Файл: Волков В.Н. Генетические основы морфологии угольных пластов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.07.2024
Просмотров: 148
Скачиваний: 0
залежей |
[10, |
34, |
40, |
67, |
70, |
104, |
109, |
111, 119, |
120, |
121, |
145, |
154, |
167, |
|
169, |
170]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При использовании количественных приемов определения измен чивости залежей п плотности разведочной сети учитывается, что задаваемая точность разведки пли, иначе, величина допустимой ошибки выявления, например мощности пласта, слагается из двух типов погрешностей: технической н так называемой погрешности аналогии (интер- и экстраполяции). При этом важным является соотношение этих ошибок между собой.
Разведка угольных пластов ведется, как правило, буровыми скважинами. Определение мощности и строения залежей осуще ствляется по данным бурения и каротажа с ошибкой, которая в об щем случае может иметь разную величину (п абсолютную и относи тельную). Соответственно при интерполяции или экстраполяции таких данных передается и ошибка.
Между указанной технической погрешностью п ошибкой анало гии возможны разные соотношения. Применительно к мощности пластов ошибки аналогии чаще превышают технические погреш ности и поэтому расчет плотности сети нацелен на уменьшение именно ошибок аналогии. Однако такие соотношения не являются единственными. Так, если технические ошибки превышают ошибки аналогии (интерполяции), то сгущение разведочной сети не обеспе чит большей точности результатов, так как здесь требуется прежде всего повышение качества документации скважин. Подобные случаи, видимо, не столь редки. Они зафиксированы, например, при иссле довании мощности и особенно зольности угольных пластов в Под московном и Канско-Ачпнском бассейнах [12, 34].
Одним из наиболее известных и надежных является способ опре деления плотности сети на основе разрежения выработок, сравне ния эксплуатационных и разведочных данных. Имея в качестве
эталона |
выработанное |
или давно разрабатываемое месторождение |
|||
и |
обладая соответственно сведениями о детальной картине |
строения |
|||
и |
поведения залежи, можно путем анализа «фиктивной» |
разведки |
|||
выявить |
оптимальную |
сеть, обеспечивающую |
заданную точность. |
||
|
Ограничения способа связаны с отсутствием |
во многих |
случаях |
месторождений и участков, данные по которым могут быть приняты
за |
эталон для сравнения. Кроме |
того, |
надежность |
полученных |
|
в результате анализа |
данных о плотности сети может снижаться |
||||
при |
их перенесении |
на разведку |
так |
называемых |
аналогичных |
в геологическом отношении площадей, которые в действительности обладают неизвестными пока особенностями своего строения.
Тем не менее принцип анализа путем разрежения точек наблю дения является важнейшим и используется прямо или косвенно во многих других методах оценки плотности сети.
К числу также широко известных относится способ определения плотности сети на основе коэффициента вариации. Применительно к морфологии угольного пласта возможности этого коэффициента ограничены и зависят от соотношения координированных и случай-
HO
ных элементов изменчивости в пласте и величины рассматриваемой: площади.
В целом, коэффициент вариации может использоваться при ориен тировочных расчетах средней плотности сети разведки в условиях небольших по размеру участков и явном преобладании случайной составлявшей изменчивости.
Заслуживает внимания способ оценки плотности разведочной сети, разработанной В. В. Богацкнм [10]. В основе его лежит простой и легко определяемый показатель изменчивости, используя который и задаваясь определенной точностью результатов, можно определить необходимое число точек наблюдения. Как показывают сравнительные данные [34],' способ В. В. Богацкого дает в ряде случаев более правильную оценку ошибок интерполяции, чем обыч ный статистический метод.
Все большую известность приобретают способы определения плот ности сети, в основе которых лежит оценка изменчивости признака между соседними точками замера (первые и вторые разности). В от личие от предыдущих приемов здесь возможны расчеты ошибок интерполяции для отдельных блоков и даже разведочных ячеек, что более отвечает современным требованиям. При разработке этих способов используется математический аппарат случайных стацио нарных функций [111, 121, 12, 34, 40, 70].
Значительный интерес представляет способ крайгинга, разрабо танный Ж. Матероном [96]. Этот способ дает возможность в ряде случаев найти наилучшую оценку среднего значения признака в пре делах элементарной разведочной ячейки с учетом влияния ближай ших выработок. Возможность использования данного приема для оценки мощности пластов пока не изучена (способ разработан применительно к содержаниям полезного компонента в рудных залежах).
К числу сравнительно редких относятся псследованпя В. С. Стар кова, в которых вопросы плотности сети и точности разведки рас
сматриваются с учетом экономического |
эквивалента |
[109]. |
|||
в. Определения |
плотности |
сети на |
основе использования |
волнооб |
|
разных изменений |
мощности |
пластов. |
Остановимся |
еще |
на одном |
приеме определения параметров разведочной сети, основанном на использовании рассмотренных в главе IV особенностей волнообраз ных изменений мощности пластов.
Данный прием не претендует на универсальность. Он рассма тривается применительно к пластам донецкого типа и может ис пользоваться в качестве дополнительного в комплексе с другими способами.
Сложный характер изменчивости мощности пластов объясняется наложением составляющих компонентов разного порядка, которые проявляются на разных, но определенных расстояниях (длина полу волн L и І). Из этого следует, что в процессе разведки, которая ведется по стадиям, с последовательным сгущением сети выявление изменчивости также происходит последовательно по мере того,
111
как тот пли иной размер сети начинает соответствовать характеру изменчивости каждой из составляющих Компонент. Можно полагать, что в результате предварительной разведки, которая осуществляется на большой площади сравнительно редкой сетью выработок, будет выявляться изменчивость, главным образом обусловленная компо нентом А. На стадии детальной разведки, которая ведется иа отдель ных участках более густой сетью, изменчивость пластов будет выя влена в целом до уровня компонента В. Наконец, выявление полной изменчивости, включая компонент С, происходит на стадии эксплуа тации, когда точки наблюдений могут быть получены на малых расстояниях, вплоть до непосредственного прослеживания пласта, например по штрекам. В условиях значительного проявления компо нента С его частичное выявлецие может оказаться целесообразным и на стадии детальной разведки.
Определение расстояний между выработками может быть осуще
ствлено следующим образом. |
|
П р е д в а р и т е л ь н а я |
р а з в е д к а — выявление основ |
ного характера изменчивости пласта на большой площади, т. е. компонента А. Для выявления полуволны этой составляющей L теоретически достаточно двух выработок, расположенных в край них ее точках. Однако попасть скважинами с поверхности в эти точки практически невозможно. Две скважины, заданные произ-, вольно па расстоянии L , результата не дадут. Если взять точки на
половинном интервале, равном ^ (четверть волны), то изменение
мощности компонента А будет получено с большими погрешностями, особенно для пластов малой мощности. Поэтому более приемлемым
для выявления компонента будет, видимо, расстояние, равное j
(восьмая часть волны), которое обеспечит достаточно верную кривую изменения мощности пласта на данном уровне его изучения. Как показано для Донбасса, длина полуволны L изменяется в преде лах 6—12 км, составляя в среднем 8 км. Принимая эту среднюю величину за основу, получим расстояние между выработками, рав ное 2 км.
Д е т а л ь н а я р а з в е д к а — выявление |
изменчивости пла |
стов в пределах отдельных шахтных полей и |
участков, в целом, |
до уровня компонента В, с учетом кондиционности пластов. На этой стадии изучения общий характер пласта и изменение его мощности известны. Возможны разные случаи разведки в зависимости от кон кретного набора пластов, на которые рассчитывается сеть выра боток.
1. Пласты полностью кондиционные и выдержанные, отвечающие устойчивым пластам по общепринятой терминологии ГКЗ. Это пла сты, у которых диапазон изменения мощности компонента А очень незначителен и соответственно малы колебания, связанные с компо нентом В. Для данных условий это могут быть пласты (точнее пластоучасткн) с показателем В. В. Богацкого — НП, не превышающим
112
величину 1,2—1,25. Для таких пластов |
в целом достаточна сеть |
||
необходимая |
для выявления компонента |
А |
(малыми колебаниями |
компонента |
В можно пренебречь), т. е. |
2 |
км. Однако учитывая |
стадию разведки и высокие требования к точности ее результатов, ото расстояние следует сократить вдвое и принять его равным 1 км *.
Это целесообразно еще в целях надежности синонимики |
пластов, |
|
особенно в условиях многопластовых участков. |
|
|
2. Пласты |
кондиционные, но выдержанные в меньшей |
степени |
с показателем |
В. В. Богацкого более 1,2—1,25, отвечающие |
относи |
тельно устойчивым пластам. В этом случае обязательным |
является |
выявление колебаний мощности компонента В. Применяя те же рассуждения о величине сети для выявления полуволны компонента
В (/), получим расстояние 1- , равное 0,5 км. Этот вариант можно
назвать сравнительно надежным. В то же время, учитывая ряд условий геологического, технического и экономического порядка, может быть принят второй упрощенный, максимально возможный
вариант сети с расстоянием — , равным 1 км, соответственно с мень шей гарантией изучения компонента В. К таким случаям можно, например, отнести разведку шахтных полей в пределах изученных и освоенных месторождений с известным характером угленосности или разведку участков глубоких горизонтов, связанную с очень большими затратами. Различие этих вариантов может влиять на категорию запасов. Для разведки пластов этой же группы, но отли чающихся существенным влиянием компонента С, который по ряду причин следует частично выявить, сеть должна быть сгущена до 0,15—0,25 км.
3. Пласты практически любой степени выдержанности, у кото рых мощность близка к кондиции или находится непосредственно на грани кондиции (неустойчивые пласты). Для таких пластов расстояние между выработками, безусловно, не должно превышать
j , т. е. 0,5 км, а при условии их полной разведки быть равным
0,25 км и менее.
Во многих случаях при разведке многопластовых участков плот ность сети выбирается в расчете на относительно устойчивые пласты. Таким образом, указанная выше сеть величиной, равной 0,5 км
(или, в случае менее надежного варианта 1- , равная 1 км), является
основной.
Как можно было видеть, при данном подходе к определению сети, главным является не столько диапазон колебания мощности (хотя он также учитывается), сколько соответствие расстояний между выработками длине полуволн компонентов А и В в зависи мости от степени их проявления и стоящих задач.
* Имеются в виду расстояния между разведочными лннпямн. Интервал между точками на лішпях не должен быть более указанных величин.
8 З а к а з 172 |
113 |
Несомненно, что вопрос о волнообразной изменчивости угольных пластов и ее использования в целях определения плотности сети требует дальнейшего изучения на фактическом материале того же Донбасса, а также других бассейнов и месторождений. Однако уже имеющиеся данные позволяют считать, что представление о сложном волнообразном характере изменения мощности угольных пластов с тремя составляющими компонентами целесообразно и может дать дополнительный материал к характеристике общей изменчивости пластов и определению плотности разведочной сети при их разведке.
Количественные способы определения плотности сети могут дать правильные результаты в том случае, если они будут применяться в комплексе н контролироваться конкретными геологическими дан ными (зональность пласта, тип изменчивости, ее закономерности и др.). В этом смысле аналитические методы изучения изменчивости морфологических (и других) признаков угольного пласта являются вспомогательными и дополняют собственно геологические методы исследований.
В вопросах связи морфологии пласта с разведкой, так же как и с прогнозами, главная задача исследований состоит прежде всего в изучении геологических закономерностей изменчивости, которые всячески следует подкреплять разнообразными количественными характеристиками. Главные трудности методики разведки связаны не с разработкой самих способов определения плотности сети, а именно с проблемой выяснения закономерностей изменчивости
пластов и |
более четким определением требуемой |
точности резуль |
татов. |
|
|
3. ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ МЕТОДИКП ИЗУЧЕНИЯ |
||
|
МОРФОЛОГИИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ |
|
Условия |
при исследованиях. Р а з м е р и |
и з у ч е н н о с т ь |
п л о щ а д и .
Особенности и закономерности поведения угольного пласта на площади имеют сложный характер и проявляются на разных рас стояниях. Поэтому они могут быть выявлены только при соответ ствующих размерах площади, на которой рассматривается пласт. Размер площади определяет степень полноты изучения особенностей морфологии пласта. С увеличением площади возрастает число уров ней рассмотрения залежи и соответственно возможность выявления всего комплекса закономерностей залежи. Для условий Донбасса, например, минимальной по размеру площадью, позволяющей изу чить основной комплекс морфологических признаков пласта, является
114