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

изменчивости пластов является использование нескольких показа­ телей. При этом помимо оценки наблюдаемой изменчивости мощности пласта во многих случаях целесообразна характеристика составля­ ющих компонентов изменчивости, в частности закономерных (коорди­ нированных) изменений н нерегулярных (случайных) колебаний признака [167,40].

Во всех случаях количественного анализа необходим строгий геологический контроль. Так, обязательным условием существу­ ющих количественных оценок изменчивости является их определение в пределах зон или блоков с одинаковым типом строения пласта или, по выражению Ж. Матерона, в пределах однородных полей. Кроме того, следует учитывать, что, помимо общей оценки изменчи­ вости в пределах какой-либо площади, большой интерес предста­ вляет анизотропия изменчивости, в частности, в направлении вдоль и вкрест простирания фацпальных зон.

Для количественной оценки кондиционности пластов предложен ряд показателей для Подмосковного [109], Печорского [25], Кара­ гандинского [136] и Донецкого [154] бассейнов. Укажем два спо­ соба определения К О Н Д И Ц И О Н Н О С Т И пластов в пределах шахтных полей Печорского бассейна.

Согласно первому способу показатель кондиционности (Кы) опре­ деляется как отношение кондиционных по мощности точек подсе-

Второй (статистический) способ оценки основан на зависимости степени кондиционности пласта от: 1) его мощности, 2) величины, установленной для данных условий К О Н Д И Ц И И М О Щ Н О С Т И , 3) степени изменчивости мощности пласта на оцениваемой площади. Он опре­ деляется формулой:

мощность пласта в пределах оцениваемой площади в метрах; С„ — кондиция пласта по мощности (в конкретных условиях величина постоянная, в метрах); о — среднеквадратическое отклонение мощ­ ности, в метрах; (М—а) — расчетная величина минимальной мощ­ ности пласта, в метрах *.

Из выражения (10) следует:

1) См = {М — а) — минимальная мощность пласта на оценпва-

* В действптельностп, величина (М — а) несколько больше фактического

значения минимальной мощности. Для простоты анализа это не учитывается. При более строгом подходе перед величиной а в формуле (10) должен стоять коэффициент I, равный 1; 1,5; 2.

106

емоіі площади равна кондиции, пласт является кондиционным. Величина Кы равна 100% ;

2) Сы < (М — а) — минимальная мощность пласта везде иа данной площади больше кондиции, пласт заведомо является кондиционным;

3) См > (М — а) — минимальная мощность пласта на данной пло­ щади меньше кондиции, пласт частично или полностью является некондиционным и соответственно Кы < 100% - В случае Кы, рав­ ным нулю, пласт является полностью некондиционным (ни одно значение мощности не поднимается выше кондиции);

4) при Сы — М, Км — 50%, т. е. в случае, если средняя мощ­ ность пласта равна кондиции, степень его кондиционности отвечает примерно 50%.

Значения степени кондиционности мощности пласта, полученные

ности пласта, не отражая характера распространения нерабочих значений мощности на площади. Представляется, что с помощью выражения (10) лучше осуществляется примерная прогнозная оценка кондиционности пластов по данным предварительной стадии раз­ ведки, ибо величины M и а (входящие в эту формулу) определяются достаточно надежно уже при небольшом числе точек наблюдения [25]. При пользовании формулой (9) недостаточное число таких точек ска­ зывается на результатах более резко.

Сходные приемы оценки кондиционности донецких пластов пред­

лагаются по линиям или по правильным сеткам. В то же время имеются высказывания о нецелесообразности таких систем распо­ ложения выработок. Вместо этого предлагается располагать их

зования правильных сеток высказываются также специалисты в об­ ласти геометрии недр [16, 17]. «

Изучение морфологии (геометрии) угольной залежи имеет много общего с изучением топографической поверхности. Основные формы и закономерности таких поверхностей определяются положением так называемых инвариантных линий. Последние представляют собой более устойчивые элементы поверхности, определяя направле­ ния скатов, положение хребтов и тальвегов. Топографы не разби­ вают формальную сетку точек, а прежде всего выявляют указанные граничные линии, по которым затем вырисовывается рельеф. По аналогии с этим и в процессе разведки предлагается располагать выработки вдоль таких линий.

Если иметь в виду изучение морфологии отдельного пласта, то принцип неравномерного расположения выработок в зависимости от особенностей изменчивости залежи и ее зонального характера

107

является геологически правильным. Однако чтобы располагать вы­ работки вдоль указанных граничных линий (тальвегов и хребтов), необходимо знать их расположение [58]. В этом отношении развед­ чик отличается от топографа, так как не видит положения гранич­ ных линий. Применительно к угольным пластам представления о положении данных линий появляются после предварительной разведки. Поэтому применение специальной, направленной системы

108

расположения выработок возможно только на стадии детальной разведки. Для самого же выявления граничных линий в процессе предварительной разведки, наоборот, следует стремиться к равно­ мерной сети выработок.

Между тем в разведке имеет значение не только морфологическая зональность. Интерес представляет изучение зон различного каче­ ства углей, горно-технических условий. При этом указанные зоны совсем не обязательно совпадают с зонами типов строения пласта. Далее, угленосная толща редко является однопластовон. Чаще разведуется несколько пластов одновременно. При этом зональность одного пласта также не обязательно должна совпадать в плане с зональностью других пластов. В этих случаях возможность про­ слеживания граничных линий как способ разведки отпадает.

Таким образом, до стадии детальной разведки имеется только одна возможность — расположение выработок по правильной сетке или линиям. На стадии детальной разведки, в случае однопластового месторождения с ясно выраженной зональностью типов строе­ ния на площади, дальнейшее изучение пласта можно осуществлять путем прослеживания граничных линий. При нечеткой зональности залежи или в случае многопластового месторождения расположение выработок возможно только по системе линий или сеток.

Принцип линий и сеток совсем не лишает возможности варьиро­ вать плотность расположения выработок в зависимости от конкрет­ ных особенностей морфологии пласта.

Плотность разведочной сети. Если система расположения выра­ боток определяется главным образом морфологическими особенно­ стями изменчивости пластов, то сам размер сети, помимо этого фактора, зависит также от требуемой точности результатов раз­ ведки.

Прп разработке вопросов плотности сети сложились два напра­ вления: в первом из них преобладают эмпирические способы, во втором — статические и аналитические приемы анализа;.

а. Эмпирические способы заключаются в использовании громад­ ного систематизированного опыта разведки однотипных месторожде­ ний с учетом конкретной геологической обстановки, в частности особенностей морфологии пластов. Это направление рассматривается сейчас в качестве главного. Последние сводки по данному вопросу принадлежат К. В. Миронову [99], Е. О. Погребицкому [119, 120]. Кроме того, проведено большое число исследований, касающихся разведки конкретных месторождений [94, 95].

Так, для условий сравнительно спокойного залегания пластов расстояния между скважинами в процессе детальной разведки оце­ ниваются в настоящее время следующим образом: пласты устойчи­ вые — 500—800 м; относительно устойчивые — 250—400 м; пласты мощные под открытую разработку — 150—200 м [64].

б. Статистические и аналитические способы определения плот­ ности сети выработок определяются условиями и возможностями статистических и аналитических характеристик изменчивости

109