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煤炭储量计算方法之储量计算的基本参数

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-03-07  浏览次数:3506
 
 
 
 
 
核心提示:煤炭储量计算方法二、储量计算的基本参数(一)计算面积的确定根据储量计算一般要求及通用公式,计算储量时所使用的面积有如下几种

煤炭储量计算方法

二、储量计算的基本参数

(一)计算面积的确定

根据储量计算一般要求及通用公式,计算储量时所使用的面积有如下几种:

(1)当煤层倾角小于15。时,可以直接采用在煤层底板等高线图上测定的水平面积;

(2)当煤层倾角在15。~60。时,就需要将煤层底板等高线图上所测定的水平面积换算成真面积,换算公式为

S = S’/cosa

式中,S为真面积;S’为在煤层底板等高线图上测定的水平面积;a为煤层倾角。

(3)当煤层倾角大于60。时就需要将煤层立面图(即立面投影图)上量得的立面面积换算成真面积,换算公式为:

S = S” / sina

式中,S为真面积;S”为在煤层立面投影图上测定的立面面积;a为煤层倾角。

(4)急倾斜煤层,其产状沿走向、倾向变化很大,直立倒转频繁,这就需要编制煤层立面展开图,在其上测定的面积,可直接用于储量计算。

以上种种方法均需要从图纸上测定面积,如何测定,以下介绍几种常用 的方法。

(1)求积仪法。

利用求积仪测定面积是煤炭储量计算中最常用的一种方法。过去经常使 用的求积仪一种是带有可变臂杆的定极求积仪,一种是固定臂杆的定极求积 仪。而现在又有了精度更高,使用更为方便的求积仪。每一种求积仪都带有 详细的说明书,对其原理和使用说明不再赘述。

(2)透明纸格法。

先将绘有间隔1cm平行线的透明纸蒙在待测的平面图形上,如图2-8-5,整个欲测图形的面积即等于若干小梯形面积之和,每一条被欲测图形所截 的横线长度,为梯形的横中线,其高为1。整个欲测图形面积实际等于被截 的每一横线长度之和。被截的每一横线的长度,可用尺子直接量得,也可用 曲线仪测得。这样求得的面积,再根据平面图的比例尺换算成实际面积。
图2-8-5用曲线仪和透明方格纸测量面积

使用本方法要注意两个问题:

其一,在用透明格纸蒙欲测图形时,必须注意使图形两端的条带宽度接 近或等于0.5cm;

其二,为了检查测定结果,可变换透明格纸的位置,再测定一次,两次 测定值的误差不超过2%时,取两次测定结果的平均值。

图2-8-6用透明方格网测定面积

(3)透明方格法。


用透明纸或聚脂薄膜制成一种方格网,正方形小格的边长为1cm。测量 时将方格网蒙在欲测图形上,然后数欲测图形内的点数,将点数乘以小格的 面积,再根据图纸的比例尺换算成实际面积即可,如图2-8-6。

为了准确,也应把两次测定结果相加平均。在数点数的时候要注意:凡 在线外的点不数;凡在线内的点全数;凡落在线上的点只计半个。

计算储量时,最常用的方法就是用求积仪求面积,准确、方便、快捷。 如没有求积仪,则可使用第二或第三种方法,这是比较简单易行的方法,但 速度慢,精度也不是太高。

采用后两种方法,还应注意检查透明纸或聚脂薄膜的胀缩误差。

计算的方法还有不少,各有优缺点。以上介绍的三种方法,可以满足求 面积的要求。

(二)煤层厚度及其计算方法

1.计算煤炭储量的煤层厚度

计算煤炭储量所使用的煤层厚度称为“煤层采用厚度”或“煤层计算 厚度”

煤层的含义较广,不是所有煤层均可进行储量计算,按现行规范要求, 达到表2-8-19和表2-8-20标准者才能进行储量计算。
表2-8-19 —般地区储量计算标准


煤层不论厚度大小,一般都含有厚度大小不等和层数不等的夹石(夹 矸),对有夹矸的煤层,其采用厚度如何计算,规范有严格规定,主要内容 有:

(1)计算煤层采用厚度时,煤层中单层厚度不大于0.05m的夹矸,可以 和煤分层合并计算采用厚度,但合并后全层的灰分和发热量指标应符合要 求。

(2)煤层中夹矸的单层厚度等于或大于煤层最低可采厚度时,被夹矸所 分开的煤分层应视为独立煤层,一般应分别计算储量。但其夹矸仅见于个别 煤层点时,可不必分层计算。

(3)煤层中夹矸的单层厚度小于煤层最低可采厚度时,煤分层不作独立 煤层。煤分层厚度等于或大于夹矸厚度时,上下煤分层加在一起作为采用厚 度。

(4)对于复杂结构煤层,如夹矸比较稳定,煤分层可以对比时,应按上 述规定分别计算各煤分层的采用厚度。否则,虽其夹矸的单层厚度有时等于 或大于煤层最低可采厚度,但当夹矸的总厚度不超过煤分层总厚度的1/2时, 可以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度!。

以上是规范要求,也可以讲是计划经济的产物,但在市场经济条件下不 一定如此。市场经济是效益起主导作用,同样煤的计算标准也随着效益好坏 而上下波动,因此,对规范的标准也不能看作固定不变的。

2.煤层厚度的确定和真厚度的换算

(1)煤层厚度的测定方法。

煤层厚度的测定分直接测定和间接测定两种方法。
O复杂结构煤层,是指夹矸层数很多,但单层厚度很小,一般均小于煤层最低可采厚度,在勘查和开采中不 需作分层对比,可以按全层厚度的变化来评价煤层的稳定性的煤层。
直接测定是从探槽、坑道揭露的煤层和钻孔的岩煤芯中直接量取煤层厚 度。而间接测定是从物理测井资料上确定煤层厚度。

煤层厚度测定要求:

第一,直接测定时煤层顶底必须十分清楚,且顶底必须保持基岩原始特 征,而不是人为松动过的或坍塌滑动过的;必须垂直于顶底板丈量。

第二,利用钻孔的煤芯确定煤厚分两种情况,一是取心率100%,这时 可在取心管内直接量取煤厚;二是取心率不到100%,但等于或大于规范的 规定,这时要根据岩性、见煤及止煤深度以及岩煤心磨损情况、周围煤厚情 况、下见煤预告情况等判断煤层厚度,力求真实。

第三,利用测井资料确定煤层厚度,必须按有关部门正式颁布的测井规 程的要求进行。

(2)煤层真厚度的换算。

勘探规范规定,当煤层倾角大于15。时,必须用煤层的真厚度计算储量。 在进行煤层真厚度计算时,可以采用下述简化计算公式:

M = M’/cosa

式中,M为煤层真厚度;M’为煤层伪厚度(钻探厚度);a为煤层倾角。

这是个近似值,但误差在允许范围内,适用于任意斜孔。

3.平均厚度的确定

在煤炭储量计算的通用公式中有一个参数是M (煤层厚度),它一般不是 由一个见煤点确定的,而往往是由几个甚至更多个见煤点共同确定的平均 数,确定计算储量用的煤层平均厚度,一般分两步走:

(1)确定哪些见煤点参加煤层平均厚度的计算。

参与煤层平均厚度计算的一般是预先确定的块段范围内的够资格的见煤 点,但有时也有特殊情况。

①有时可借用块段范围之外的够资格的见煤点

这种情况一般是块段范围内见煤点相对较少,或者分布很不均匀,而且 块段范围以外有距离较近的见煤点。

②在块段范围之内可以人为地增加或减少煤层厚度点。

A.增加煤层厚度点。

一般是见煤点不太多,又分布不均匀时,可以在见煤点相对较少的部位 增加几个煤层厚度点,其方法是使用内插法,也可在煤层最低可采边界线上 适当取几个点。

B.减少煤层厚度点。

一般是见煤点较多,而且分布不均匀,煤层厚度变化较大时采用这种方 法,即在较密的地方适当减少些见煤点。

无论是借用块段之外的,还是人为地增加或减少见煤点,其目的是使计算出来的煤层平均厚度在这个块段内有代表性,够用即可,切忌不可多用。

每一储量块段的煤层平均厚度是由那些煤层点采用什么方法计算出来 的,都要在附表中统一列出,以便备查。

(2)煤层平均厚度的计算方法。

在确定了哪些煤层点参与平均厚度计算之后,可采用算术平均法或加权 平均法确定该块段煤层的平均厚度。但在实际应用中绝大多数都是采用算术 平均法,而很少用加权平均法。

算术平均法的计算公式为:

式中,M为块段的算术平均厚度;Mp M2,…,M&为各煤层点厚度;n为参 与厚度平均的勘探工程数目。

对特厚煤层点,按规范的要求,要查明原因,作适当处理。什么是特厚 煤层点,一般理解是厚度超过周围见煤点平均厚度的三倍以上。如果其厚度 没有怀疑,在没有更合适的处理方法的时候,可采用以下方法处理:先采用 算术平均法计算出平均厚度,把这个平均厚度视为特厚见煤点的厚度,再参 与块段的平均煤厚的计算。

(三)容重的确定

所谓容重,即单位体积内煤的重量。按其本意讲就是单位体积的煤在其 原有空隙度、裂隙度和含水分的状态下的重量。

从计算储量的通式中可以看出,容重的细小变化,就会引起储量数据的 很大变化,因为它要和一个庞大的体积数字相乘。这不是说其他不重要,而 是说煤的容重更重要,而实际情况往往是对此不太重视。

煤的容重主要决定于灰分的成分和含量,煤的变质程度,其次决定于煤 的结构、构造、煤岩成分和水分等因素。

煤的容重从采样、制样、采样密度到整个测试工作的完成都应严格按有 关规程规定进行,确保容重质量的准确性。

在储量计算中,煤的容量一般计算到小数点后两位。
 

 
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