Авторизация:
Логин:
Пароль:
  



АНОНС

ОБЗОР
О ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ СЕЙСМО-ДЕФОРМАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА В БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ НА КАРЬЕРАХ
Применение высокоточных электронных систем инициирования скважинных зарядов в горном деле вызвало необходимость уточнения выбора параметров буровзрывных работ с учетом...

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

 

ЛИКВИДАЦИЯ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ И СОЛЯНЫХ ШАХТ: ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ



Дан обзор проблемы, связанной с плановой ликвидацией калийных рудников и соляных шахт после отработки запасов полезных ископаемых. Различают сухой и мокрый способ их ликвидации. В ряде случаев выработанное пространство может использоваться для деятельности, не связанной с добычей полезного ископаемого (утилизация отходов, организация хранилищ, рекреация и др.). Рассмотрен мировой опыт ликвидации, который показывает, что большинство шахт и рудников ликвидируется в результате аварийных прорывов пресных вод в выработанное пространство. Проанализированы причины и последствия аварий, связанных с поступлением пресных вод и рассолов в горные выработки. Наиболее надежным способом ликвидации рудников на месторождениях водорастворимых руд, обеспечивающим устойчивое состояние земной поверхности, является закладка очистных камер с последующим заполнением оставшихся пустот рассолами. В этом случае минимизируется вероятность проникновения в шахту пресных вод из водоносных горизонтов, а гидравлический подпор рассолов в выработанном пространстве снижает деформации земной поверхности. При мокрой ликвидации должна быть построена модель затопления рудника, дана оценка степени растворения несущих элементов системы разработки, выполнен прогноз ожидаемых деформаций земной поверхности и возможности нарушения сплошности водозащитной толщи (ВЗТ). По результатам этих оценок принимается вариант точечного либо распределенного по площади заполнения пустот рассолами. При вскрытии горными работами карналлитовых пород рекомендуется использование для затопления рассолов, насыщенных MgCl2. Неотъемлемым элементом ликвидации рудника является долговременный комплексный мониторинг процессов, сопровождающих затопление горных выработок. Его реализация позволяет минимизировать негативные воздействия ликвидации на окружающую среду.


Благодарность: Раздел 6. «Система мониторинга при мокрой ликвидации» разработан при финансовой поддержке гранта РНФ № 19-77-30008. 


Для цитирования: Барях А. А., Евсеев А. В. Ликвидация калийных рудников и соляных шахт: обзор и анализ проблемы // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 9. – С. 5–29. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-5-29.

 



Номер: 9
Год: 2019
ISBN: 0236-1493
УДК: 622.363
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-5-29
Авторы: Барях А. А., Евсеев А. В.

Информация об авторах:
Барях Александр Абрамович — чл. корр. РАН, д-р техн. наук, директор, Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения РАН, e-mail: bar@mi-perm.ru,
Евсеев Антон Владимирович — канд. техн. наук, научный сотрудник, Горный институт Уральского отделения РАН, e-mail: evseev@mi-perm.ru.
Для контактов: Барях А.А., e-mail: bar@mi-perm.ru.

Ключевые слова:
Cоляная шахта, калийный рудник, ликвидация шахт, затопление, прорывы вод, деформации, провалы, мониторинг, контроль.

Библиографический список:

1. Максимович Н. Г., Пьянков С. В. Кизеловский угольный бассейн: экологические проблемы и пути решения: монография. — Пермь: Перм. гос. нац. исслед. ун-т, 2018. — 288 с.


2. Сидоров P. B., Корчагина Т. В., Рыбак Л. Л. Экологические последствия закрытия угольных шахт в Кузбассе // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2014. — Вып. 1. — С. 30—33.


3. Стоянова И. А. Эколого-экономическое обоснование системы мер по сохранению и восстановлению окружающей среды в районах закрытия угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — ОВ 1. — С. 174—195.


4. Ярембаш И. Ф. Технология закрытия (ликвидации) угольных шахт: учеб. пособие для вузов. — Донецк: ДонНТУ, 2004. — 238 с.


5. Шиман М. И. Предотвращение затопления калийных рудников. — М.: Недра, 1992. — 176 с.


6. Красноштейн А. Е., Барях А. А., Санфиров И. А. Горнотехнические аварии: затопление Первого Березниковского калийного рудника // Вестник Пермского научного центра. — 2009. — № 2. — С. 40—49.


7. Rauche H. Die Kaliindustrie im 21, Jahrhundert, Springer Vieweg, 2015. 580 p.


8. Лаптев Б. В. Аварийные ситуации на Верхнекамском месторождении калийно-магниевых солей // Безопасность труда в промышленности. — 2009. — № 8. — С. 28—31.


9. Andreichuk V., Eraso A., Domínguez. M. C. A large sinkhole in the Verchnekamsky potash basin in the Urals // Mine water and the environment, March, 2000, Vol. 19, Issue 1, pp. 2—18.


10. Prugger F. F. Prugger A. F. Water problems in Saskatchewan potash mining — what can be learned from them? // CIM Bulletin, 1991, Vol. 84, No 945, pp. 58—66.


11. Baryakh A. A., Samodelkina N. A. Geomechanical estimation of deformation intensity above the flooded potash mine // Journal of Mining Sciences, 2017, Vol. 53, No. 4, pp. 630—642.


12. Whyatt J., Varley F. Catastrophic Failures of Underground Evaporite Mines / Proceedings of 27th International Conference on Ground Control in Mining. NIOSH. Spokane Research Laboratory, USA, 2008, pp. 17—23.


13. Rauche H. Sinkhole Formation over Flodded Potash Mines — Case Studies from the Motherland of the Potash Industry. Fall 2000 Meeting. San Antonio, Texas, USA, 2000. p. 161.


14. Барях А. А., Девятков С. Ю. Геомеханическая оценка условий образования провалов на земной поверхности на участке прорыва пресных вод в калийный рудник // Горный журнал. — 2018. — № 6. — С. 17—21.


15. Закон РФ от 21.02.1992 № 2395-1 (ред. от 03.08.2018) «О недрах».


16. Инструкция о порядке ведения работ по ликвидации и консервации опасных производственных объектов, связанных с пользованием недрами (РД 07-291-99).


17. Петров И. Ф., Зимич В. С., Навитний А. М. и др. Отраслевая инструкция о порядке ликвидации и консервации предприятий по добыче угля (сланца). — М.: ИПКОН РАН, 1997.


18. Эталон проекта ликвидации шахты (разреза). Утвержден приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 1 ноября 2001 г. № 308.


19. Инструкция о порядке ликвидации и консервации предприятий по добыче полезных ископаемых (в части обеспечения безопасности, рационального использования и охраны недр) (утв. Постановлением Госгортехнадзора СССР от 11.07.1985 № 28).


20. Langer P. The importance of salt mines for mining towns // Geology, Geophysics & Environment, 2013, Vol. 39, No. 3, pp. 189—209. http://dx.doi.org/10.7494/geol.2013.39.3.189.


21. Rölleke F. J. Subsidence and Sinkholes over Flooded Potash Mines in Northern Germany. Proc. Technical Class and Technical Session, SMRI Fall Meeting, San Antonio, 2000, pp. 87—101.


22. Шокин Ю. П. Анализ причин затопления калийных рудников ГДР и ФРГ подземными водами и рассолами // Труды ВНИИГ. — 1969. — Вып. 51. — С. 23—40.


23. Jahnke C., Walter N., Herrmann F., Bohn A., Voigt H.-J. C. Hydrogeologie des Raums Staßfurt. Teil 1 Hydrodynamik, EDGG, 2009, Heft 242, Hannover, Germany, pp. 53—57.


24. Berest P., Brouard B., Feuga B. Dry Mine Abandonment. Report SMRI Spring 2004 Conference, 18—21 April 2004, Wichita, Kansas, USA.


25. Педченко С. В. Вплив затоплення гірничих виробок шахти № 8 солотвинського солерудника на денну поверхню регіону // Сучасні ресурсозберігаючі технології гірничого виробництва. — 2012. — № 1. — C. 113—123.


26. Дяків В. О. Закономірності розвитку техногенно активізованого соляного карсту в процесі затоплення шахт 8 та 9 Солотвинського солерудника // Природа Західного Полісся та прилеглих територій: Збірник наукових праць Волинського нац. ун-ту ім. Лесі Українки. — 2012. — № 9. — С. 69—79.


27. Гайдин А. М. Влияние техногенной деятельности на соляной карст // Екологiя i природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 42—54.


28. Босевська Л. П., Хрущов Д. П. Надзвичайна екологічна ситуація в Солотвино: геологічні причини і стратегія розв’язання проблеми // Вісник Дніпропетровського університету. Серія «Геологія. Географія». — 2010. — Вип. 13. — С. 80—90.


29. Пермяков Р. С., Бельды М. П., Романов В. С. Технология добычи солей. — М.: Недра, 1981. — 106 с.


30. Kunstman A. S., Urbanczyk K. M. Catastrophic flooding of Wapno salt Mine (1977) and controlled flooding of Solno Mine (1986—1991) — reasons, circumstances, consequences. Proc. SMRI Fall Meeting, Chester, 2003.


31. Gendzwill D., Martin N. Flooding and loss of the Patience Lake potash mine // Technical Paper, Underground mining, Cim Bulletin, Vol. 89, No 1006, 1996, pp. 62—73.


32. Form 10-K. Annual report pursuant to section 13 or 15(d) of the securities exchange act of 1934. For the year ended December 31, 2017. The Mosaic Company. https://www.sec.gov/Archives/edgar/data/1285785/000161803418000003/mos-20171231x10k.htm.


33. Fertilizer International, 1987, No 243, pp. 4, 6, 22—23.


34. Шувалов Ю. В., Ковалев О. В., Мозер С. П., Тхориков И. Ю., Трощиненко Г. А. К вопросу снижения инвестиционных рисков при разработке калийных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2010. — № 11. — С. 366—372.


35. Feuga B., Schlund J-M., Wasmer B. The flooding of the Holle potash mine (Republic of Congo). SMRI Fall Meeting, Nancy (France), October 2005.


36. DARPMI Direction de l’Action Régionale et de la Petite et Moyenne Industrie, Ministère de l’Economie et des Finances — «L’après-mine de sel en France», Rapport interne, Février 2001 («Post Salt-Mining in France», Internal Report, February 2001).


37. Walters R. F. Land subsidence in Central Kansas Related to Salt Dissolution. Kansas Geological Survey Bull. 214, 1978, pp. 1—81.


38. Warren J. K. Evaporites. A Geological Compendium. 2nd edition. Springer, 2016, 1812 p.


39. Thoms R. L., Gehle R. M. The Jefferson Island mine flooding revisited. SMRI Spring Meeting, Houston, 1994.


40. Bauer S. J., Ehgartner B. L., Neal J. T. Geotechnical Studies Associated with Decommissioning the Strategic Petroleum Reserve Facility at Weeks Island, Louisiana: A Case History. Proc. Technical Class and Technical Session, SMRI Fall Meeting, San Antonio, 2000, pp. 146—156.


41. Gowan S. W., Trader S. The mechanism of sinkhole formation above the collapse of a small yield-pillar panel in the Retsof salt mine. Proc. Technical Class and Technical Session, SMRI Fall Meeting, San Antonio, 2000, pp. 313—332.


42. Gowan S. W., Trader S. M. Mine Failure Associated with a Pressurized Brine Horizon: Retsof Salt Mine, Western New York. Envronmental & Engineering Geoscience, 2000, Vol. VI, No 1, pp. 57—70.


43. Occhioni J. M. Environmental Effects of Underground Salt Mining and Mine Collapses with Emphasis on the Retsof Salt Mine Livingston County, New York: A Senior Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Bachelor of Science in Geological Sciences at The Ohio State University, 2009, 23 p.


44. Van Sambeek L. L. Flooding-Induced Mine Subsidence at Retsof, New York. Proceedings of the Third National Conference of the Geo-Institute, University of Illinois at Urban a-Champaign, IL, June 13—17, G. Fernandez and R. A. Bauer (eds.). American Society of Civil Engineers, 1999, Geotechnical Special Publication №. 90, pp. 315—326.


45. Thoms R. L., Gehle R. M. Winnfield mine flooding and collapse event of 1965. Proc. Technical Class and Technical Session, SMRI Fall Meeting, San Antonio, 2000, pp. 262—274.


46. Петрищев В. П. Формирование техногеосистем солянокупольных месторождений (на примере Илецкого месторождения соли) // Проблемы региональной экологии. — 2014. — № 4. — С. 72—75.


47. Нидер-Вестерманн Г. Х., Бьюррун Э., Боллингерфер В. Захоронение РАО в Германии // Безопасность ядерных технологий и окружающей среды. — 2011. — № 1. — С. 64—68.


48. Обзор зарубежных практик захоронения ОЯТ и РАО. — М.: Комтехпринт, 2015. — 208 с.


49. Хан К. В., Хейнонен Й., Бонн А. Ликвидация радиоактивных отходов: мировой опыт и проблемы // Бюллетень МАГАТЭ. — 1997. — т. 39. — № 1. — С. 33—41.


50. Marx H., Lack D., Krauke W. Substantial Aspects of the Recycling of Industrial Wastes as Backfilling Material in Salt Mines. Mining and Sustainable Development — 20th World Mining Congress & EXPO 2005, 7—11 November, Tehran, Iran, 2005.


51. Goldan T., Danciu C., Nistor C. Touristic and medical facilities in Romanian salt mine cavities // Research Journal of Agricultural Science, 2010, 42 (3), pp. 579—586.


52. Баранников В. Г., Красноштейн А. Е., Папулов Л. М. и др. Спелеотерапия в калийном руднике. — Екатеринбург: изд-во УрО РАН, 1996. — 174 с.


53. Долотов Ю. А. Применение подземной галотерапии в Европе и странах СНГ / Спелеология и спелестология. Сборник материалов III международной научной заочной конференции. — Набережные Челны: НИСПТР, 2012. — С. 270—275.


54. Breidung K. P. Betreuung und Regulierung des Altbergbaus der Kaliindustrie in der K+S-Gruppe. // Rauche H., Thoma H., Hartmann O. (Hrsg.): Aspekte der Langzeitsicherheit bei der Nachnutzung und Stilllegung von Kali- und Steinsalzbergwerken. Exkursionsführer und Veröffentlichungen GGW, März 2001, 6 S., Sondershausen.


55. Головчак В. Ф. Трансформація складових геосистеми у процесі природокористування на Калуш-Голинському родовищі калійних руд // Український географічний журнал. — 2012. — № 1. — С. 57—62.


56. Крижанівський Є. І., Кузьменко Е. Д., Палійчук М. В., Бараненко Б. Т. Техногенна ситуація в районі Калуського промислового вузла // Науковий вісник ІФНТУНГ. — 2008. — № 2(18). — С. 5—11.


57. Duffaut P., Bonvallet J. Mine de sel de Varangéville. Poursuite de l'exploitation dans la concession Rhône-Poulenc. Rapport BRGM pour le Ministère de l'Industrie. No 79 SGN 708 GEG, 1979.


58. Van Sambeek L. Subsidence Modeling and the use of the SMRI SALT_SUB SID Software. Proc. Technical Class and Technical Session, SMRI Fall Meeting, San Antonio, 2000, pp. 11—22.


59. Семчук Я. М. Науковi та методичнi основи охорони геологiчного середовища в районах розробки калiйних родовищ. Дисертацiя на здобуття наукового ступеня доктора технiчних наук. — Iвано-Франкiвськ, 1994.


60. Feuga B. Old salt mine at Dieuze (France) revisited 150 years after being abandoned. Proc. SMRI Fall Meeting, Chester, 2003.


61. Требования к мониторингу месторождений твердых полезных ископаемых. (утв. МПР России 04.08.2000).


62. Максимович Н. Г., Хайрулина Е. А. Основы мониторинга окружающей среды при разработке месторождения калийных солей // Инженерные изыскания. — 2012. — № 8. — С. 20—30.


63. Барях А. А., Санфиров И. А., Дягилев Р. А. Мониторинг последствий затопления калийного рудника // Горный журнал. — 2013. — № 6. — С. 34—39.


64. Казаков Б. П., Шалимов А. В. Разбавление исходящей струи газо-воздушной смеси в ходе затопления рудника БКПРУ-1 // Горное эхо. — 2007. — № 3 (29). — С. 47—51.


65. Санфиров И. А., Бабкин А. И., Чугаев А. В., Ладейщиков С. В. Новые методические решения малоглубинной сейсморазведки на месторождениях водорастворимых полезных ископаемых // Горный журнал. — 2013. — № 6. — С. 17—22.


66. Бычков С. Г. Детальная гравиразведка на современном этапе // Геофизика. — 2011. — № 5. — С. 40—45.


67. Dyagilev R. A., Shulakov D. Y., Butyrin P. G. Seismicity associated with karst in flooded salt mines in Perm region, Russia / Rockbursts and seismicity in mines Proceeding of the 8th International Symposium. 2013. pp. 511—516.


68. Бачурин Б. А., Борисов А. А. Газогеохимическое зондирование как метод контроля за развитием аварийной ситуации на БКПРУ-1 // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2009. — № 4. — С. 371—378.


69. Буш В., Хебель Х. П., Шаффер М., Вальтер Д., Барях А. А. Контроль оседаний подработанных территорий методами радарной интерферометрии // Маркшейдерия и недропользование. — 2009. — № 2 (40). — С. 38—43.


70. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений (СП 13-102-2003), 2003.


71. Барях А. А., Епин В. В., Цветков Р. В. Деформационный мониторинг зданий над горными выработками / ХI Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики, сборник докладов. — Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет, 2015. — С. 363—365.


72. Sanfirov I. A., Yroslavtsev A. G., Stepanov Y. I. et al. Сomplex geophysical researches of nature and technical origin hazards for city territory / 72nd European Association of Geoscientists and Engineers Conference and Exhibition 2010 — Incorporating SPE EUROPEC 2010. Barcelona, 2010. pp. 4351—4355.


вернуться назад
Карта сайта