Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Вугілля в надрах залягає у вигляді пластів, руди – у вигляді жил, лінз, гнізд, пластів, а горючі сланці, солі, торф – у вигляді пластів і лінз (рис. 1). Пласт – скупчення в надрах корисної копалини, обмежене двома близькими до паралельних площинами і має значну площу поширення в порівнянні з потужністю (товщиною накопичення). Група пластів, що залягають спільно у порядку їх генетичного освіти, чергуються з вміщають пустими породами і об’єднуються по єдиного геологічного ознакою (частіше всегопо віком), являє собою свиту пластів. Вміщують породи і свита вугільних пластів разом утворюють вугленосну товщу. Вміщують породи, що залягають безпосередньо вище пласта, називають покрівлею, нижче пласта – грунтом. Пластообразних скупчення порожній однорідної породи або частину пласта називають шаром.

Якщо вугільний пласт складається з одного вугілля, він має просту будову. У більшості випадків пласт розділений прошарками – тонкими шарами порожньої породи – на вугільні пачки, і має складну будову [8]. Число пачок у вугільних пластах коливається від одиниці до десятків і сотень. Площині, за якими окремі пласти або шари порід стикаються один з одним, називають площинами нашарування.

У процесі утворення вугільних пластів органічні опади відкладалися горизонтальними або слабо похилими шарами. Однак при розробці родовищ знаходять пласти і верстви різного кута нахилу до горизонтальної площини. Це пояснюється тим, що в ході діагенеза і метаморфізму, в надрах виникали тектонічні рухи, які призвели до порушень (дислокациям) первісного залягання порід. Геологічні порушення поділяють на плікатівні (складчасті без розриву суцільності масиву) і диз’юнктивні (з розривом суцільності).

Форми залягання корисних копалин у надрах

Рисунок 1. Форми залягання корисних копалин у надрах

а – пласт; б – лінза; в – гніздо; г – жила

Актуальність теми

Враховуючи шаруваті товщі вугілля Донбаського басейну (рис. 2), для якого характерні конкреційні освіти, жильні впровадження у вугільних пластах пісковиків. І так, в результаті нерівномірності (у просторі та часі) знаків і величин амплітуд коливальних рухів на площах торфообразованія відбувається розщеплення вугільних пластів на окремі шари і їх виклинцьовування, спрямоване в бік найбільш інтенсивно погружної ділянки торфообразованія і до периферичних його частин. На загальній площі поширення майже будь-якого вугільного пласта виділяються різномасштабні (за розмірами) зони: злитого (компактного), помірно розшарованого стану, інтенсивного розщеплення і виклинювання. Найбільшою потужністю і повнотою стратиграфічного розрізу і, як наслідок, переважно промислової цінністю характеризуються зони злитого і помірно расслоённого будови вугільних пластів. У зоні інтенсивного розщеплення окремих частин вугільні пласти набувають значення самостійних пластів (об’єкти селективної відпрацювання та промислової оцінки). Зростання загальної потужності вугільних пластів (покладів) в зоні розщеплення, яке відбувається за рахунок збільшення потужностей прослоев гірських порід і випадання з стратиграфического розрізу виклинювальних вугільних шарів, супроводжується зменшенням сумарної по розрізу вугільної маси до повної втрати промислового значення вугільних пластів (поклади) в зоні виклинювання.

Геометризація у зв’язку з урахуванням перерахованих вище особливостей вуглеутворення вугільних пластів Донбасу, включає в себе ряд послідовних операцій з підготовки і обробці гірничо-геологічної інформації. Вона повинна служити основою для визначення меж підрахунку запасів вугілля і прогнозу кількісних і якісних показників очисних вибоїв, що в кінцевому результаті дасть можливість проведення оцінки корисної складової вугільного масиву. Необхідно відзначити, що спосіб попередньої оцінки, дає можливість розрахунку часових показників по конкретному родовищу [7].

Донецький вугільний басейн

Рисунок 2. Донецький вугільний басейн

Мета і задачі дослідження

Мета роботи – дослідження вугільних пластів у зонах розщеплення, на основі застосуванні методів математичної статистики, геометрії та кваліметрії надр, на основі характерної мінливості пластового покладу

Задачі дослідження:

1. Дослідження методами геометризації і кваліметрії надр вугільних пластів.

2. Практичне застосування отриманих результатів на конкретних прикладах і підрахунок запасів.

Поставлена в роботі мета досягнута шляхом застосування комплексного методу досліджень, що включає збір, обробку та узагальнення даних опробування вугільних пластів різних шахт Донбасу з використанням методів математичної статистики геометрії і кваліметрії надр, встановлення закономірностей зміни морфології вугільних пластів.

Основний зміст роботи

Перший розділ магістерської роботи присвячений вивченню питань, пов’язаних з оцінкою показників вугільних родовищ на основі геометризації, огляду практичної оцінки запасів вугілля [2]. Результати випробування пласта геолого-розвідувальними свердловинами слід розглядати як систему нерівномірно розташованих даних, в якій є вікна пропуску інформації і нерівність покриття даними випробування по пачках і прошаркам [5]. Неоднорідність випробування по площі, характер розподілу і розкид величин значень показників для формування уявлень про вугільному пласті вимагають використання різних методів створення топографічних поверхонь. Особлива увага в роботі необхідно приділити детальності вивчення закономірностей поширення показників вугілля, застосуванню теорії і практики підрахунку запасів, оцінці геологорозвідувальної інформації без збільшення обсягів геологорозвідувального буріння.

Слід зазначити, що результати випробування будуть враховувати норми взяття проб. У горизонтальних підземних гірничих виробках, що перетинають крутоспадні (з кутами падіння понад 40 градусів) хрестом простягання, бороздовой і лінійно-точкові проби повинні відбиратися із стінок по лінії, що перебуває на заздалегідь встановленому відстані від підошви виробки (для запобігання суб’єктивності у виборі місця відбору проб). При пологому заляганні (менше 30 градусів) рудних тіл слід пройти повстають і випробувати їх стінки по безперервній лінії. Допустимість відбору горизонтально орієнтірованних проб пластів, що падають під кутами в 30–40 градусів, повинна обґрунтовуватися співставленням результатів випробування 3–4 сполучених повних перетинів горизонтальними і повстанців виробками. У підземних гірничих виробках, пройдених по простяганню пласта, випробовується забої. Інтервали між ними обгрунтовуються експериментальними дослідженнями. Зазвичай забої випробовується через 2–3 отпалкі, тобто через 3–5 м. При потужності, що перевищує ширину гірничої виробки, обов’язково випробування вибоїв на її сполученні з іншими виробками, що перетинають тіло хрестом простягання [6], для забезпечення безперервності випробування його повного перетину (рис. 3).

Опробування по свердловинам

Рисунок 3. Опробування по свердловинам

У другому розділі магістерської роботи планується методами геометризації і кваліметрії надр виконати комплексне дослідження показників вугілля, яке полягає у встановленні залежностей між показниками, умовах відбракування ураганних проб, оцінки теоретичних і емпіричних розподілів, перевірки незалежності даних, встановленні кореляційних зв’язків [4]. Для відбраковування ураганних проб планується використання методу, заснованого на зіставленні значення випробування з апроксимується значенням, яке отримано з рішення центрально-різницевого вираження через зважену суму значень випробування в прилеглих точках. Вибір прилеглих точок проводиться окружністю радіусом 1 км з центром в точці. Радіус кола, рівний 1 км, прийнятий як подвоєне середня відстань між свердловинами, визначене за класифікацією запасів. Умова відбраковування виражено системою рівнянь:

Система рівнянь

Рисунок 4. Система рівнянь

где: Х0 , У0 – середні значення координат точок; Хi , Уi – поточні значення координат точок; bi – вага; аi – значення достіджуваного показника по свердловині; а0 – середнє значення досліджуваного показника; n – кількість проб з досліджуваним показником; s – середня квадратична помилка визначення досліджуваного показника(СКО)

(анімація: 5 кадрів, 5 циклів повторення, 20 кілобайт)

У третьому розділі магістерської роботи планується розгляд питань геометризації вугілля на основі різних методів математичного та статистичного аналізу (методу тренд-аналізу, кластерного аналізу та методу бальної оцінки) [1, 3]. Різноманітним вимогам задовольняє побудова комплексної оцінки на основі бальних оцінок. Бали, приписувані вихідних показників, можуть бути отримані різними способами: або на основі попередніх угод, або на основі ранжирування значень показників господарської діяльності. Далі до таблиці балів застосовується вже відомий метод сум. Бальний метод дозволяє в значній мірі подолати труднощі оцінки, пов’язані з неоднорідністю порівнюваних показників. За допомогою ранжирування значень вихідних показників здійснюється нормування різнопланових напрямків діяльності в сукупності порівнюваних показателей.Такая багатовимірна статистична процедура, що виконує збір даних, що містять інформацію про вибірку об’єктів, і потім впорядковує об’єкти в порівняно однорідні групи. Її завдання ставиться до статистичної обробки, визначення безлічі змінних, за якими будуть оцінюватися об’єкти у вибірці, тобто признакового пространства.Вичісленіе значень тієї чи іншої міри подібності (або відмінності) між об’єктами. Для формування математичних моделей і виключення впливу крайових ефектів необхідно враховувати дані за межами оцінюваної площі (наприклад, технічної кордоном шахтного поля) [9]. Послідовними наближеннями: в межах технічної кордону шахтного поля, на удалениях 200, 400 і 800 м при побудові ізогипс отримано, що найменші крайові спотворення досягаються при обліку інформаційної смуги за даними геологорозвідувальних свердловин за межами оцінюваної ділянки завширшки не менше подвоєного середньої відстані між свердловинами, що забезпечує єдину точність в межах шахтопласта.

У четвертому розділі планується підрахувати балансові та позабалансові запаси в межах досліджуваного шахтного поля по якому будуть взяті вихідні опробувані ділянки, способом оконтурювання окремих блоків, по геометричних фігурам дослідження. Оконтурювання фігур підрахунку запасів, є основою для визначення кількості балансових і забалансових запасів, встановлення просторового поширення природних типів, встановлення ступеня вивченості запасів і значень гірничо-геологічних параметрів. У більшості геологічних звітів блок підрахунку запасів не є мінімальною розрахунковою одиницею: в ній виділяються подблоки марочного складу і між ізогіпс [10, 11]. При оконтурюванні повинні дотримуватися такі вимоги: стійкість середнього значення показника (Потужності, зольності та ін.), стійкість амплітуд відхилень граничних значень від середньої величини; наявності переходу значення показника через межу величини, встановленої за статистичним критерієм.

Висновок

На даний момент моя магістерська робота ще не завершена. Докладно про результати роботи можна буде дізнатися після захисту на кафедрі маркшейдерської справи в січні 2016 року.

Перелік посилань

  1. Филатова И. В., Ковган Е. Н. Опыт автоматизированного построения границ марок угля с использованием экспертной системы // Сучасні технології маркшейдерського забезпечення раціонального і безпечного ведення гірничих робіт. – Донецьк: ДонНТУ. – 2002. – с. 40–43.
  2. Филатова И .В., Ковган Е. Н. Методика оконтуривания фигур подсчета запасов // Сучасні технології маркшейдерського забезпечення раціонального і безпечного ведення гірничих робіт. – Донецьк: ДонНТУ. – 2002. – с. 31–33.
  3. Оглоблин Д. Н., Герасименко Г. И., Акимов А. Г., Зоря М. Н., Козловский Г. И., Мирный В. В., Могильный С. Г., Музыкантов В. К., Никольский С. Л., Папазов М. Г., Травник С. Ф., Фисенко Г. Л., Шевердин П. Г., Шурыгин В. И. Маркшейдерское дело. – 3-е изд.перераб. и доп. – М.: Недра, 1981. – 704 с.
  4. Мирный В. В., Филатова И. В. Установление границ марочного состава углей для шахт Донбасса // International Society for Mine Surveying XIII International Congress Budapest, Hungary, 24–28 September 2007. – 2007. – P. 098.
  5. Петров Н. С. Маркшейдерское дело: Учебник для горных техникумов. – Ч. I. – М.: Углетехиздат, 1951. – 402 с.
  6. Кирюков В. В., Дмитриев А. М., Очкур Н. П. Геолого-промышленная оценка угольных месторождений: Учебное пособие. – Л.: ЛГИ, 1987. – 97 с.
  7. Клер В. Р. Обработка материалов разведки месторождений угля. – М.: Недра, 1980. – 173 с.
  8. Долгий В. Я. Показатели качества углей добытых на шахтах Украины/ В.Я. Долгий, А. А. Кривченко, М. Д. Шамало, В. А. Долгая – Уголь Украины, 1999. – № 8 – с. 18–22
  9. Жуков В. Е. Теоретическое и экспериментальное исследование совершенствования технологии очистных работ и отработки шахтных полей в Центральном районе Донбасса. Автореф. дисc. докт. техн. наук. – М.; ИГД им. Скочинского, 1973. – 30 с.
  10. Мирный В. В., Филатова И. В. Построение границ марочного состава углей на основе балльной оценки // Горная геология, геомеханика и маркшейдерия. – Донецк: УкрНИМИ НАН Украины. – 2004. – с. 335–338.
  11. Попов В. Н., Руденко В. В. Геометрия и квалиметрия недр в системе горных наук: состояние и направления развития // Маркшейдерский вестник. – 1999. – № 1 (27). – с. 29–33.