Файл: Медведев, И. И. Газовыделения на калийных рудниках.pdf

мощностью 1—1,6 м выемку осуществляют лавами длиной 80— 100 м по простиранию. Забой подрубается врубовой машиной. Производится частичная закладка выработанного пространства — обрушенная порода опускается на бутовые полосы. Эту систему разработки можно применять на Солнгорских рудниках:

В настоящее время на Старобинском и Верхнекамском место-

.рождениях СССР ведутся работы по изысканию более совершен­ ных систем разработки и технологии добычи калийных солей.

§ 3. Физико-механические свойства и структура соляных пород

Газовыделемия в значительной мере связаны с физико-механи­ ческими свойствами и строением горных пород. Наибольшее зна­ чение имеют структура, пористость, трещиноватость и газопрони­ цаемость, а также прочностные характеристики пород, их упру­

жет быть однородной и разнозернистой.

Пористость. Соляные породы в основном плотные и имеют незначительную пористость. Открытая пористость сильвинита Верхнекамского месторождения изменяется от 0,7 до 1,6%, об­ щая — от 1,0 до 2%. Значения открытой и общей пористости близки, следовательно, большинство пор открытые. Пористость карналлита не определялась.

Однако на некоторых месторождениях встречаются участки по­ род со значительной пористостью. Они, как правило, связаны с более высокой газоносностью. К таким участкам относится, на­ пример, вторичный сильнопористый сильвинит бассейна Верра — носитель углекислого газа.

Трещиноватость. Равномерно развитой трещиноватости у со­ ляных пород не наблюдается, по-видимому, потому, что они обла­ дают способностью залечивать трещины. Наибольшей трещинова­ тостью среди соляных пород Верхнекамского месторождения об­ ладает карналлит. По данным работы [3], в карналлитовом пла­ сте встречается не менее восьми видов трещин, которые В. А. Вахрамеева разделяет на дзе главные группы: тектониче­

стемы тончайших линий, которые почти на всех кристаллах кар­ наллита можно видеть невооруженным глазом; встречаются раз­ дробленные кристаллы; * б) тонкие неровные трудноразличимые трещины; местами по

ним наблюдаются мелкие надвиги, а также «отрицательные кри­ сталлы», наполненные газом; такие трещины встречаются часто;.

14

симальиое давление в центральном шпуре составило 23 кгс/см2. При этом в соседних шпурах заметного увеличения давления не произошло.

Этот опыт был проведен в стенке выработки, пройденной по пласту А—Б буровзрывным способом.

Таким образом, максимальная газопроницаемость соляной толщи может быть обусловлена наличием глинистых прослоев п тектонических трещин.

Прочностные свойства соляных пород Верхнекамского место­ рождения исследовались во ВННПГ и ПермНИУИ. Пределы прочности кубических образцов с размерами сторон 5 см представлены в табл. 2. В этой таблице приведены также данные по прочности цилиндрических образцов диаметром 5,7 см камен­ ной соли Индерского месторождения.

Таблица 2

к диаметру цилиндрических образцов составило 1,0; диаметр об­

16

близки, в то время как прочность карналлита колеблется в широ­ ких пределах — от 84 до 200 кгс/см2, что зависит не только от его строения, но и от минерального состава. Карналлит относи-

Рис. 4. Структура карналлита:

темно-красный крупнозернистый; 5 — глинисто-ангидритовые про­ слои

телы-ю более высокого качества (с наименьшими примесями гали­ та и сильвина) имеет меньшую прочность.

В практике разработки Верхнекамского месторождения кар­ наллит обычно характеризуют как весьма хрупкий материал. Од­ нако еще в первоначальный период разработки карналлитового пласта Н. К. Сабиневским, а также маркшейдерской службой Соликамского рудника была установлена способность карналлита деформироваться пластически. Она выражалась в увеличении объема породы после освобождения ее от всестороннего сжатия. Кроме того, было замечено, что происходит сжатие по высоте междукамерных целиков, а ширина выработки уменьшается наиболее интенсивно в первые 2—3 месяца после отработки

ЭКЗЕМ Г!ЛЯ

Т а б л и ц а 3

Наблюдения за состоянием горных выработок на калийных рудниках ГДР, в которых целики карналлита деформировались

карналлита.

На рис. 5 показано влияние скорости нагружения, исследован­ ное в определенных границах [36]. Причем было установлено, что при разных скоростях нагружения интенсивность разрушения образцов неодинакова: при увеличении скорости нагружения воз-

18

растает удельный вес мелких классов, т. е. разрушение приобре­ тает характер раздробления. Так, при увеличении скорости на­

та на сжатие при разных скоростях нагружения вплоть до удара было установлено, что интенсивность разрушения не является постоянным свойством пород, а проявляется только при опреде­

Г. Пфорр руководствовался теорией разрушения горных пород, разработанной в 1961 г. Квапилом. Квапил считал, что при рас­ смотрении механизма разрушения горных пород следует учиты­ вать не свойства породы вообще, а соотношение этих свойств при определенных внешних условиях. Определенные свойства горных пород закономерны только для определенных условий, т. е. свой­ ства горных пород являются функцией внешних условий.

Соляные породы сухие, но не совсем лишены воды. Кроме кри­ сталлизационной воды в солях содержатся мельчайшие включе­ ния рассолов, а также в незначительном количестве межкристал­ лические воды. Кроме того, в период, разработки возможно появ­ ление адсорбционной воды из паров воздуха за счет высокой гигроскопичности солей. Процесс физической адсорбции протекает с огромной скоростью, а в мономолекулярном адсорбционном слое вода не растворяет те вещества, которые в свободной воде легкорастворимы.

2*