Старобинское месторождение относится к краевой северо-западной части Припятского артезианского бассейна.

В пределах месторождения различают водоносные горизонты (комплексы) в надсолевых и подсолевых отложениях. Гидрогеологическими и гидрогеохимическими исследованиями ВНИИГа, выполненными в 1976-1979 годах установлено, что в пределах шахтного поля рудника ЗРУ верхняя граница водоупорной части разреза ГМТ расположена на глубине 50-60м от ее кровли. Эксперименты показали, что коэффициенты фильтрации надсолевых отложений водоносного комплекса в зависимости от гранулометрического состава пород колеблются от 1 до 25 м/сутки, а удельные дебиты скважин варьируют от 5 до 500 м3/сут.

Соленосные отложения, к которым приурочены горизонты калийных солей, водоносных горизонтов не имеют.

Воды подсолевого водоносного комплекса приурочены к карбонатным и терригенным породам верхнего и среднего девона и песчаникам верхнего протерозоя. Непосредственно под соленосной толщей скважинами вскрыты обводненные карбонатные породы. Воды этих пород напорные, уровень их устанавливается на глубине 51м. Подсолевые воды относятся к высококонцентрированным рассолам. Они залегают на значительной глубине от разрабатываемых горизонтов и не представляют никакой угрозы для рудника.

Таким образом, IV горизонт характеризуется благоприятными гидрогеологическими условиями, т.к. он приурочен к нижней части соленосной толщи, породы которой безводны и водоупорны. Горизонт перекрыт толщей соленосных отложений мощностью свыше 400м, а мощность подстилающих соленосных отложений составляет 90-150м.

Тектоника участка

На месторождении горными, буровыми и геофизическими работами выявлен ряд субширотных и субмеридиальных блокообразующих тектонических нарушений, представляющих собой систему ступенчатых сбросов, амплитуда которых от нижележащих к вышележащим отложениям постепенно затухает.

Шахтное поле рудника 3 РУ расположено в пределах Центрального тектонического блока. От шахтного поля рудника 4 РУ его отделяет разлом северо-восточного простирания.

На севере Центральный тектонический блок ограничен северным разломом, проходящим вблизи скважин Р-3, 8Г, 752, 132а, 227. северный разлом характеризуются амплитудой смещения на уровне IV горизонта 150-400м.

От северного нарушения в районе скв. 349 ответвляется северо-западном направлении пересекает шахтное поле рудника 2 РУ. Здесь амплитуда сброса изменяется от 70 до 200м.

На площади горного отвода рудника 3 РУ встречаются также локальные сбросы небольшой амплитуды 2-20м.

Как правило в притектонических зонах наблюдается снижение содержания КСL в пласте с одновременным увеличением НО.

Горно-технические условия разработки

В пределах шахтного поля рудника 3 РУ Четвертый горизонт калийных солей залегает на глубинах 829-1050м. Угол падения пластовой залежи составляет около 2 по направлению на северо-восток. В составе горизонта выделяется продуктивная пачка пород (слои 6-10, иногда слой 12) средней мощностью до 12м, содержащая сильвинитовые слои близкие по своим параметрам к требованиям кондиций запасов калийных руд, ранее утвержденных ГКЗ.

В кровле и почве продуктивной пачки залегают породы каменной соли с прослоями глины и сильвинита. По скважинам 754 и 309а были взяты пробы керна для оценки физико-механических свойств пород продуктивной пачки. Установлено, что естественная влажность соляных пород пачки составляет в среднем 0,003%, а глины - 0,074%. Прочность пород на одноосное сжатие варьирует в большом интервале от 102кгс/см2 до 323кгс/см2.

В условиях Старобинского месторождения, которое характеризуется тонкослоистой структурой вмещающих пород, важным фактором охраны горных выработок различного назначения является расположение их в породах с наиболее монолитными и мощными слоями каменной соли или сильвинита.

Геологами Старобинской партии БГРЭ по ряду скважин (скв. 344а, 139,134,112,19а) был исследован структурно-литологический состав керна пород кровли над сильвинитовым слоем 8, который показал, что количество слабых прослойков в междупластье 8-10 не превышает 15% и кровлю можно отнести ориентировочно ко II типу по классификации БФ ВНИИГ.

При отработке пластов II и III калийных горизонтов на руднике 3 РУ отмечены газодинамические явления (ГДЯ) в виде внезапных обрушений, а также выбросов соли и газа. Наиболее эти явления характерны в местах большого скопления глинистого материала, а также в районах, приуроченных к тектоническим разломам и зонам замещений.

ГДЯ осложняют условия отработки рудника, снижают темпы проходки, ведения очистных работ и повышают травматизм производства.

В связи с увеличением глубины разработки проявления горного давления и ГДЯ на IV горизонте могут быть более интенсивны, чем на эксплуатируемых пластах.

Подсчет запасов калийных руд IV горизонта

На современной стадии изучения, когда запасы основных конкурентоспособных II и III горизонтов Старобинского месторождения в значительной мере погашены в процессе интенсивной эксплуатации, калийные соли IV горизонта являются одним из возможных источников расширения сырьевой базы региона и продления сроков существования действующих горно-добывающих предприятий ПО «Беларуськалий».

Подсчет запасов произведен методом геологических блоков. Контуры блоков опираются на скважины разведочной сети, пересекшие горизонт. При этом часть площади геологических блоков, ограниченная технической границей IV горизонта с рудниками 1 РУ и 2 РУ была исключена из подсчета запасов.

Средняя мощность сильвинитового слоя в блоках определялась методом среднеарифметического, а среднее содержание компонентов методом средневзвешенного (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Подсчет запасов калийных солей промышленных пластов IV горизонта на шахтном поле рудника 3 РУ (категория С1)

Слои

Площадь подсчёта запасов, м2

Средняя мощность слоя, м

Запасы серых солей, млн. т

Содержание, %

KCL

НО

6

59914,35

0,25

31,00

46,28

3,59

7

59914,35

0,34

42,17

26,85

3,61

8

59914,35

0,56

69,45

32,91

4,72

10

39155,7

0,75

60,79

32,20

6,19

Итого

203.41

33,48

4,76

Запасы, теряемые в предохранительных целиках у геологических скважин составили 0,28 млн. тонн. Охранный целик под промплощадку рудника на уровне 4 горизонта составил 1,9х2,2км. Запасы, консервируемые в этом охранном целике составили 12,1 млн. тонн.

Промышленные запасы: 203,41-12,1-0,28=191,03 млн. тонн.

Так как на горизонте планируется ввести в эксплуатацию 70 панелей (2500х315м), то эксплуатационные потери в охранных целиках (П) составят:

250060701,862,07=40427100т;

где 60 - ширина целика между панелями, м;

1,86 - мощность слоев 6+7+8+10, м;

315200701,862,07=16979382т;

где 200-ширина целика для охраны выработок главных направлений,м;

П=40427100+16979382=57406482т.

Так как слой 10 распространен не на всей площади, то эксплуатационные потери составят 50 млн.т.

Эксплуатационные запасы: 191,03-50=141,03 млн.т.