тах перспективной сырьевой базой могут стать забалансовые запасы ка­ лийных руд I и IV горизонтов, а также Дарасинского участка.

Четвертое Солигорское рудоуправление, построенное в 1977 г., обес­ печено запасами, по меньшей мере, на 30 лет. Однако из-за того, что юж­ ная часть шахтного поля Четвертого рудоуправления будет обеспечивать калийной рудой Первое рудоуправление (Березовский участок) после 2020 г. появится дефицит сырья.

Поддержание объемов добычи руды и выпуска калийных удобрений для РУП ПО «Беларуськалий» потребует строительства нового крупного предприятия, вероятнее всего, на Нежинском участке (см. рис. 1.4), при­ мыкающем с востока к шахтному полю Четвертого рудоуправления [13].

В дальнейшем возможна разработка и других участков Старобинского месторождения (Смоловского, Дроздовского, Октябрьского и Любанского), а также Петриковского месторождения.

Горногеологические характеристики залегания пластов калийных ме­ сторождений во многом определяют горнотехнические условия их разра­ ботки.

1.2. Характеристика горнотехнических условий разработки калийных месторождений

Специфической особенностью подземной разработки всех калийных месторождений является необходимость полного исключения попадания в рудники воды из вышележащих водоносных горизонтов и с поверхности. При образовании в результате горных работ водопроводящих трещин пре­ сная вода или насыщенные рассолы растворяют соляные породы, быстро размывая трещины, что приводит к прогрессирующим водопритокам и к ги­ бели рудников [14, 15]. В связи с этим безопасная эксплуатация калийных месторождений обеспечивается только после детального изучения их гид­ рогеологии и на этой основе — применения специальных методов вскры­ тия и соответствующих систем разработки.

Наиболее благоприятными гидрогеологическими условиями характе­ ризуются Старобинское, Эльзасское (Франция) и Карлсбадское (США) месторождения (см. табл. 1.2), пласты которых залегают горизонтально или полого в зоне мощной толщи безводных или водонепроницаемых гор­ ных пород. Поэтому условия разработки этих месторождений благоприят­ ны. Надслоевая толща пород на этих месторождениях представлена пре­ имущественно глинистыми или глинисто-мергелистыми породами, харак­ теризующимися водонепроницаемостью и пластичностью. В связи с этим даже при незначительных прогибах в толще пород не образуется водопро­ водящих трещин.

В этих условиях при выборе места заложения шахтных стволов исходят из общих требований при вскрытии пластовых месторождений полезных ископаемых. Однако проходку шахтных стволов при пересечении водонос­ ных горизонтов ведут специальными методами с замораживанием пород

работ в камере проводятся специальные мероприятия по оборке кровли или ее закреплению с помощью штанговой или винтовой крепи.

Таким образом, гипсометрия залегания пласта Красный II на рассмот­ ренных участках шахтных полей, как правило, позволяет применять горные комбайны и другие самоходные машины.

Пласт АБ на шахтных полях Первого Березниковского и Первого Соли­ камского рудоуправлений характеризуется более сложной гипсометрией за ­ легания. Складки пластов имеют крутые, а в отдельных случаях вертикально расположенные крылья. На Первом Березниковском руднике около полови­ ны камер имеют участки с углами наклона почвы более 15°. Это ограничива­ ет возможность использования здесь комбайнов и самоходных машин.

Карналлитовый пласт В характеризуется интенсивной складчатостью, разломали к разрывами. Слабые и неустойчивые породы, а также наличие скоплений газа приводят к вывалам пород из кровли камер. Из пласта вы­ деляются взрывоопасные газы — метан и водород. Это ограничивает при­ менение при разработке этого пласта высокопроизводительных горных ма­ шин с электроприводом и вынуждает использовать менее производитель­ ное оборудование с пневмоприводом.

На вскрытых участках шахтных полей Второго и Четвертого Березни­ ковского рудоуправления пласты АБ и Красный II характеризуются спо­ койным залеганием, более выдержанной мощностью и почти полным от­ сутствием микроскладчатости. Однако тонкие слои пород ложной кровли, разделенные глинистыми пропласткам, резко снижают устойчивость пород кровли. В связи с этим допустимая ширина выработок не превышает 6 м, а нередко ограничивается 3 —4 м.

На рудниках Верхнекамского месторождения нередко происходят вне­ запные выбросы газа и пород из кровли, стенок и почвы горных выработок. При газодинамических явлениях (ГДЯ) в среднем выбрасывается от 5 до 100 т соляных пород; в отдельных случаях их объем достигает нескольких тысяч тонн. ГДЯ приурочены к зонам скоплений газа, который находится под большим давлением в пустотах, микротрещинах и порах соляных по­ род. В соляных породах находятся метан, его гомологи, углекислый газ и азот. На пласте В к этим газам добавляется водород. ГДЯ и выделения га­ зов резко осложняют ведение горных работ и налагают дополнительные требования к применяемому горному оборудованию.

На Старобинском месторождении горные работы ведутся на II и III и в небольших объемах на I горизонтах (см. рис. 1.3).

Средняя мощность пластов и содержание в них хлористого калия по шахтным полям РУП ПО «Беларуськалий» приведены в табл. 1.3. Сплош ­ ная (валовая) выемка таких пластов, естественно, приводит к снижению содержания в руде полезного компонента, а его существенное повышение может быть достигнуто только при применении селективной (раздельной) выемки сильвинитовых и галитовых слоев с оставлением пустой породы галитовых слоев в руднике.

Контакт сильвинитовых и галитовых слоев четко выражен и просле­ живается визуально, что упрощает ведение горных работ без прихвата пустых пород.

В кровле пластов залегают тонкие чередующиеся пачки каменной со­ ли, сильвинита, соленосной глины, а иногда и карналлита. Это значительно снижает устойчивость непосредственной кровли и ограничивает допусти­ мую ширину горных выработок до 5 —6 м, в иногда до 3 м.

Газопроявления на II горизонте наблюдаются не часто. В породах, за ­ легающих в кровле промышленной части III горизонта, встречаются ско­ пления углеводородных газов. Для предотвращения внезапных выбросов соли и газа необходима дегазация газонасыщенных пород при ведении горных работ.

Каждое калийное месторождение дает сырье масштабному промыш­ ленному комплексу, на котором развивается целый ряд производств. Одна­ ко помимо экономического аспекта, существует и социально-экологиче­ ская сторона вопроса: действие сверхвысоких технологических нагрузок на недра, вызывающих иногда необратимые последствия. Так, на Верхнекам­ ском месторождении калийно-магниевых солей более 65 лет осуществля­ ется добыча руды шестью рудниками; ведется эксплуатация пяти месторо­ ждений нефти, на которых за 20 лет эксплуатации добыто более 30 млн т нефти; из надсолевых водоносных горизонтов ежегодно откачиваются 55 —75 млн м3 пресных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения, эксплуатируется три крупных водохранилища.

Перечисленные факторы влияют на геодинамическое состояние лито­ сферы, особенно в районах крупных геологических нарушений, и ведут к крупным технологическим катастрофам.

Не случайно говорят, что все новое — хорошо забытое старое. Затопление в марте 1986 г. крупнейшего в мире на тот момент Третье­

го Березниковского калийного рудника из-за нарушения целостности водо­ защитной толщи, а позднее, в мае 1997 г. канадского рудника «Потокан», имеет предысторию в виде десятков случаев затопления германских калий­ ных рудников: рудника Нейстассфурт в 1912 г., рудника в Финенбурге в 30-е гг. XX в. близ г. Стассфурта и других.

Внезапное обширное разрушение пород кровли в январе 1995 г. на Втором Соликамском руднике, когда произошло разрушение целиков и по­ садка вышележащей кровли на площади 560 х 660 м с последующим осе­ данием земной поверхности в виде мульды глубиной до 4,8 м также имеет аналоги. В 1901 г. внезапно обрушились потолочные целики на герман­ ском калийном руднике Людвиг II (район Стассфурта). На калийном рудни­ ке Крюгерсгаль (в округе Галле) 34 марта 1940 г., после 35 лет его экс­ плуатации, в течение нескольких минут обрушилась порода на площади 2000 х 300 м. На калийном руднике Кдейн-Ширстедт (район Стассфурта) 6 марта 1943 г. через 25 лет после начала ведения горных работ обруши­ лось выемочное поле площадью 300 000 м2 [16].