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第十一章 储量估算

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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矿产资源勘查主讲人:杜振川第十一章 资源 /储量估算资源 /储量估算: 在充分研究和分析已有煤炭资源勘查地质资料的基础上,估算地下埋藏的煤炭资源数量。第一节 煤炭资源 /储量估算的意义和要求一、资源 /储量估算的概念煤炭资源 /储量: 系指地下埋藏的具有一定工业价值和一定地质研究程度的煤炭资源数量。资源 /储量估算贯穿于整个煤炭资源勘查的全过程,各阶段的资源 /储量估算代表这个阶段的 主要工作成果 ,它是煤炭资源勘查成果的具体体现。第十一章 资源 /储量估算第一节 煤炭资源 /储量估算的意义和要求二 、 资源 /储量估算的一般要求1)估算的深度:预查、普查阶段资源 /储量估算的垂深一般为 l 000 m,最大不超过 l 200 m;详查和勘探阶段资源 /储量估算的范围,应与所划定的勘查区或井田的范围一致。在具备开采条件时,可估算至垂深 1500m。2)煤类或煤的工业用途 不同时应分别估算资源 /储量。第十一章 资源 /储量估算第一节 煤炭资源 /储量估算的意义和要求二 、 资源 /储量估算的一般要求3)煤层倾角 小于 60° 时,在 平面投影图上估算资源 /储量 ;当倾角等于或 大于 60° 时,则应在 立面投影图 或立面展开图上进行资源 /储量估算。4)煤层倾角 小于 15° 时,可以利用煤层的 伪厚度和水平投影面积估算资源 /储量 ;倾角等于或 大于 15° 时,则必须以煤层的 真厚度和斜面积进行资源 /储量估算 。第十一章 资源 /储量估算第一节 煤炭资源 /储量估算的意义和要求二 、 资源 /储量估算的一般要求6)对煤层厚度的 特厚点、变薄点或不可采点 均应分析其原因,根据具体情况作适当处理。7)资源 /储量估算的方法和各项参数,都应根据具体情况合理确定。资源 /储量估算的结果以 万吨为单位 ,不保留小数。第十一章 资源 /储量估算第二节 煤炭资源 /储量估算指标与估算参数一 、 煤炭资源 /储量估算公式煤炭资源 /储量是由可采煤层面积、厚度及体重相乘而得,一般公式如下:Q= S M d 式中 Q—— 资源 /储量,万吨;S—— 面积, —— 厚度, m;d—— 体重, t/十一章 资源 /储量估算第二节 煤炭资源 /储量估算指标与估算参数二 、 煤炭资源量估算指标煤炭资源量估算指标( 0215十一章 资源 /储量估算第二节 煤炭资源 /储量估算指标与估算参数三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定1、估算面积的确定资源 /储量估算面积的确定, 实质是指确定符合工业要求的可采煤层分布边界线。 它的确定也就是确定了资源 /储量估算的范围,然后再选择测定面积的方法。边界线的种类井田边界线内边界线 外边界线 最低可采边界线第二节 煤炭资源 /储量估算指标与估算参数三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定1、估算面积的确定井田边界的划分主要考虑自然因素 (如地形、河流 )、地质因素 (如煤层露头线、断层线 )及人为因素 (如勘查线、开采水平线、勘探深度或设计部门确定的工业边界 )。目前国土资源管理部门对井田边界的划分,在考虑上述因素的基础上,主要采用平面坐标来限定井田范围,即一个井田边界由若干个平面拐点坐标相联而成。① 井田边界线1)边界线的确定第二节 煤炭资源 /储量估算指标与估算参数三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定1、估算面积的确定在勘查区内,凡煤厚及煤质 (主要指灰分、硫分 )符合工业要求的最边缘钻孔 (或巷道 )的联线,称为内边界线。② 内边界线③ 外边界线内边界线以外的边界线,统称为外边界线,如零点边界线及最低可采边界线。1)边界线的确定第二节 煤炭资源 /储量估算指标与估算参数三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定1、估算面积的确定煤层最低可采边界线: 煤层最低可采厚度点的联线。④ 最低可采边界线确定煤层最低可采边界线的方法1)边界线的确定插入法有限推断法无限推断法三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定1、估算面积的确定④ 最低可采边界线1)边界线的确定a 插入法在相邻两个钻孔中,其中一个钻孔的煤层厚度符合工业要求,而另一个不符合工业要求,利用插入法可求出煤层最低可采厚度点,联接诸点即为最低可采边界线。三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定1、估算面积的确定④ 最低可采边界线1)边界线的确定b 有限推断法在相邻两个钻孔中,其中一孔见煤厚度符合工业要求,而另一孔由于煤层尖灭而未见煤,由此可推断煤层最低可采厚度点一定在两个钻孔之间。因其推断范围是有限的,故称有限推断法。具体做法是: 先将见煤钻孔与未见煤的钻孔用直线联接起来;然后取此线中点为零点,再用内插法求出煤层最低可采厚度点。三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定1、估算面积的确定④ 最低可采边界线1)边界线的确定c 无限推断法当内边界线以外没有任何勘探工程时,则应根据地质资料进行推断煤层最低可采厚度线,这种方法称为无限推断法。三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定1、估算面积的确定④ 最低可采边界线1)边界线的确定c 无限推断法剖面法: 在有钻孔控制的一定范围内,绘制一系列煤层剖面,将煤层顶、底板延长至相交为止,这些交点便是煤层尖灭点,然后再用内插法求出最低可采边界线三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定1、估算面积的确定④ 最低可采边界线1)边界线的确定c 无限推断法等厚线法: 当煤层厚度在内边界线以内作有规律的变化,可用等值线外推,按其在法线方向上的水平距离逐渐向外推至零点边界线,然后再选择最低可采边界线即可。三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定1、估算面积的确定2)面积的测定方法面积的测定方法几何估算法 → 当块段形态为正方形,长方形或三角形时,可按几何公式估算面积。方格纸法 → 用透明方格纸,在纸上绘制边长为 10量时,将透明方格纸覆盖在欲测定的面积上,然后数出覆盖该面积上的点数,点数与点值相乘,即可估算出面积。求积仪测定法 → 不规则图形可用求积仪测定面积。采用计算机手段估算 → 如利用 及专用地测空间管理信息系统等软件均可直接在煤层底板等高线图上估算面积。三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定1、估算面积的确定3 )煤层斜面积的计算方法当面积测定之后,当煤层倾角小于 15° 时,可用测定的水平投影面积直接估算资源 /储量;当煤层倾角大于等于 15° 时,则需要将平面积换算成斜面积。当 煤层倾角小于 60° 时 ,其计算公式为:S= 1/—— 斜面积; 水平投影面积;α—— 煤层倾角。当 煤层倾角大于 60° 时 ,可将在立面投影图上测得的立面投影面积换算成斜面积,其估算公式为:S= 1/2—— 立面投影面积。三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定2、煤层厚度的确定1)可采厚度的确定可采厚度计算中,对有夹矸的煤层的采用厚度,其确定方法为:① 煤层中单层小于 与煤分层合并计算厚度。② 当煤层中夹矸厚度等于或大于煤层最低可采厚度时,煤分层应分别视为独立煤层,分别估算 (或不估算 )资源/储量三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定2、煤层厚度的确定1)可采厚度的确定可采厚度计算中,对有夹矸的煤层的采用厚度,其确定方法为:③ 当夹矸厚度小于煤层的最低可采厚度,且煤分层厚度均等于或大于夹矸厚度时将上下煤分层厚度相加,作为采用厚度三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定2、煤层厚度的确定1)可采厚度的确定可采厚度计算中,对有夹矸的煤层的采用厚度,其确定方法为:④ 结构复杂煤层和无法进行煤分层对比的复煤层,当夹矸的总厚度不大于煤分层总厚度的 1/ 2时,以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定2、煤层厚度的确定2)煤层真厚度的估算当煤层倾角小于 15° 时,可用煤层的伪厚度估算资源 /储量,当其倾角大于 15° 时,必须将钻孔中所测定的伪厚度换算成真厚度,其估算公式为:M= L 式中 M—— 煤层真厚度, m;L—— 煤层伪厚度, m;α—— 煤层倾角, (° ) 三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定2、煤层厚度的确定2)煤层真厚度的估算资源 /储量估算时,一般采用算术平均法估算:M ...+ M n) /n 式中 M — 平均厚度, m;… , M n—— 各钻孔可采厚度, m;n—— 估算面积内的钻孔数目。三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定2、煤层厚度的确定2)煤层真厚度的估算在钻孔见煤厚度变化较大时,往往采用加权平均厚度:M x=( ..+M n (2+..+ 式中 M x—— 加权平均厚度, m;… , M n—— 各钻孔见煤厚度, m;… , F n—— 各钻孔对应权数。三 、 煤炭资源 /储量估算参数的确定3、体重的确定体重: 在自然状态下,单位体积煤 (包括裂隙在内 )的重量 (t/ 在实验室测定煤的体重一般采用涂腊法,即先秤得煤的重量,然后在煤样表面涂一层腊,以防水分渗入,再秤其重量投入水中,根据排出水量得其体积,再估算煤的体重,其估算公式为:d= [V-( ]式中 d —— 煤的体重;— 涂腊前煤的重量;V —— 涂腊后煤的体积, 涂腊后煤的重量— 腊的比重。第三节 煤炭资源 /储量估算方法煤炭资源 /储量估算方法1)算术平均法2)地质块段法3) 等高线法4) 地质块段 — 等高线法5) 断面法6) 多角形法7) 计算机手段估算资源 /储量第三节 煤炭资源 /储量估算方法一、算术平均法算术平均法: 将整个复杂形状的煤层视为形状简单、厚度固定的板状体,估算资源 /储量时,是用全区的总面积乘以各钻孔的煤厚及体重的平均值的方法。第三节 煤炭资源 /储量估算方法二、地质块段法地质块段法: 将全区的总面积按不同地质条件,如产状 (煤层倾角大小、褶曲两翼、断层上下盘 )、煤厚、煤质 (煤的牌号、灰分、硫分 )及开采技术条件(如水文地质、瓦斯)等,划分成若干块段,然后分别将每 — 块段用算术平均法估算其资源 /储量。第三节 煤炭资源 /储量估算方法三 、 等高线法等高线法: 在煤层底板等高线图上确定煤层的真面积,然后乘以煤厚和煤的体重,以求得煤炭资源 /储量。把两条等高线间条带视为规则的长方形,通过计算,求得两条等高线间的煤层斜面积,然后将各条带的资源 /储量相加即为总资源 /储量。平面图 剖面图第三节 煤炭资源 /储量估算方法三 、 等高线法估算步骤为:1)先求煤层在两条等高线之间的倾斜宽度,再求出两条等高线间的倾斜面积,其估算公式为:式中 两条等高线间的斜距; 两条等高线间的平距;h—— 等高线间的高差; 两条等高线间的斜面积; 两条等高线间的中线长度。2211 2211111 第三节 煤炭资源 /储量估算方法三 、 等高线法估算步骤为:2)再求两条等高线间的资源 /储量,估算公式为:式中 两条等高线间的煤层资源 /储量, 两条等高线间各见煤点煤厚的算术平均值; 全区某煤层的平均体重。3)最后求煤层总资源 /储量,估算公式为:Q= ···+ Q 第三节 煤炭资源 /储量估算方法四 、 地质块段 — 等高线法地质块段 — 等高线法: 按不同地质条件,将煤层划分成若干块段,利用每一块段之内的煤层底板等高线,估算其块段内的资源 /储量,然后将各块段的资源 /储量相加即求得总资源 /储量。第三节 煤炭资源 /储量估算方法五 、 断面法断面法: 利用若干断面或切面将煤层截成若干块段,分别估算每个块段的资源 /储量,然后将各块段资源 /储量相加即得总资源 /储量。根据断面的方向不同,可分为 垂直断面法与水平断面法 。1、垂直断面法垂直断面法: 用一系列垂直断面划分块段和估算资源 /储量的方法。根据估算方法和剖面之间关系的不同,又可分为 平行剖面法和不平行剖面法。第三节 煤炭资源 /储量估算方法五 、 断面法1、垂直断面法1)平行断面法:平行剖面法: 当勘查线布置平行时,利用地质剖面来估算资源 /储量的方法。根据勘查线剖面,先估算出相邻勘查线上煤层断面的面积,再估算相邻两勘查线间的体积,然后计算出相邻两勘查线间块段的资源/储量。其体积计算必须据相邻两断面矿体面积形态和相对面积差的大小来分别选择不同公式进行。五 、 断面法1、垂直断面法1)平行断面法:① 当相邻两断面的矿体形状相似,且其相对面积差 [( 于 40%时用梯形体积公式,即:式中: V— 为两断面间矿体体积;L— 相邻两剖面间距离 (m);分别为相邻两断面上矿体面积 ( 212 五 、 断面法1、垂直断面法1)平行断面法:② 当相邻两断面的矿体形状相似且其相对面积差大子 40%时,选用截锥体积公式:五 、 断面法1、垂直断面法1)平行断面法:③ 当矿体作楔形尖灭时,块段体积用楔形公式计算:五 、 断面法1、垂直断面法1)平行断面法:④ 当矿体作锥形尖灭时,块段体积可用锥形公式计算:五 、 断面法1、垂直断面法2)不平行断面法不平行剖面法: 由于工作区地质构造和煤层产状的变化,或由于其它原因等,造成勘查线布置时相互不平行或呈放射状,利用剖面来估算资源 /储量的方法。五 、 断面法1、垂直断面法2)不平行断面法图中, 1— 1‘与 2— 2’为两条互不平行的勘查线;结 分别选取其中点为 cl、接 将块段分为两部分,即将块段在平面上的面积分为 勘查线剖面上煤层的截面面积为 S 2求出截面面积 的影响面积 即可求出被中线 面影响距离法:两条互不平行的勘查线上的煤层截面面积,分别具有一定的影响距离,利用各自的影响距离来进行资源 /储量估算的方法。五 、 断面法1、垂直断面法2)不平行断面法估算公式为:= l 2式中 1— 1'、 2— 2'勘查线影响距离的体积;S l、 S 2—— 1— 1'、 2— 2'勘查线剖面上煤层截面积;l 1—— 1— 1'勘查线上 l 2—— 2— 2'勘查线上 a2 1' / l 1—— 1— 1'勘查线剖面上煤层截面积 2' / l 2—— 2— 2'勘查线剖面上煤层截面积 段的总体积为 V=2块段的总资源 /储量为 Q=V 式中 d 煤的平均体重。剖面影响距离法:五 、 断面法1、垂直断面法2)不平行断面法剖面影响面积法 :两条互不平行勘查线上煤层的平均厚度,分别具有 — 定的影响面积,利用各自影响面积来进行资源 /储量估算的方法。五 、 断面法1、垂直断面法2)不平行断面法剖面影响面积法 :如图,延长 1— 1'及 2— 2'两条勘查线,并交于 别用直线将两勘查线两端的 1号和 5号孔、 4号和 7号孔联结起来,并作 两勘查线间煤层所夹的面积分为 — 1'剖面的影响面积, —2'剖面的影响面积。 1— 1'勘查线部分煤层体积等于各钻孔见煤平均厚度与其影响面积的乘积, 2— 2'勘查线部分煤层体积等于其各钻孔见煤平均厚度与其影响面积的乘积。五 、 断面法2、水平断面法水平断面法: 用一组等间距的水平面与煤层相切,由水平面将煤层划分成若干块段,然后分别估算相邻 (上、下 )两水平切面之间资源 /储量的方法。第三节 煤炭资源 /储量估算方法六 、 多角形法多角形法: 在资源 /储量估算平面图上,以各个钻孔见煤点为中心,并将煤层划分成若干个多角形块段,然后分别估算各块段资源 /储量,这种方法。其具体作法是:选择一中心钻孔,将其与周围最邻近钻孔分别用虚线相联,然后再作该直线的平分线,并彼此相交,于是围绕该钻孔构成一个多角形,将多角形面积乘上该钻孔的煤厚与体重,即为多角形块段资源 /储量。然后,将所有块段资源 /储量相加即为总资源 /储量。第三节 煤炭资源 /储量估算方法七 、 采用计算机手段估算资源 /储量1、几何法1)三棱柱法以三个相邻钻孔作为三角形的顶点,三孔见煤厚度的平均值作为该三角形的高,联成一个三棱柱休,然后,按三维空间形态求出三棱柱的体积,乘以体重,即得柱体的资源 /储量。2)多边形法根据相邻钻孔划分成若干个多边形,然后用计算机计算其资源 /储量。第三节 煤炭资源 /储量估算方法七 、 采用计算机手段估算资源 /储量2、距离平方反比法距离平方反比法: 是用距离平方作反比函数的加权法。其基本原理是:地质变量未知点的取值是周围已知观测值及其距离的函数,其空间每一点的地质变量值是由周围各已知信息来确定。 j,(式中 Z( i, j) —— 某位置上地质变量的待估值;k—— 周围已知信息个数; 已知信息 Z i, j)估值的权系数;Z—— 参加计算的待估点周围的已知信息。第四节 煤炭资源 /储量估算的一般步骤一 、 研究分析勘查资料为了保证资源 /储量估算的准确可靠,必须对勘查工作的所有资料进行全面分析和审核。如煤厚和煤质资料是否可靠,有无测井资料校正;煤层对比是否正确,地质构造是否搞清;煤层底板等高线图及其图上有关数据资料的正确性等。第四节 煤炭资源 /储量估算的一般步骤三 、 划分各类资源 /储量块段根据现行勘查规范所规定的构造复杂程度和煤层稳定程度两个主要因素所规定的勘查工程基本线距,经分析后依次圈出各类资源 /储量分界线。1、划分各类型资源 /储量块段时应注意的问题1)划分各类型块段,原则上以达到相应控制程度的勘查线、煤层底板等高线或主要构造线为边界。相应的控制程度 是指在相应密度的勘查工程见煤点连线以内和在连线之外以基本线距 (钻孔间距 )的 1/4~ 1/2的距离所划定的全部范围。第四节 煤炭资源 /储量估算的一般步骤三 、 划分各类资源 /储量块段1、划分各类型资源 /储量块段时应注意的问题2)跨越断层划定探明的和控制的块段时,均应在断层的两侧各划出30~ 50 )探明的或控制的块段不得直接以推定的老窑采空区边界、风化带边界或插入划定的煤层可采边界为边界。第四节 煤炭资源 /储量估算的一般步骤三 、 划分各类资源 /储量块段2. 各级资源 /储量的比例及分布一般探明的资源 /储量分布于井筒附近及第一水平先期开采地段;控制的资源 /储量一般分布在探明资源/储量区域周围,推断的资源量一般分布在井田边部,如勘查区两侧、深部,以及煤层露头、推测的最低可采边界线附近等。第四节 煤炭资源 /储量估算的一般步骤三 、 划分各类资源 /储量块段2. 各级资源 /储量的比例及分布勘探阶段先期开采地段资源/储量比例表( 0215- 2002)第四节 煤炭资源 /储量估算的一般步骤四 、 选择资源 /储量估算方法根据构造、煤层以及勘查工程的布置等情况合理选择资源 /储量估算的方法。在煤炭资源勘查中,一般采用 地质块段法 ,但考虑到设计部门的要求,也可将 地质块段法与等高线法结合使用 。总之,要因地制宜,具体情况具体分析,选择适合工作地区的资源 /储量估算方法。某井田第 2煤层底板等高线及资源 /储量估算示意图第五节 资源 /储量估算的误差分析地质误差技术误差方法误差资源 /储量估算误差第五节 资源 /储量估算的误差分析一 、 地质误差地质误差又称类比误差或推断误差: 是由已知勘查工程所获得的资料在向未知地段进行推断时产生的。1)构造误差: 由于地质构造复杂,钻孔控制程度不够,构造推断不确切,甚至歪曲了基本形态而引起的误差。2)煤层对比误差: 煤层对比造成误差。3)边界线误差: 由于边界线圈定不准确而造成。例如,一个钻孔见煤,另一个钻孔未见煤,一般采用中点法及内插法求最低可采边界线,但实际上煤层零点既可能在靠近见煤钻孔处尖灭,亦可能在靠近未见煤钻孔处尖灭。第五节 资源 /储量估算的误差分析二 、 技术误差1)面积误差:用几何法、方格纸法或求积仪法测定面积,都会有不同程度的误差出现。2)厚度误差:在钻孔中测定煤厚时,往往由于煤芯采取率不高、煤层结构复杂、煤层倾角测定不准,以及孔斜测量与估算不准等原因而造成误差。3)体重误差:由于体重测量不准,亦能引起误差。第五节 资源 /储量估算的误差分析三 、 方法误差1)选择方法的误差: 选择资源 /储量估算的方法,主要根据地质构造,煤层厚度变化及勘查工程布置等因素考虑。如果勘查区地质构造简单,煤层此较稳定、勘查工程布置均匀的情况下,在选用方法上而造成的误差就小;反之,误差就大。2)估算参数的误差 : 估算资源 /储量时,如采用算术平均法估算煤厚,误差要大些;如采用加权平均法估算煤厚,其误差就小些。
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