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矿建中煤层最低可采厚度边界线及其确定

2014-06-06刘存刚

山西建筑 2014年16期
关键词:放射线垂线储量

刘存刚

(山西省煤炭地质水文勘查研究院,山西太原 030006)

矿体的圈定是资源储量估算的关键环节,矿体圈定的原则必须遵循地质规律。必须建立在对地质规律研究的基础上,根据矿体的自然形态、产状及其变化特点,有益有害组分的空间分布规律,蚀变矿物的分布和组合,以及后期构造的影响因素综合确定,不能见矿连矿。资源储量估算应严格按工业指标圈定矿体,所圈定的矿体形态应与矿体的自然形态基本一致。

1 勘查区边界的确定

勘查区的边界,包括四周和深度底界。有的以自然因素分界,如河流、交通干线等;有的以地质因素为界,如断层、褶曲、煤层露头及尖灭线等;有的以人为因素为界,如勘探线、坐标线等。而深度界线一般要考虑煤层的埋深和开发能力来确定具体标高或范围。除去四周边界和深度边界之外,还要考虑两者如何合龙的问题,也就是有了四周边界,还要确定如何往下延伸至一定深度问题。特别是遇到以逆断层为边界的情况,一定要说明是以上盘为界还是以下盘为界。另外在深部,也不一定以一个深度为准,也可能以某一岩层为界。勘查区的边界一般是在以往资料的基础上,预先已确定,如有变动也要在野外工作结束之前定下来,以便进行必要的勘查工作和最后的储量计算。否则储量计算的边界就无法确定,储量也就无法计算。

2 煤层最低可采厚度边界线及其确定

煤层有厚薄,开采的煤层点要有个厚度指标,将煤层厚度的可采边界点连起来,即成为某煤层的可采边界线。线内的煤层可采,线外的煤层不可采。

可采见煤点之外工程见煤情况有两种,一是无煤,一是有煤但不可采。确定最低可采见煤点的方法综合起来有如下几种。

2.1 内插法

在一个见煤点可采,一个见煤点不可采时可采用此方法。

1)解析法。假设钻孔1见煤厚度为m1大于最低可采厚度,钻孔3见煤厚度m3小于最低可采厚度。要求在钻孔1,3之间求出煤层最低可采厚度m2的位置,求出钻孔1与最低可采厚度点之间的距离(l的长),如图1所示。根据相似三角形原理:

其中,l为见可采煤层钻孔到最低可采厚度点之间的距离;L为见可采煤层钻孔到见不可采煤层钻孔之间的距离;m1为可采煤层钻孔煤厚;m3为不可采见煤钻孔煤厚;m2为最低可采厚度。

用此法可以求出许多最低可采见煤点的位置,用平滑曲线将其连接起来,就可得到煤层的最低可采厚度边界线。

图1 解析法确定煤层最低可采厚度边界线示意图

2)图解法(见图2)。有两个钻孔见煤,A钻孔可采,B钻孔不可采,求两钻孔间最低可采见煤点的位置。先选用一定的比例尺将AB两点连起来,从A点垂直向上作直线AC,并以相同比例尺使AC的长度等于A点见煤厚度与最低可采厚度之差。同样从B点垂直向下作直线BD,也用相同的比例尺使BD的长度等于最低可采厚度与B点见煤厚度之差。用直线将CD连接起来,与AB线相交于E点,E点位置即所求的最低可采厚度点。

图2 图解法

3)图格法。如图3所示,其作法是首先在透明纸(或聚酯薄膜)上作一组等距离的垂线,由o点作其垂线交于a,从a点向两边作等距离划分,使ab=bc=cd=de=af=fg等等。连接oa,ob,oc,od,oe,of,og……在垂线和放射线的一端标上阿拉伯数字即可。

图3 图格法

其使用方法举个例子说明。有M,N两钻孔,M见煤厚1.56 m,N见煤厚0.17 m,最低可采厚度为0.5 m,求M,N两孔连线上煤层厚度为0.5 m点的位置。

具体作法有两种:先将M,N两点连起来。

其一,单独使用垂线法。将格子纸上代表1.56 m的A点与M点重合,以重合点为圆心,转动格子纸,使N点与透明格子纸上代表0.17 m的垂线重合,在MN线上找出与透明格子纸上0.5 m垂线的交点E,该点即为所求最低可采厚度点的位置。

其二,兼用垂线和放射线法。首先在放射线束上找出相当于1.56 m和0.17 m的两条放射线,移动透明格纸,在MN连线与垂线平行的状态下,使M和N点分别与代表1.56 m和0.17 m的放射线重合,再在MN线段上找出与0.5 m放射线的交点F,该点就是所求的最低可采厚度点的位置。

2.2 有限推断法

有两个工程点,其中一个见煤,并可采;另一个未见煤,而且确定是由于煤层渐变所造成的。这时煤层的零点和最低可采边界点一定在这两个工程点之间,推断范围有限,所以叫有限推断法。

遇到这种情况,一般是以两工程点之间距离的1/2为零点,再依此内插出煤层最低可采点。这种作法的先决条件之一是煤层是渐变的,但如果确定煤层不是渐变而是由于河流冲刷等原因突变的,在这种情况下一般是以两工程点之间距离的1/3为冲刷边界,但煤厚等于见煤工程点的煤厚。

2.3 无限推断法

在可采见煤工程点之外,再无其他工程点了,在这种情况下外推是根据地质资料来确定。这种推断法要充分考虑煤产地的成因类型、含煤建造特征和煤层的稳定性等因素。1)外推法。在计算详、精查储量时可能遇到这种情况,即高级储量(A或B)之外,没有其他工程,但尚未到勘查边界,这时一般还要外推一定距离计算储量。其方法是在稳定或较稳定煤层地区,可以在A级块段的外围,以不超过A级基本线距1/4~1/2的距离外推B级储量;或在有工程控制的B级块段外围,以不超过B级基本线距1/4~1/2的距离外推C级储量。根据规范规定,不能连续外推。不稳定煤层一般不能外推[1]。2)形态法。它是以煤层形态变化为基础,适用于厚煤层且厚度变化巨大的煤层。主要有剖面法和等值线法。剖面法:在勘探线剖面图上,将已知工程点的见煤点和止煤点(即煤层顶底)分别连起来,延长后交会于一点,将几个剖面上的尖灭点连起来就可得到该煤层的尖灭线。等值线法:假设煤层厚度做有规律的变化,根据已知工程点可以作出煤层等厚线图,在等厚线图的法线方向上有其规律可寻,按其规律向外延伸,即可找到最低可采厚度点和煤层尖灭点,连接各法线上的相应点即可。

3 结语

在勘查计算中,由于地下煤炭资源分布的复杂性,煤层厚度的不连续性,确定煤层最低可采厚度及其边界是一项很复杂的工作。因此,要选择合适的确定方法,才能减少工作量,提高工作效率,加快煤炭储量的计算。

[1]王新伟,陈文敏.谈谈煤炭储量中的几个问题[J].煤质技术,1996(5):114.

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