоя. В этом случае их прогнозируемый безремонтный срок службы, даже без применения специальных способов охраны, составит от 3,5 до 8 лет. На основании результатов исследования сделан вывод о технической возможности и экономической целесообразности доизвлечения запасов сильвинитовой руды, оставленных в западных панелях южного направления шахтного поля Третьего калийного горизонта рудника Третьего рудоуправления, отработанных более 40 лет назад камерной системой разработки с использованием технологии слоевой селективной выемки пласта очистными лавами. При минимальных капитальных и организационно-технических затратах извлечение указанных запасов полезного ископаемого позволит предприятию выпустить дополнительно около 5,5 млн т калийных удобрений.

Studied the possibility to extend the life of the Production Unit no. 3 mine of JSC “Belaruskali” through the additional extraction of sylvinite ore reserves left in the previously mined panels of the mine field of the 3rd potash level. It was determined, that during the period from 1971 to 1980 a considerable part of the southern direction of the mine field on the area of more than 5,3 million m2 was mined by the roadways on the layers 2, 2–3, 3 without the mining of the 4th sylvinite layer. The volume of the leftover reserves of minerals in the mined panels makes more than 22 million tons. There is direct access to these panels from the main southern gates. As a study result of geological structure of the mined panels it was determined that under the influence of rock pressure the undermined sylvinite layer no. 4 took the form of a wave-shaped seam with the capacity of about 1 meter which rests on compressed inter-chamber pillars and on compressed rocks of layers 2, 2–3, 3 of destroyed inter-roadway pillars, which fills the space of the roadways. Such geological structure of the seam enables to extract minerals using the technology of selective layer mining by successive top and bottom faces. As a study result of the stability of the mine workings performed along the roadways and inter-chamber pillars under conditions of different roof positioning, it was determined that during the preparation of the faces the most advantageous locations for development workings are the areas previously mined by the room and pillar mining system. In this case, the highest stability of mine workings located in the stopes of the room and pillar mining system will be provided by their roofing location with cut of 0.15 m of the 4th sylvinite layer. When this occurs, their predicted life without repair, even without the use of special protection methods, would be between 3.5 and 8 years. Based on the results of the study, a conclusion was made on the technical possibility and economic feasibility of additional extraction of sylvinite ore reserves left in the western panels of the southern direction of the mine field of the 3rd potash level of the Production Unit no. 3 mine, finished over 40 years ago by the room and pillar mining system using selective layer mining technology by the longwall faces. With minimal capital, organizational and technical expenditures, the extraction of these reserves will allow the company to produce additionally 5.5 million tons of potash fertilizers.

рудникпласточистные камерыкалийная рудагеологическое строениеmineseamstopespotash oregeological structureReferencesZubov V. P., Smychnik A. D., Kirienko V.M. Enhancement of the development system of the 3rd potash seam at the mines of PA “Belaruskali”. Zapiski Gornogo instituta = Journal of Mining Institute, 2006, vol. 168, no. 3, pp. 15–18 (in Russian).Zubov V. P., Smychnik A. D., Kirienko V.M. Enhancement of the development system of the 3rd potash seam at the mines of PA “Belaruskali”. Zapiski Gornogo instituta = Journal of Mining Institute, 2006, vol. 168, no. 3, pp. 15–18 (in Russian).Podlesnyi I. A., Getmanov V. N., Petrovskii B. I., Nosulya I. E. Technology of the layer mining while developing the 3rd potash level of the Starobin deposit. Gornyi zhurnal = Mining Journal, 2018, no. 8, pp. 59–64 (in Russian). https://doi.org/10.17580/gzh.2018.08.08Podlesnyi I. A., Getmanov V. N., Petrovskii B. I., Nosulya I. E. Technology of the layer mining while developing the 3rd potash level of the Starobin deposit. Gornyi zhurnal = Mining Journal, 2018, no. 8, pp. 59–64 (in Russian). https://doi.org/10.17580/gzh.2018.08.08Polyakov A. L. Analysis of the geological structure of the roof of the 3rd potash layer at the Starobin potash deposit. Gornaya mekhanika [Mining Mechanics], 2002, no. 2, pp. 30–36 (in Russian).Polyakov A. L. Analysis of the geological structure of the roof of the 3rd potash layer at the Starobin potash deposit. Gornaya mekhanika [Mining Mechanics], 2002, no. 2, pp. 30–36 (in Russian).Puzanov D. A., Mozgovenko M. S., Gubanov V.A. Study results on the stability of mine openings when they are driven in the 4thsylvinite layer, undermined by the bottom face, PU 3 mine, JSC Belaruskali. Gornaya mekhanika i mashinostroenie [Mining Mechanics and Mechanical Engineering], 2014, no. 1, pp. 26–34 (in Russian).Puzanov D. A., Mozgovenko M. S., Gubanov V.A. Study results on the stability of mine openings when they are driven in the 4thsylvinite layer, undermined by the bottom face, PU 3 mine, JSC Belaruskali. Gornaya mekhanika i mashinostroenie [Mining Mechanics and Mechanical Engineering], 2014, no. 1, pp. 26–34 (in Russian).Gubanov V. A., Puzanov D. A., Mozgovenko M. S., Erokhin K. A., Podlesny I. A., Petrovsky A. B., Dolgikh A. S. Study of manifestations of rock pressure in development and stope workings during mining the underworked and left reserves in the 4thsylvinite layer and inter-stope pillar by the test face No. 11-3 of the level – 620 m, PU 3 mine, JSC Belaruskali. Gornaya mekhanika i mashinostroenie [Mining Mechanics and Mechanical Engineering], 2017, no. 2, pp. 5–18 (in Russian).Gubanov V. A., Puzanov D. A., Mozgovenko M. S., Erokhin K. A., Podlesny I. A., Petrovsky A. B., Dolgikh A. S. Study of manifestations of rock pressure in development and stope workings during mining the underworked and left reserves in the 4thsylvinite layer and inter-stope pillar by the test face No. 11-3 of the level – 620 m, PU 3 mine, JSC Belaruskali. Gornaya mekhanika i mashinostroenie [Mining Mechanics and Mechanical Engineering], 2017, no. 2, pp. 5–18 (in Russian).Gubanov V. A., Puzanov D. A., Mozgovenko M. S., Erokhin K. A., Podlesny I. A., Petrovsky A. B., Dolgikh A. S. Justification of mining and maintenance methods of development workings of a test face on extraction of the 4th underworked sylvinite layer and of written-off reserves in the inter-stope pillars of the level – 620 m, PU 3 mine, JSC Belaruskali. Gornaya mekhanika i mashinostroenie [Mining Mechanics and Mechanical Engineering], 2016, no. 4, pp. 5–17 (in Russian).Gubanov V. A., Puzanov D. A., Mozgovenko M. S., Erokhin K. A., Podlesny I. A., Petrovsky A. B., Dolgikh A. S. Justification of mining and maintenance methods of development workings of a test face on extraction of the 4th underworked sylvinite layer and of written-off reserves in the inter-stope pillars of the level – 620 m, PU 3 mine, JSC Belaruskali. Gornaya mekhanika i mashinostroenie [Mining Mechanics and Mechanical Engineering], 2016, no. 4, pp. 5–17 (in Russian).Polyakov A. L., Gubanov V. A., Puzanov D. A., Mozgovenko M. S. New deformation patterns of the single working contour in the “massif” and de-stressed zones. Gornaya mekhanika i mashinostroenie [Mining Mechanics and Mechanical Engineering], 2015, no. 4, pp. 13–20 (in Russian).Polyakov A. L., Gubanov V. A., Puzanov D. A., Mozgovenko M. S. New deformation patterns of the single working contour in the “massif” and de-stressed zones. Gornaya mekhanika i mashinostroenie [Mining Mechanics and Mechanical Engineering], 2015, no. 4, pp. 13–20 (in Russian).Petrovsky A. B., Prushak V. Ya., Puzanov D. A. Features of the development of longwalls that extract the underworked sylvinite layer in the deep horizons of the Starobin potash salt deposit. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2020, vol. 64, no. 4, pp. 477–487 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8323-2020-64-4-477-487Petrovsky A. B., Prushak V. Ya., Puzanov D. A. Features of the development of longwalls that extract the underworked sylvinite layer in the deep horizons of the Starobin potash salt deposit. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2020, vol. 64, no. 4, pp. 477–487 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8323-2020-64-4-477-487Golovaty I. I., Petrovskii A. B., Prushak V. Ya. Substantiation of the possibility of developing reserves of the Third potash horizon of the Starobin deposit, previously worked out by the chamber system. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-technichnych navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physicaltechnical series, 2019, vol. 64, no. 4, pp. 497–510 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8358-2019-64-4-497-510Golovaty I. I., Petrovskii A. B., Prushak V. Ya. Substantiation of the possibility of developing reserves of the Third potash horizon of the Starobin deposit, previously worked out by the chamber system. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-technichnych navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physicaltechnical series, 2019, vol. 64, no. 4, pp. 497–510 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8358-2019-64-4-497-510

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