Влияние рассола на состояние породного массива при «мокрой» ликвидации участка калийного рудника

«Мокрый» способ ликвидации калийного рудника представляет собой плановую закачку рассолов в потенциально опасный участок. В первую очередь производится изоляция участка путем сооружения во вскрывающих выработках специальных гидроизоляционных перемычек, после чего выработанное пространство участка заполняется жидкой средой. Для калийного рудника данной средой является минерализованный рассол. Рассол для заполнения всего объема участка планируется брать из шламохранилища, в дальнейшем будет происходить донасыщение рассола на сильвинитовой обогатительной фабрике, после чего через рассолосборник центральной насосной станции рассолы будут поступать в выработанное пространство ликвидируемого участка. Для уменьшения вероятности возникновения негативных техногенных последствий при плановой ликвидации потенциально опасного участка шахтного поля калийного рудника выполняются многочисленные научные исследования. На основе прогноза химического состава раствора были выполнены исследования по взаимной растворимости солей, проведены физико-химические расчеты с использованием специального программного обеспечения. Также был изучен вопрос о растворимости междукамерных целиков с определением степени их «погашенности» (∆M, м). Для минимизации нарушения целостности целиков ликвидацию необходимо проводить достаточно насыщенными растворами, при этом в процессе ликвидации участка калийного рудника будет еще происходить донасыщение поступающих рассолов по NaCl и KCl и постепенное заполнение всего объема пустот. При плановом выполнении контроля параметров закачиваемых рассолов, в случае возникновения несоответствия закачиваемого рассола требуемым параметрам, необходимо приостановить закачку рассола в выработанное пространство для доведения рассола до требуемых параметров.

Скопинов М. В., Коносавский П. К., Хархордин И. Л., Потапов А. А. Влияние рассола на состояние породного массива при «мокрой» ликвидации участка калийного рудника // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 9. – С. 54–68. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_9_0_54.

Скопинов Михаил Владимирович — директор проектной части, директор горно-геологической научной части, АО «ВНИИ Галургии», e-mail: Mihail.Skopinov@uralkali.com,
Коносавский Павел Константинович — канд. геол.-минерал. наук, доцент, Горный институт Уральского отделения РАН, e-mail: konosavsky@dhspb.ru,
Хархордин Иван Леонидович — канд. геол.-минерал. наук, заместитель директора, ООО «Геостройпроект», e-mail: kharkhordin@rambler.ru,
Потапов Александр Анатольевич — канд. геол.-минерал. наук, доцент, Горный институт Уральского отделения РАН, e-mail: potapov@dhspb.ru.

Потапов А.А., e-mail: potapov@dhspb.ru.

1. Смирнов Э. В., Зданович М. Я., Урминский Д. Г., Скопинов М. В., Курсанин Ю. В., Салахиев Д. Ф., Русаков М. И., Носов О. А., Елькин А. А. Патент RU 2 801 258 С1, 04.08.2023. Способ герметизации участка горной выработки в соляном руднике. 2023. Бюл. № 22.

2. Скопинов М. В. Гидроизоляция выработанного пространства при ликвидации потенциально опасного участка на калийном руднике // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2025. — № 4. — С. 59—71. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_4_0_59.

3. Потапов А. А., Коносовский Р. А., Филин Р. А. Численная фильтрационная и миграционная модель для оценки растворения межкамерных целиков при аварийном затоплении рудника СКРУ-2 Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей / Инженерная и рудная геофизика 2020: 16-я научно-практическая конференция совместно с семинаром «Инженерная и рудная геология — 2020». — Пермь, 2020. — С. 79. DOI: 10.3997/2214-4609.202051100.

4. Whyatt J., Varley F. Catastrophic failures of underground evaporite mines / Proceedings of 27th International Conference on Ground Control in Mining. Morgantown, West Virginia, USA, 2008, pp. 113—122.

5. 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.

6. 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.

7. Потапов А. А., Коносавский П. К., Макашов С. Э. Численное моделирование естественной гидрогеохимической зональности в районе шахтного поля БКПРУ-1 Верхнекамского месторождения калийных солей // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. — 2017. — № 6. — С. 52—65.

8. Борзаковский Б. А., Шилов А. В. Процессы выщелачивания солей при затоплении рудника БКПРУ-1 // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2010. — № 9. — С. 136—143.

9. Радченко Д. Н., Бергер Р. В., Татарников В. И., Зубков П. О. Экспериментальное исследование характера и последствий взаимодействия соляных пород с гидрозакладочными рассолами при подземной разработке месторождений калийных солей // Маркшейдерия и недропользование. — 2023. — № 6. — С. 60—67. DOI: 10.56195/20793332_2023_6_60_67.

10. Parkhurst D. L. User's guide to PHREEQC: a computer program for speciation, reactionpath, advective transport, and inverse geochemical calculation / U.S.G.S. Water Resources Invs. Rept. 1995, vol. 95-4227, 143 p.

11. Parkhurst D. L., Appelo C. A. J. User's guide to PHREEQC (Version 2) — A computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations / U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report 99, 1999, vol. 4259, 312 p.

12. Чайковский И. И. Калистронцит и гёргейит Верхнекамского месторождения солей // Записки Российского минералогического общества. — 2011. — № 3. — С. 83—87.

13. Langevin C. D., Shoemaker W. B. MODFLOW-2000, the U.S. Geological Survey Modular Ground-Water Model — Documentation of the SEAWAT-2000 Version with the Variable-Density Flow Process (VDF) and the Integrated MT3DMS Transport Process (IMT). Open-File Report 2003-426. 2013. DOI: 10.3133/ofr03426.

14. Langevin Ch. D., Shoemaker W. B., Weixing Guo MODFLOW-2000, the U.S. Geological Survey Modular Ground-Water Model — Documentation of the SEAWAT-2000 Version with the Variable-Density Flow Process (VDF) and the Integrated MT3DMS Transport Process (IMT). Open-File Report. Tallahassee, Florida 2003. DOI: 10.3133/ofr03426.

15. Baryakh A. A., Samodelkina N. A., Konosavsky P. K. Prevention of freshwater breakthrough into potassium mines // Procedia Structural Integrity. 2021, vol. 32, pp. 17—25.

16. Шкуратский Д. Н., Скопинов М. В., Смирнов Э. В., Барях А. А. Ликвидация потенциально опасных участков на калийных рудниках // Горный журнал. — 2023. — № 3. — С. 5—12. DOI: 10.17580/gzh.2023.03.01.

17. Зольников Н. А., Климович В. В., Титова Н. В., Дешковский В. Н. Воздействие рассолов на соляные породы // Горная механика и машиностроение. — 2015. — № 3. — С. 11—17.

18. Титова Н. В., Протько Н. С., Шутин С. Г. Тампонажный материал для герметизации горной породы при строительстве гидроизоляционных сооружений в калийных рудниках // Горная механика и машиностроение. — 2024. — № 2. — С. 78—84. 

19. Рысин А. И., Лебедева А. М., Карасев М. А., Нуртдинов А. С. Влияние техногенных рассолов на прочностные характеристики пород продуктивной толщи Палашерского участка Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей // Записки Горного института. — 2025. — Т. 274. — С. 142—153. 

20. Ильинов М. Д., Коршунов В. А., Поспехов Г. Б., Шоков А. Н. Комплексные экспериментальные исследования механических свойств горных пород: проблемы и пути их решения // Горный журнал. — 2023. — № 5. — С. 11—18. DOI: 10.17580/gzh.2023.05.02.

21. Проскуряков Н. М., Пермяков Р. С., Черников А. К. Физико-механические свойства соляных пород / Под ред. И.Г. Сидорова. — Л.: Недра, 1973. — 271 с.