Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ и обобщение условий отработки Старобинского месторождения калийных солей и шахтного поля Краснослободского рудника ОАО «Беларуськалий» 9
1.1 Анализ развития мировой калийной промышленности и характеристика ОАО «Беларуськалий» 9
1.1.1 Характеристика рудной базы 15
1.2 Геологическая характеристика Старобинского месторождения калийных солей и шахтного поля Краснослободского рудника 18
1.2.1 Анализ геологических условий шахтного поля Краснослободскогорудника 25
1.2.2 Подробный анализ геологических условий зон массива горных пород, прилегающих к тектоническим (дизъюнктивным) нарушениям 27
Выводы по первой главе 31
2 Анализ напряженно-деформированного состояния соленосной толщи в зонах влияния дизъюнктивных нарушений 33
2.1 Разработка горно-геомеханических моделей для характерных условий отработки запасов 34
2.2 Выбор методов оценки параметров напряженно-деформированного состояния элементов массива горных пород 44
2.3 Оценка условий отработки запасов в пределах Третьего калийного горизонта с учетом геотектонического фактора 50
Выводы по второй главе 51
3 Обобщение геотехнологических особенностей отработки Третьего калийного горизонта Старобинского месторождения калийных солей 53
3.1 Анализ горно-технологических условий отработки запасов шахтного поля Краснослободского рудника з
3.1.1 Камерные системы разработки 66
3.1.2 Слоевые схемы отработки длинными очистными забоями с селективной выемкой слоев 70
3.1.3 Комбинированные системы разработки 76
3.2 Анализ структуры и динамики потерь на рудниках ОАО «Беларуськалий» 77
Выводы по третьей главе 86
4 Обоснование горно-технологических параметров систем разработки сильвинитовых пластов в приразломных зонах 89
4.1 Оценка влияния технологических параметров систем разработки в приразломных зонах на напряженно-деформированное состояние пород в зонах влияния дизъюнктивных нарушений 91
4.2 Варианты управления состоянием массива горных пород в приразломных и разломных зонах 100
4.3 Разработка рациональных систем разработки в зонах влияния тектонических нарушений 103
4.4 Разработка рекомендаций по применению рациональных технологических схем отработки 108
Выводы по четвертой главе 111
Заключение 113
Список литературы 115
- Геологическая характеристика Старобинского месторождения калийных солей и шахтного поля Краснослободского рудника
- Выбор методов оценки параметров напряженно-деформированного состояния элементов массива горных пород
- Слоевые схемы отработки длинными очистными забоями с селективной выемкой слоев
- Варианты управления состоянием массива горных пород в приразломных и разломных зонах
Геологическая характеристика Старобинского месторождения калийных солей и шахтного поля Краснослободского рудника
Старобинское месторождение калийных солей занимает площадь около 350 км и расположено в западной части Припятского прогиба на территории Минской области Республики Беларусь. Месторождение было открыто в 1949 г в западной части Шатилковской геологической впадины (район городов Солигорск и Старобин). Калийные горизонты, приурочены к соленосной толще с северо-восточным падением пластов (угол падения 1 -4 градуса). Обобщенный геологический разрез Старобинского месторождения представлен на рисунке 1.4. На рисунке 1.5 показаны характерные пачки пород, слагающих соленосную толщу месторождения, и осредненные глубины их залегания [17, 30, 42].
В геологическом строении месторождения принимают участие породы кристаллического фундамента докембрийского возраста и осадочный чехол, представленный верхнепротерозойскими, палеозойскими, мезозойскими и кайнозойскими породами.
Пропластки и пласты горных пород слагающих соляную толщу имеют сложный минералогический состав. По преобладающему минералу различают сильвинит, карналлит и галит [17, 30]. Все соляные породы кроме основных минералов содержат также примеси других солей, а также и гипса, глин, доломитов, мергелей и др. Плотность солей изменяется в пределах 1,8- 2,4 т/м [7, 55]. Предел прочности соляных пород при одноосном сжатии составляет ІЗ-е-41 МПа. Такие соляные породы отнесены к породам средней крепости (и ниже) и обладают существенной вязкостью и пластичностью. Коэффициент крепости соляных пород Старобинского месторождения по Протодьяконову составляет 2- 4, породы месторождения являются малоабразивными (в пределах 0,14- 7,4 мм износа эталонного резца). Пыль соляных пород инертна с точки зрения воспламенения и не опасна по взрывчатости рудничной атмосферы.
Усредненное строение соленосной толщи Старобинского месторождения Первый калийный горизонт на Старобинском месторождении распространен на небольшой площади. Глубина залегания горизонта 364V728 м, мощность калийсодержащей толщи составляет от 3 до 6 м. В разрезе выделены нижний и верхний сильвинитовые пласты (группированием слоев галита и сильвинита) и промежуточный глинисто-галитовый прослой. Мощность нижнего пласта 0,65- 1,65 м, верхнего пласта - 0,8- 3,01 метра. Содержание КС1 составляет соответственно 23- 29% и 21- 30%. Оба пласта характеризуются сравнительно высоким содержанием нерастворимого остатка (НО) - от 12 до 29%. Выемка данного горизонта не ведется из-за сравнительно более низкого качества руды в сопоставлении с остальными горизонтами и наименьшей мощностью водозащитной толщи (ВЗТ).
Кровля 1 к.г. представлена каменной солью, выше которой залегает толща переслаивающихся известняков, доломитов, мергелей, глин и др. мощностью до 150 м. Данная глинисто-мергелистая толща (ГМТ) в нижней ее части отнесена к водоупорной и, соответственно, ВЗТ на месторождении.
Гидрогеологические условия месторождения характеризуются наличием двух водоносных ярусов в пределах ГМТ [17, 54, 60]. Нижний ярус характеризуется условиями затрудненного и весьма затрудненного водообмена. В верхнем ярусе залегает целый ряд водоносных горизонтов и комплексов, которые являются гидравлически связанными и представляют собой по существу единый водоносный горизонт.
В разрезе эксплуатируемых горизонтов соленосные отложения практически безводны, однако имеют место линзы весьма насыщенных рассолов, которые при определенных условиях попадают в горные выработки, в шпуры и подземные скважины. Объемы таких рассолопроявлений весьма незначительны и опасности при эксплуатации месторождения не представляют [17, 30, 42].
В междупластьи 1 и 2 к.г. мощностью, в среднем, около 60 м залегают мощные глины и каменная соль с незначительными включениями мергелей.
Второй калийный горизонт распространен на значительной площади месторождения (по сравнению с 1 к.г.) и залегает на глубинах от 370 до 700 м (максимальные значения глубины залегания достигаются на севере месторождения). Мощность 2 к.г. на основных площадях составляет от 1,7 до 3 м, а на Краснослободском участке достигает 4,38 м. Горизонт представлен двумя сильвинитовыми слоями (с.с.) разделенными слоем галита (рисунок 1.6).
Мощность сильвинитовых слоев составляет от 0,43 до 1,25 м и в среднем 0,89 м для нижнего с.с. и 0,76 м для с.с. верхнего. Мощность промежуточного слоя каменной соли составляет в среднем 0,63 м. Содержание КС1 достаточно высокое (35-39%), а содержание нерастворимого остаток колеблется от 0,83 до 12,04 %.
Почва II калийного горизонта представлена, в основном, каменной солью мощностью от 20 м до 50 м. В кровле данного горизонта залегает преимущественно каменная соль мощностью 15-е-ЗО м. Реже в кровле залегают глинистые породы.
Третий калийный горизонт наиболее широко распространен на месторождении и занимает площадь около 7,7 тыс. км2 и является основным разрабатываемым горизонтом на месторождении. В настоящее время с него добывается до 100% производственной мощности некоторых рудников (1 и 2 рудник). Залегает калийный горизонт на глубинах от 350 до 900 м, мощность его колеблется в диапазоне от 5 до 28 м, угол падения - 2-3 в северо-восточном направлении. В разрезе 3 к.г. выделяются три пласта: нижний сильвинитовый пласт (мощность 2- 8,5 м), глинисто-карналлитовый пласт (мощность 4- 20 м), верхний сильвинитовый пласт (мощность 2,5- 4,4 м). Промышленное значение имеет исключительно нижний сильвинитовый пласт, в составе которого выделено шесть с.с, чередующиеся прослоями галита, галопелитов, карналлита и сильвинито-карналлитовых пород. Строение пласта и характеристики слоев представлены на рисунке 1.7.
Усредненное строение нижнего сильвинитового пласта Третьего калийного горизонта В кровле 3 к.г. залегает каменная соль (более 50%) переслаиваемая глинами (до 30%), мергелями и доломитами (до 40%). На отдельных участках максимальная мощность прослоев глин достигает 0,7 м, а глинисто-галитовые слои (с содержание глин более 40%) достигают мощности 10 м и более. Междупластье 2 и 3 к.г. (мощностью около 150- 200 м) представлено мощными (по соли до 40 м) чередующимися пачками глин и каменной соли с прослоями мергелей и доломитов небольшой мощности (0,1- 0,5 м).
В почве 3 к.г. залегает пласт каменной соли и глинисто-мергелистый горизонт "8а". Соляные породы подстилающего пласта каменной соли представлены белой разнозернистой каменной солью с незначительными включениями прослоев известняков, доломитов, ангидритов и глинистых пород.
Иногда в каменной соли встречаются включения сильвина и тонкие прослои сильвинита. В пределах рудников ОАО «Беларуськалий» мощность пласта каменной соли изменяется от 5,6 м до 20,1 м.
Четвертый калийный горизонт залегает в нижней части разреза калиеносной субформации и по распространению занимает второе место (больше чем 1 к.г., но меньше чем 2 к.г.). Мощность горизонта изменяется в пределах от 1,6 до 40 м и в его разрезе выделяется 22 сильвинитовых слоя, чередующихся со слоями галита. Мощности сильвинитовых слоев изменяется от 0,1 до 1,22 м, а галитовых слоев -от 0,17 до 3,9 м. Запасы калийных руд 4 к.г. в наибольшей степени разведаны в границах горного отвода З РУ по категориям Сі и С2 для извлекаемой мощности горизонта (сгруппированные с.с. 6, 7, 8 и 10) и составляют по валовой руде около 205 млн. тонн. Также к продуктивной пачке горизонта возможно отнести кроме указанных еще и 5 сильвинитовый слой. Сильвинитовый слой 12 распространен в пределах шахтного поля З РУ не регулярно, однако он также может быть отнесен к промышленным запасам (при определенной технологии очистной выемки) [11]. Разрез горизонта приведен на рисунке 1.8.
Выбор методов оценки параметров напряженно-деформированного состояния элементов массива горных пород
Как свидетельствуют результаты исследований [5] по изучению механических параметров и стадий формирования закладочного массива, их свойства существенно зависят от способа возведения закладки и степени ее уплотнения. Отметим, что закладочный массив воспринимает нагрузку налегающей толщи только после того как вертикальные перемещения кровли превысят величину недозакладки. После этого модуль деформаций закладочного массива увеличивается (с нуля) до значений, соответствующих механическим свойствам пород, являющихся сырьем для закладочного материала. Однако необходимым условием появления рабочего отпора закладки является формирование в центре закладочного массива «упругого ядра» (при определенном соотношении мощности пласта и ширины закладываемой полосы). Закладочные полосы, выполненные сухой навалкой породы, обладают низкими первоначальными модулями деформаций, а недозакладка составляет около 0,2- 0,3 м (с учетом упругого опускания самой кровли).
Закладка выработанного пространства применяется в камерных и столбовых системах разработки. Однако закладка выработанного пространства может быть разделена по назначению на два основных класса: первый класс - это «простое размещение» пустой породы в ВП, в силу каких либо технологических особенностей (селективная отбойка слоев, присечка боковых пород, поддирка пучащих пород почвы или коржей в кровле выработок и т.д.); второй класс - это возведение закладочных массивов для управления кровлей в выработанных пространствах. Технологически возведение закладки в обоих случаях может быть аналогичным, но в зависимости от функционального назначения таких сооружений требуется обеспечить заданные их характеристики. Например, при управлении кровлей (в камерах или длинных очистных забоях) частичной закладкой основными характеристиками закладочного материала и используемой технологии являются прочностные свойства, модуль деформаций, усадка, а также начальный отпор и величина недозакладки. Достижение высокого заполнения выработанных пространств возможно только при использовании гидравлической закладки. При использовании закладки камер основной ее задачей является не управление кровлей в камере, а увеличение несущей способности целиков во времени (за счет исключения вывалообразований из стенок), что изменяет условия деформирования подработанной толщи.
В рассматриваемых условиях закладочным материалом является разрушенная каменная соль, и вопрос управления кровлей в длинных очистных забоях и камерных системах разработки является основным. Это связано с тем, что необходимо обеспечить определенные условия деформирования кровли в приразломных-разломных зонах и высокие показатели извлечения. Применение закладки при этом одновременно исключает подъем на поверхность пустой породы. В рассматриваемой задаче необходимо оценить степень деформирования (высоты трещинообразования) налегающих пород кровли (формирования определенных зон в кровле длинных очистных забоев - зон беспорядочного обрушения, трещинообразования и плавных прогибов) и закладка оказывает существенное влияние на высоту таких зон, а соответственно и на параметры зон опорного давления (впереди лавы) и зон бокового опорного давления (в краевых частях).
Повышение модуля деформаций закладочного материала (как показали исследования ВНИМИ и других организаций [5, 11]), могут быть достигнуты при использовании консолидированной (во времени) закладки - смоченной и уплотнённой каменной соли. Результаты исследований свидетельствуют о том, что в процессе консолидации (уплотнения и вторичной кристаллизации), с ростом объёмного веса закладки его прочность на одноосное сжатие существенно возрастает, достигая величин, характерных для образцов пород каменной соли (рисунок 2.2) [5]. Испытаний консолидированной закладки проведенные ВНИМИ (для каменной соли Илецкого месторождения) показали, что при сроке консолидации более 15 суток, достигается прочность в массиве до 7 МПа (при величине деформаций около 0,035). При практически линейном деформировании (в осях "а-є") значению модуля деформаций для такого материала отвечает -200 МПа (Ед«7,0/0,035«200 МПа). Коэффициент Пуассона для данного материала на начальных стадиях деформирования превышает 0,45 в дальнейшем снижается до 0,4. Технология возведения таких массивов закладки в камерах заключается в послойной (толщиной до 1 м) насыпке руды (соли), ее трамбовке и смачивании водой (с массовым расходом 4%).
При уплотнении пород в выработанных пространствах изменяются и их квазидеформационные свойства, при этом механические характеристики таких массивов отражают условия деформирования пород в запредельной области диаграмм «напряжения-деформации» (или «нагрузка - смещение»).
Основным фактором, определяющим формирование механических свойств горных пород в выработанных пространствах (а соответственно и степень уплотнения пород) являются условия сдвижения подработанных пород кровли. Данные процессы необходимо рассматривать во взаимосвязи с параметрами систем разработки с учетом фактора времени в пределах краевых частей мульд сдвижения (от краевой части массива до внутренней границы краевой части -ВГКЧ).
При изучении закономерностей сдвижения подработанных массивов вплоть до земной поверхности анализировались работы Нестерова М.П., Степанова К.А., Васильевой Т.Н., Дешковского, Земскова, Новокшонова и др. исследователей [6, 12, 13, 20, 21, 46, 47, 80, 82 и др.]. Оценка времени производится до момента достижения максимальных значений оседаний (rjmax - а соответственно и максимальное уплотнение горных пород в выработанных пространствах) земной поверхности в зоне полной подработки мульды сдвижения.
Более высокие прочностные (деформационные) характеристики закладочного массива в выработанных пространствах можно получить путем добавления в закладку твердеющих добавок - различных цементов и ангидридов. При использовании закладки из каменной соли с присадками 1% фосфогипса (по массе) модуль ее деформации на порядок превышает модуль деформаций консолидированной закладки (но только в первые сутки работы закладки).
В пределах граничных зон (краевых частей мульд сдвижения) механическое состояние пород и оседания в выработанном пространстве, зависят от значений граничных углов (Д 8, у) представленных на рисунке 2.3. Для Старобинского месторождения по данным ОАО «ВНИИГ», ОАО «Белгорхимпром» и ОАО «Беларуськалий» значение граничных углов составляет 60, а угол полных сдвижений (# 55.
Предварительно проанализируем временной характер сдвижения поверхности, отнеся его к точке А (граница ВГКЧ МС; рисунок 2.3) с учётом применявшихся на отработанных участках систем разработки. Учёт последних - в интегральном плане применительно к решаемой задаче - удобно осуществить по данным о "площадном" (с учётом оставляемых целиков различного назначения) параметре извлечения полезного ископаемого (ю). Последний для столбовых систем разработки, в среднем, может быть принят изменяющимся в диапазоне: 0,55 ю 0,7; для камерных систем разработки с податливыми целиками: 0,66 ю 0,78; для тех же систем с жёсткими целиками: 0,35 ю 0,45. .:
Слоевые схемы отработки длинными очистными забоями с селективной выемкой слоев
Действующие методики оценки безопасной мощности ВЗТ основаны на оценке высоты зоны распространения водопроводящих трещин (ЗРВТ) и оценке мощности ненарушенной трещинами ВЗТ (как разности геологической ВЗТ и высоты зоны распространения водопроводящих трещин) и сравнении ее с минимально допустимой мощностью ВЗТ (Старобинское - 35 м). Высота ЗРВТ представлена на рисунке 4.1 и зависит от системы разработки (камерная или столбовая) и коэффициента извлечения руды и основывается на допущении от том, что целики в течение некоторого (возможно весьма длительного) времени разрушаются и происходит сдвижение кровли на значительных пролетах. Однако при условии длительной устойчивости МКЦ размер зоны трещинообразования не может превышать нескольких пролетов кровли, т.е. необходимо рассматривать три возможных варианта камерной выемки для создания зон смягчения в приразломной зоне: первый случай, когда создается пролет выработанного пространства с податливыми целиками; второй случай, когда создается пролет выработанного пространства с целиками, которые являются жесткими в течение длительного времени (10 лет и более); и третий случай, когда пролет выработанного пространства соответствует пролету выемочной камеры.
Результаты моделирования позволили получить распределения деформаций и напряжений, а также коэффициентов концентрации (деконцентрации) при наличии в краевой части лавы податливых или жестких целиков и закладки ВП лав и камер. Коэффициент концентрации может быть использован для оценки устойчивости (податливости) МКЦ путем его учета при расчете нагрузка по утвержденным методикам.
Как показали результаты моделирования наиболее целесообразно в зонах, примыкающих к дизъюнктивным нарушениям, использовать технологические схемы позволяющие создавать зоны с повышающейся податливостью от нарушения к выработанным пространствам лав.
Как показали результаты моделирования наличие целиков в краевой части лавы в значительной степени «смягчает действующую опору» и соответственно снижает высоту развития зоны трещиноватости и переносит максимум растягивающих горизонтальных деформаций вглубь массива. При этом снижается и граничный угол. На практике может иметь место ситуация при которой после разрушения податливых целиков (расположенных в краевой части) приведенная вынимаемая мощность в зоне камерной системы разработки будет больше чем приведенная вынимаемая мощность в лаве с учетом закладки и ее уплотнения. То есть фактически граничный угол будет развиваться с краевой части камерной системы разработки, а зоны развития водопроводящих трещин над зонами камерной и столбовой системы разработки будут развиваться иначе, чем на схемах, представленных в действующей методике.
При камерной системе разработки с жесткими целиками (для периода отработки самих камер) к моменту подхода лавы МКЦ могут перейти в предельное состояние и классифицироваться как «податливые» или же остаться «жесткими». Если целики сохранят устойчивость, то граничный угол (а соответственно и зона трещиноваттости) будут развиваться с краевой части лавы, а при переходе МКЦ в пластическую стадию деформирования граничный угол будет развиваться с краевой части камерной системы разработки, в которой параметры МКЦ и камер будут неизменными. Переход целиков в стадию пластического деформирования определяется действующей нагрузкой и временем ее действия. Время перехода целиков в стадию пластического деформирования может достигать 10 и более лет. А целики с размерами 6-10 мощностей пласта (при пролете камеры приблизительно соответствующей мощности пласта) могут не перейти в пластическое состояние и в течение 50 и более лет.
Более подробно указанные вопросы будут рассмотрены в следующих пунктах. Оценка влияния технологических параметров систем разработки в приразломных зонах на напряженно-деформированное состояние пород в зонах влияния дизъюнктивных нарушений
Обобщение результатов анализа НДС исследуемого массива позволило построить различные зависимости значимых параметров НДС массива от варьируемых при моделировании переменных, а также установить характер распределения напряжений, деформаций и перемещений по характерным направлениям (линиям, сечениям). Наиболее характерные зависимости критериальных параметров (вертикальных сжимающих напряжений и коэффициентов концентрации) для рассматриваемой длины лавы (400 м), коэффициента извлечения (0,5), суммарной ширины выработанного пространства с закладкой (60 м) представлены на рисунках 4.1 и 4.2. 300 100 150 200 250
Зависимость коэффициента концентрации в кровле камер в функции расстояния от краевой части выработанного пространства лавы при различных комбинациях систем разработки и закладки ВП При отработке слоев (пластов) на состояние подрабатываемой толщи влияют не только параметры камер (ширина пролета) и целиков, но и состояние потолочины (кровли) камер. При залегании в кровле мощных однородных слоев соли (это особенно характерно для отработки месторождений купольного типа) возможно снижение деформационных характеристик МКЦ и «перенос» части нагрузки через устойчивую потолочину на соседние зоны, при этом нарушение сплошности целиков не наблюдается при снижении действующей в них нагрузки. При определенных условиях (значительных нарастающих размерах подработанных площадей) процессы потери устойчивости систем «целики-кровля» (их разрушение) могут протекать длительные периоды времени (10-20 лет и более) и являются необратимыми. В качестве примера таких процессов может служить рудник №1 на Илецком месторождении, который был затоплен после прорыва рассолов в горные выработки в 70-ые годы. Откачка рассолов из горных выработок приводила к увеличению водопритоков. Проектные параметры рудника №2 данного месторождения также не смогли обеспечить устойчивое состояние МКЦ, и они начали постепенно разрушаться. В течение длительного периода времени (с начала девяностых годов прошлого века в общей сложности более 15 лет) велись наблюдения за геометрией целиков и камер и процессами трещинообразования в целиках.
В горной науке одним из основных критериев целесообразности использования той или иной технологии (системы разработки, типов крепей и выемочных механизмов) является оценка собранного статистического материала и его обработка на базе методов математического анализа. В условиях подземной отработки соляных месторождений такие методы зачастую оказываются малоприемлемым из-за невозможности использования опыта отработки иных типов месторождений.
Варианты управления состоянием массива горных пород в приразломных и разломных зонах
Это связано с внедрением на 2 горизонте столбовых систем разработки (вместо камерных) и меньшей глубиной залегания горизонта. Поскольку на 3 горизонте запасы отрабатываются двумя слоями, то на выемочный участок приходится большее количество выработок, охраняемых целиками большей ширины. Например, отказ от слоевой отработки позволил бы значительно сократить количество выработок при внедрении селективной выемки лавами на полную мощность с закладкой галита в выработанное пространство.
Значительная часть оставленных целиков в последующем может быть отработана с использованием тех или иных технологий, однако подготовка таких запасов не всегда может быть осуществлено с действующих выработок, т.е. требует повторной подготовки таких запасов, и, следовательно, дополнительных капиталовложений, приводящих к снижению экономической эффективности работы предприятия.
Запасы в зонах влияния дизъюнктивных нарушений относятся к частично извлекаемым потерям. При первоначальной раскройке шахтного поля выделяются разломные зоны (200 м от плоскости сместителя) и приразломные зоны (300 м от разломной зоны). Данные целики шириной 500 м требуют уточнения из размеров при эксплуатационной разведке и, как следствие, дополнительного обоснования используемых для их отработки технологических схем. В действующей методике по отработке запасов у геологических нарушений рекомендуется оставлять целики, рассчитанные по методике представленной на рисунке 3.20 [60]. Однако представленная методика предусматривает при внедрении технологических схем с управлением горным давлением частичной (или полной) закладкой выработанного пространства дополнительное исследование геомеханических процессов, протекающих в соляном массиве, и разработку на этой основе рациональных параметров таких схем.
Определяющим параметром для расчета приразломного целика является высота зоны распространения водопроводящих трещин Нт при отработке одиночного калийного пласта, определяемая согласно зависимости: где: d - параметр, зависящий от глубины разработки и применяемой системы разработки (камерной или длинными столбами); мщ - приведенная вынимаемая мощность, м [60]. Приведенная вынимаемая мощность определяется в общем случае фактической вынимаемой мощностью, коэффициентом извлечения (для лавы он равен единице) и степенью подработки вышележащей толщи.
Основные направления совершенствования технологических схем и проблемы, сопровождающие отработку пластов, представлены на рисунке 3.21.
Для отработки Краснослободского участка необходимо было решить целый ряд ответственных задач, среди которых: вскрытие двух основных блоков; разработка технологических схем отработки основных запасов и разработка технологии отработки запасов в приразломных зонах; обеспечение заданного геомеханического состояния краевых частей массива при длительной остановке фронта очистных работ с учетом возможности многооризонтной отработки. В целом отработка месторождения характеризуется наличием больших потерь в целиках - до 60%. Оценивая потери в целиках различного назначения, следует отметить, что из-за особенностей геологического строения Краснослободского рудника основные потери приходятся именно на целики у разломов. По нашим оценкам они могут достигать 50-90 млн. тонн только по 3 к.г., что составляет порядка 25% от общих потерь в целиках.
На 3 к.г. Старобинского месторождения используется слоевая система разработки длинными очистными забоями. Выемочные столбы подготавливаются пятью-шестью панельными выработками и пятью-шестью участковыми. Ширина межпанельных целиков составляет от 50 до 120 м. Слои отрабатываются поочередно верхними, а затем нижними лавами с различным отставанием нижних лав от верхних. Нижние лавы могут располагаться как в разгруженной зоне верхней лавы, так и под панельными целиками по верхнему слою за счет чего частично погашаются межстолбовые целики.
На шахтном поле Краснослободского рудника используется слоевая система разработки с отработкой IV сильвинитового слоя лавой верхнего слоя, и валовой или селективной выемкой II и III с.с. лавой нижнего слоя. При селективной выемке пропласток галита П-Ш используется для возведения в выработанном пространстве широких бутовых полос при помощи метателей, устанавливаемых в вентиляционном и закладочном штреках лавы.
После вскрытия шахтного поля были выделены приразломные зоны (500 м от плоскости сместителя) и очистная выемка началась на пяти выемочных панелях с учетом нарезки выемочных лав вне пределов приразломных зон.
Запасы в приразломных зонах отнесены к частично извлекаемым потерям, однако отработка таких запасов требует оценки ряда факторов (влияние на региональную безопасность, экономическая выгода и др.) и может быть интерпретирована как экономически выгодная, так и как убыточная.
В «Правилах по защите рудников от затопления в условиях Старобинского месторождения калийных солей» даны рекомендации по расчету параметров целиков, оставляемых у разлома. Для систем разработки длинными столбами минимальное расстояние остановки фронта очистных работ составляет 150-250 м в зависимости от вынимаемой мощности. Для камерных систем разработки данное расстояние составляет 70-120 м в зависимости от коэффициента извлечения. В то же время существующие инструкции рекомендуют проведение специальных исследований для обоснования параметров систем разработки с полной или частичной закладкой выработанного пространства.