Оценка точности геометризации формы и условий залегания пласта 7-7а шахты «Распадская» по данным геологоразведочных работ

• Общие сведения
• Обоснование необходимости геометризации МПИ
• Анализ применяемых методов геометризации
• Проведение геометризации форм и условий залегания пласта
• Вывод
• Список используемой литературы

Общие сведения

Шахта «Распадская» расположена в юго-западной части Томь-Усинского геолого-экономического района Кузбасса. С запада, востока и севера шахтное поле ограничено детально разведанными участками: Распадским, Береговым, Распадским XII и Распадским VI-VII-VIII; с юга примыкают безугольные отложения нижних горизонтов ильинской подсерии.

Рельеф шахтного поля характеризуется большой расчлененностью глубокими логами и долинами рек Ольжерас, Чебол-Су, Еловая, Крутая, Глухая. Рыхлые четвертичные отложения развиты по всей площади шахтного поля и представлены главным образом делювиальными суглинками и глинами с включениями слабообкатанной гальки и щебня коренных пород. Юрские отложения на площади шахтного поля залегают в границах блока 2, в западной части блока 3 и отдельными пятнами на уклонных полях блоков 4 и 5. Мощность юрских отложений колеблется от 0 до 280 м. По сложности геологического строения участок относится ко второй группе, юго-западная часть — к третьей.

Угленосные отложения шахтного поля относятся к кольчугинской серии верхнепермского возраста. Подразделяются они на две подсерии — ильинскую и ерунаковскую.

Основной угленосной толщей шахтного поля является ильинская подсерия, которая подразделяется (снизу вверх) на казанково — маркинскую и ускатскую свиты. Отложения ерунаковской подсерии встречаются на небольшой площади в северо-восточной части поля и представлены нижними горизонтами ленинской свиты.

Обоснование необходимости геометризации МПИ

Под геометризацией МПИ понимают совокупность наблюдений, измерений, вычислительных и графических работ, целью которых является выявление закономерностей присущих месторождению и отобразить их в форме горно-геометрической модели, с помощью которой отображается форма (гипсометрия, мощность, глубина, поверхности разрывных нарушений), свойств (содержание полезных и вредных компонентов), условий залегания и процессов происходящих в недрах.

МПИ характеризуется комплексом показателей, знание которых позволяет определить условия разработки и дальнейшие использования сырья. Изучение показателей на стадии развития и разработки месторождения, предоставление результатов в удобном для использования виде являются основными задачами геологической и маркшейдерской служб. Изучаемые показатели характеризуют условия залегания, размер, форму, строение залежей, вещественный состав полезного ископаемого, горно-геологические условия разработки. При этом весьма важной является характеристика размещения перечисленных показателей в недрах. Количественная оценка показателей и пространственное размещение их в недрах составляют основное содержание МПИ.

Геометризация месторождения — это процесс его изучения и познания. Этот процесс должен происходить постепенно и последовательно. Каждые новые данные, полученные разведкой, уточняют прежние представления о месторождении, позволяют корректировать ранее составленные модели и использовать их для принятия правильного решения задач последующей разработки и разведки.

Анализ применяемых методов геометризации

Для геометризации недр основными являются методы изолиний, геологических разрезов (сечений) и профилей; объемных наглядных графиков и моделирования с использованием ЭВМ. Каждый из перечисленных методов применяется самостоятельно или чаще совместно с другими методами.

Метод изолиний:

Изолинии — геометрические места точек с одинаковыми значениями показателя недр. Их строят как по результатам измерений в отдельных точках, так и по средним значениям группы точек, относимых к их центру, двумя способами — непосредственным и косвенным.

При геометризации недр, методом изолиний, изображаются поверхности не только реальные, но и условные. Сложность поверхностей зависит от ряда геологических факторов. Поэтому построение изолиний размещения какого-либо показателя при геометризации недр по данным наблюдений в отдельных точках несравненно сложнее построения изогипс земной поверхности.

Степень достоверности, которую дает изображение той или иной поверхности на плане в изолиниях, зависит от показателя, его изменчивости, густоты и соответствия разведочных точек характерным точкам объекта, размера, ориентировки проб и масштаба плана.

Непосредственный способ применяют тогда, когда на плоскости чертежа по координатам нанесены точки измерения показателя с отметками — численными значениями. В результате геометрического анализа отметок намечают инвариантные линии будущей поверхности — линии водораздела, тальвега и седловины. Задавшись сечением, производят интерполирование отметок по линиям скатов и проведение плавных кривых — изолиний.

Косвенным способом построения изолиний пользуются тогда, когда исходными данными являются, например, вертикальные разрезы с изображением на них показателя. В этом случае с разрезов на план по линиям разрезов переносят точки показателя с отметками, кратными выбранному сечению. Точки с одинаковыми отметками соединяют плавными кривыми — изолиниями.

При построении изолиний необходимо учитывать все выявленные особенности геологического строения залежи. Этим достигается большое соответствие построенной графической модели натуре.

Метод изолиний имеет свои недостатки. В частности, при изображении формы залежей возникает трудность одновременного изображения и литологии пород, окружающих полезное ископаемое; трудно, а иногда и невозможно в изолиниях изображать тела трубообразной, штокверковой и других сложных форм, а также горизонтально или вертикально залегающие слои правильной формы.

Способ геологических разрезов:

Способ геологических разрезов позволяет отображать форму тела полезного ископаемого и представлять его положение среди вмещающих пород в данном сечении — вертикальном горизонтальном и наклонном.

При горизонтальном и вертикальном залегании пластовых залежей с выдержанной мощностью система геологический разрезов — вертикальных или горизонтальных — являются основной графической документацией, отображающей морфологию и условия залегания месторождения.

Исходными для построения геологических разрезов являются данные геологоразведочных скважин и горных выработок. На вертикальных разрезах по линии разведочных скважин строят высотную сетку, профиль земной поверхности, профили осей разведочных выработок, по которым наносят пройденные при бурении горные породы, производят увязку стратиграфически одинаковых горных пород и залежей по соседним выработкам.

Метод объемных графиков:

Этот способ применяют для наглядного изображения формы, свойств залежей и горных выработок со сложным характером их размещения в недрах.

Наглядные графики строят в аксонометрических, аффинных, векторных и других проекциях. Исходными данными для построения служат планы. Разрезы, профили, а так же координаты характерных точек изображаемых объектов.

Ведутся работы по геометрическому наглядному моделированию недр с помощью голографии.

Метод моделирования:

Сущность этого метода, абсолютно точно воссоздать модель явления или процесса, что практически невозможно. Различают физическое или символическое моделирование. При физическом моделировании модель воспроизводит изучаемый процесс или объект с сохранением его физической природы. Модели строят статические и динамические.

Статические модели, строят для наглядного представления о месторождении. Модель должна быть простой, несложной и небольших размеров (не более 1−1,5 м.

Динамические модели, состоят из серии маркшейдерских или геологических планов, нанесенных на прозрачные пластины из органического стекла, легко поддающегося обработке. Символическое моделирование имеет три формы: графоаналитическая, математическая и графическая (геологические структурные, петрографические, геохимические планы, карты и разрезы, кары трещиноватости).

Анализируя все перечисленные методы геометризации, пришли к выводу, что для выполнения поставленной задачи необходимо и достаточно применение метода изолиний непосредственным способом для построения изогипс по данным разведочных работ, а так же для построения изогипс по данным горных работ, так как он более нагляден, не трудоемок и удобен в построении.

Анализ исходных материалов

Основным графическим документом для определения форм и условий залегания пласта 7−7а, является план этого угольного месторождения.

Данный участок разведан 8 разведочными линиями с 89 скважинами, с указанием высотных отметок почвы пласта.

По данным исходным материалом, отметим, что данный пласт имеет моноклинальное залегание, мощность пласта изменяется от 3,51 до 4,79 метров, а угол падения от 9 до 21 градуса.

По полученной информации можно сделать вывод о том, что имеется достаточно данных, для построения.

Проведение геометризации форм и условий залегания пласта

Для проведения интерполяции по данным геологоразведочных работ была рассчитана высота сечений:

Д h =t ? у_сл

у_{сл -} мера систематичности в размещении показателя

t - коэффициент вероятности (t = 1−1,5)

В нашем случае:

Д h = 34, 96? 1,5=52,44 => высота сечения 50 м.

На основании расчетов, изогипсы проводим через 50 м. Имена изолиний: — 50, 0, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350.

Чтобы оценить достоверность гипсометрического плана, переносим на план данные маркшейдерские точки.

Из отметок точек, закрепленных в кровле выработки, вычитаем высоту выработки — 2,5 м.

После этого сравниваем отметки почвы пласта по данным разведки.

Оценка достоверности геометризации

Учитывая, изменение мощности незначительные и не превышают 10%, следовательно этот показатель не окажет существенного влияния на выбор горно-транспортного оборудования и технического ведения работ, поэтому оценка погрешности прогноза этого показателя на данном участке не проводилась.

Существует 3 основных способа оценки точности достоверности:

1. Способ разряжения сети.

2. Способ сравнения данных.

3. Графоаналитический метод.

Допустимое значение М_общ не должно превышать 4 м.

Существует контрольная функция СКП:

3,58І =3,55І + 0,45І

12,8=12,8

Для уменьшения СКП можно произвести следующие мероприятия:

1. Произвести сгущение разведочной сети.

2. Повысить техническую точность определения показателя гипсометрии по скважинам.

пласт геометризация месторождение залегание

Вывод

Мы построили гипсометрические планы почвы пласта и гипсометрический план по данным разведочных работ. Для оценки достоверности геометризации на экспериментальном участке построили изолинии почвы пласта по данным горных работ. Для оценки достоверности применяли способ сравнения, в результате которого определили СКП прогнозируемой поверхности М_общ, систематическую погрешность М_ист. По приведенному критерию она не значима следовательно необходимости в ее устранении и переоцифровке нет.

Случайная погрешность М_сл, в соответствии с требованиями, меньше допустимой, поэтому необходимо в дальнейшем сгущении разведочной сети на участке первоочередной отработки. Результаты оценки достоверности геометризации могут использоваться для проектирования и планирования горных работ на нижележащих пластах.

Список используемой литературы

1. «Геометрия недр». Букринский В. А.: Учебник для ВУЗов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2002 г.

2. «Геометрия недр». Ушаков И. Н., Колинченко В. М., Новочеркасск, 2000 г.

3. Курс лекций «Геометрия недр» .