Файл: Волков В.Н. Генетические основы морфологии угольных пластов.pdf

ностіі. Лучшие результаты, несомненно, получаются при непосред­ ственном расположении прогнозируемого участка вблизи изученной территории, с которой осуществляется прогноз. Известная ограни­ ченность возможностей рассматриваемого способа прогноза связана еще с тем обстоятельством, что выявление, например, зональности вмещающих пород нередко требует также большого числа точек фактического материала, что, конечно, снижает эффект прогноза.

Тем не менее этот способ прогноза является сейчас наиболее распространенным и дающим лучшие результаты [51, 76, 179, 30].

Прогноз на основе использования строгих количественных законо­ мерностей изменчивости угольных пластов. Предыдущие типы прогно­ зов дают возможность более или менее надежной оценки пласта в пре­ делах геологически однородных зон или блоков. Проблема прогноза самой зональности там, строго говоря, не решается, хотя именно она является наиболее важной. На вопрос, на каком расстоянии от изу­ ченной площади сохранится данный тип строения пласта и каким типом он сменится, возможность обоснованного ответа спорна. Здесь нужны знания геологогенетических закономерностей изменчивости угольного пласта/ выраженные в количественной форме. Трудно судить, есть ли такие закономерности в природе. Во всяком случае, они еще не выявлены.

Изменчивость конкретного пласта является результатом взаимо­ действия большого числа разнородных и разновременных факторов, действующих в самых различных соотношениях. Учесть все эти факторы в такой степени, чтобы иметь возможность прогнозировать поведение пласта за пределами изученного контура — задача весьма сложная, которая в настоящее время еще далека от своего полного разрешения.

Прогнозы поведения пласта за пределами изученной площади {экстраполяция) являются прежде всего и главным образом геологи­ ческой задачей. Используемые приемы количественной оценки и вы­ ражения изменчивости (статистические методы, динамические ряды, сглаживание кривых, гармонический анализ, кривые второго порядка и др.) характеризуют поведение пластов лишь в пределах изученной площади. В частности, Ж. Матерон правильно определяет необхо­ димость выявления в первую очередь именно геологических зако­ номерностей изменчивости месторождения, которые затем уже только могут быть выражены в количественной форме: «. . . Геостатистик должен проводить свои исследования после геолога в пределах той однородной геологической зоны, которую выделит до него геолог. Никогда нельзя забывать,что предварительное определение геолотически однородного минерализованного поля — обязательное условие успешного применения геостатических методов. В част­ ности, теостатистик всегда должен избегать экстраполяции — это элемент его профессиональной этики-. На вопрос, какова: вероятность продолжения месторождения на глубину ниже разведанного горнзонта, геостатистик ответить не может. Оценка глубин месторожде­ ния проводится геологом на основании геологических данных.

101

При отсутствии количественных данных и пройденных горных выра­ боток геостатистик ничего не может сказать. Нет такой волшебной палочки, которая могла бы ему заменить недостающую информа­ цию» [96, стр. 152].

Возможные уровни прогноза. Рассмотрение перечисленных спо­ собов прогноза поведения угольного пласта показывает, что выпол­ нимыми являются способы простой и сложной аналогии, из которых второй более надежен, так как контролируется корреляционной зависимостью с вмещающими породами. Между тем в условиях экстраполяции возможности этого способа ограничены участками, прилегающими к изученной территории или, говоря точнее, участками, отвечающими зоне распространения однородного типа строения залежи. По мере удаления прогнозируемого участка от изученной территории, а также с усложнением картины изменчивости пласта надежность прогноза падает. Исходя из этого выделяется несколько уровней прогноза (применительно к паралическнм пластам донец­ кого типа).

1. Наивысший уровень прогноза. Осуществляется в пределах участков эксплуатационной разведки, в блоках, подготовленных к выемке. Условия сугубо близкой интерполяции. ВозможеІГдетальный прогноз поведения пласта, включая детали морфологии (мелкие осложнения, выклинивания, расщепления, размывы и др.).

2.Высокий уровень прогноза. Возможен в пределах участков де­ тальной разведки. Условия близкой интерполяции. Осуществляется достаточно полная характеристика поведения пласта, исключая де­ тали морфологии, размеры которых меньше размера плотности сети скважин.

3.Средний уровень прогноза. Выполняется в пределах участков предварительной разведки (условия интерполяции), а также с мень­ шей надежностью на площади, непосредственно прилегающей к де­ тально изученной территории (близкая экстраполяция). Возможен только прогноз типов строения пласта на площади. Дальнейшая детализация не обосновывается существующим состоянием изучен­ ности залежей и относится к области геологической интуиции, которую, конечно, не следует сбрасывать со счета.

4.Низкий уровень прогноза. Осуществляется в пределах участков

2. МОРФОЛОГИЯ ПЛАСТОВ КАК. ФАКТОР РАЗВЕДКИ

Исходные положения.Одной из основных задач разведки уголь­ ных пластов является их геометризация, т. е. получение простран­ ственной картины поведения залежей. Условия выполнения этой задачи неодинаковы и зависят прежде всего от сложности морфологии пластов. В этом заключается непосредственная связь изменчивости

102

угольных пластов с системой расположения и плотности сети выра­ боток при их разведке.

Рассмотрение морфологии пластов с позиций разведки связано с рядом особенностей. Прежде всего укажем на различие геолого-

и не подвержен расщеплению, то в этом случае оба указанных поня­ тия пласта совпадают. С другой стороны, если на каком-то участке наблюдается усложнение залежи, при котором мощности разделя­ ющих породных прослоев превышают мощности отдельных угольных пачек, то при ее оценке на стадии разведки и особенно эксплуата­ ции к пласту будут относиться только основные его пачки, отвеча­ ющие кондициям. Больше всего такого рода различия наблюдаются при расщеплениях пластов. С генетических позиций отщепленная от пласта угольная пачка независимо от ее мощности, протяжен­ ности и удаленности от других пачек рассматривается как часть единой разобщенной залежи сложного строения. Однако в практике разведок и эксплуатации, когда речь идет о незначительных по размеру площадях (шахтное поле, группа полей), которые целиком располагаются в зоне расщепления, такие пачки нередко рассматри­ ваются в качестве самостоятельных пластов.

Помимо типа изменчивости пласта, ее характера и степени, большое внимание в разведке и эксплуатации имеет связь изменчи­ вости с абсолютными значениямимощности пласта, с его кондицион­ ностью. Это относится главным образом к пластам тонким и сред­ ней мощности. Выявление кондиционности пласта на практике означает картирование (оконтуривание) блоков или зон с нерабочей мощностью. Последнее требует в общем случае большей плотности сети, чем изучение общего типа изменчивости. Поэтому характери­ стика изменчивости морфологических признаков угольных пластов в разведке дополняется оценкой его кондиционности. При этом именно характеристика кондиционности с точки зрения выбора плотности сети для пластов тонких и средней мощности "является определяющей.

Наиболее распространенной и общепринятой является оценка пластов по их устойчивости, или выдержанности [64, 99, 120], включающая характеристику и общей изменчивости залежи, и ча­ стоты перехода значений, в частности, мощности за предел конди­ ции. Соответственно выделяются, как известно, устойчивые, отно­ сительно устойчивые, неустойчивые и весьма неустойчивые пласты. Такая оценка в большинстве случаев вполне приемлема для целей разведки, хотя и нуждается в количественном выражении, особенно в связи с определением плотности сети выработок.

103

О показателях изменчивости и кондиционности пластов. Рас­ смотрим кратко приемы количественной оценки общей изменчивости и кондиционности мощности угольного пласта, касаясь главным образом вопроса, в какой степени существующие показатели соответ­ ствуют характеру изменчивости залежей.

Сравнительная оценка показателей общей изменчивости мощности дается на примере конкретных пластов Донбасса (табл. 11, левая часть)і Приведены значения ряда известных показателей, рассчитанные для одинаковых условий, в пределах участков, равных по длине одной полуволне ^компонента А. Использованы следующие показатели: обычный коэффициент вариации [147], коэффициент вариации с лот правкой на закономерные изменения, по П. Л. Каллистову [68], показатель неравномерности В. В. Богацкого [10], а также пока­ затели изменчивости, основанные на так называемых первых и вто­ рых разностях и отвечающиесоответственно скорости (градиенту) и ускорению признака [167, 104, 67, 34]. Расстояния между точками наблюдений всюду одинаковые и равны 250 м.

Чтобы судить о возможностях показателей, приведены (табл. 11, правая часть) отношения вычисленных значений каждого из них к соответствующим значениям тех же показателей для одного из пластов, помещенного первым в таблице. Если бы указанные отно­ шения для каждого пласта были одинаковыми, то это означало бы, что показатели одинаково отражают изменчивость. В действитель­ ности это не совсем так (см. табл. 11). Различия в оценке относитель­ ной изменчивости пластов объясняются тем, что показатели основаны на разных подходах к определению изменчивости и по-разному реагируют на составляющие ее компоненты (закономерные измене­ ния разных порядков и случайные колебания).

В. А. Букринскнм [15] предложен интересный показатель отно­ сительной изменчивости (извилистости) залежи, определяемой отно­ шением длины кривой изменения, например мощности, к длине оцениваемого интервала. Однако длина кривой изменения мощности весьма сильно зависит от расстояний между точками замера. Способ оценки В. А. Букринского дает, видимо, хорошие результаты на данных горных работ. Применительно к разведочным данным его возможности ограничены, ибо замеряемая кривая в этих условиях (сотни метров между точками замера) будет чрезмерно сглаженной, спрямленной по сравнению с действительной.

Зависимость показателей. (явная или скрытая) от характера изменчивости и соответственно от расстояний между точками наблю­ дений является их недостатком с точки зрения общей характери­ стики изменчивости пласта, которая в каждом случае постоянна. В то же время именно наличие этих зависимостей позволяет с раз­ ных сторон характеризовать сложную изменчивость мощности уголь­ ных пластов.

В настоящее время нет единого показателя изменчивости, годного для всех условий,-независимо от величины площади и расстояний между точками замера. Правильным приемом количественной оценки

104