Уральские ученые представили технологию повторной отработки сильвинитовой руды

Ученые Горного института УрО РАН (филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН) совместно со специалистами ПАО «Уралкалий» завершили опытно-промышленные испытания технологии повторной выемки запасов сильвинитовой руды на ранее разрабатывавшихся участках Верхнекамского месторождения калийных солей.

Актуальная задача рационального недропользования — добывать максимум руды, но при этом надежно обеспечивать безопасность горных работ и защиту рудника от затопления. При первичной разработке месторождений калийных солей извлекается лишь часть запасов полезных ископаемых. Для поддержания вышележащей водозащитной толщи от разрушения необходимо оставлять несущие фрагменты породы — целики, в которых теряется значительное количество ценных полезных ископаемых.

На крупнейшем в Европе Верхнекамском месторождении калийных солей запасы сильвинитовой руды, оставленные в целиках, как правило, считают потерянными и списывают с государственного баланса. Однако со временем под давлением горных пород целики разрушаются, кровля обрушается, и на некоторых участках выработанного пространства образуется новый природно-техногенный пласт. Выемка этого пласта и составляет суть повторной отработки месторождения.

Авторы оценили возможность повторного извлечения калийной руды из недр на участках, отработанных камерно-столбовой системой с «податливыми» целиками, при условии обеспечения безопасности горных работ и сохранения устойчивости водозащитной толщи. Мощность пласта на рассмотренном опытном участке составляет порядка 2,5 м, а содержание хлорида калия — близко к природному.

Результаты показали, что распределение механических свойств в природно-техногенном пласте крайне неоднородное.

«Предел прочности пород на сжатие варьируется от 0,4–3,8 МПа в зоне обрушенных пород до 16,2–24,0 МПа в сохранившихся целиках, что сопоставимо с прочностью ненарушенного пласта. Мониторинг деформационных процессов показал, что скорости смещения контура выработок в основном составляют 22–28 мм/год и укладываются в диапазон значений, характерный для типовых горно-геологических условий Верхнекамского месторождения. Устойчивость приконтурного массива оценена как удовлетворительная. Это позволило нам обосновать оптимальные параметры технологии повторной отработки», — рассказал один из авторов исследования, научный руководитель Горного института УрО РАН, академик РАН Александр Барях.

Реализация предложенной технологии открывает перспективу повышения извлечения сильвинитовой руды из природно-техногенного пласта. По оценкам ученых, за счет ее применения коэффициент извлечения увеличится на 16 %. В масштабах всего рудника это позволит дополнительно получить порядка 20-25 млн тонн сильвинитовой руды.

Технология особенно актуальна для рудников, находящихся на завершающей стадии эксплуатации, поскольку открывает перспективу продления срока службы горнодобывающего предприятия за счет частичного вовлечения в отработку запасов, ранее отнесенных к потерям.

Работа выполнена в рамках крупного научного проекта при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации