» » Графическая основа подсчета запасов угля на горных предприятиях

Графическая основа подсчета запасов угля на горных предприятиях

02.08.2016

Основу пространственных представлений о проявлении и взаимосвязи главных природных факторов, учитываемых при геолого-промышленной оценке разведанного объекта и при подсчете запасов, создают увязанные между собой геологические карты, геологические разрезы, погоризонтные и гипсометрические планы. Составленные на основе замеров, наблюдений, анализов образцов пород и специальных исследований графические материалы отображают характер и направление пространственной изменчивости основных геолого-промышленных параметров, количественные и качественные показатели такой изменчивости.
К составлению графических материалов приступают с начального периода поисково-разведочных работ. В процессе разведки их пополняют и уточняют, что в свою очередь позволяет вносить своевременные коррективы в проект разведочных работ. По завершении каждого этапа поисково-разведочного процесса проводится окончательное оформление графических материалов, закрепляющих полученные представления о геологических особенностях разведанной площади и являющихся основой для составления геологического отчета о результатах проведенных работ и подсчета запасов.
Графические материалы должны быть выполнены таким образом, чтобы при минимальном количестве чертежей они достаточно полно отображали обоснованность фактическими материалами произведенных геологических построений, выявленных закономерностей в изменчивости основных параметров геолого-промышленной оценки, результатов произведенного подсчета запасов. Чертежи должны быть наглядными, удобочитаемыми и составленными в единых условных обозначениях. На них следует четко оттенять сплошными и пунктирными линиями различия в достоверности структурных построений, в частности местоположение и развитие разрывных нарушений, принятой параллелизации угольных пластов, экстраполируемого их залегания и т.п.
Геологическая карта месторождения (участка) отражает основные результаты проведенных работ в области познания геологического строения изучаемой площади. На нее наносится местоположение естественных обнажений, устьев эксплуатационных и разведочных выработок. В соответствии с результатами камеральной обработки полевых материалов уточняются границы распространения стратиграфических подразделений, элементы их залегания, положение выходов угольных пластов и структурных элементов — осей складок, разрывных нарушений. Для закрытых районов составляется карта выходов угольных пластов под покровные отложения.
Масштаб карт и детальность отображения на них геологической ситуации изменяются в соответствии с нарастанием объема получаемой информации для каждой из стадий разведочного процесса. Карты составляются: по результатам поисковых работ в масштабах 1:100 000— 1:50000; по результатам предварительной разведки — в масштабах 1:25 000—1:10 000; по результатам детальной разведки — в масштабах 1:10000—1:5000; при сложном рельефе и большой густоте разведочных выработок — в масштабах 1:2000 — 1:1 000.
Геологические карты района и месторождения сопровождаются стратиграфическими колонками, а в необходимых случаях — комплексом дополнительных специализированных карт — геоморфологических, гидрогеологических, рельефа поверхности коренных отложений и т.п. Характер и содержание дополнительных карт зависят от конкретных геологических условий.
Геологические разрезы составляются в масштабе, который позволяет наглядно отобразить элементы, положенные в обоснование увязки разреза угленосной толщи, параллелизации угольных пластов и структурных построений.
При оформлении результатов детальной разведки в зависимости от степени сложности геологического строения и с учетом густоты разведочных выработок масштабы геологических разрезов обычно принимаются в пределах 1:1000—1:10 000. Горизонтальный и вертикальный масштабы при построении разрезов, как правило, должны быть одинаковыми. Увеличение вертикального масштаба над горизонтальным допускается при горизонтальном залегании пород угленосной толщи и небольшой их мощности. Однако и в этих случаях для получения более наглядного представления о структурных особенностях месторождения (участка) составляется несколько разрезов в неискаженном масштабе.
При сложном строении горизонтально залегающих угленосных отложений, затруднительной параллелизации угольных пластов и усложненной гипсометрии их почвы и кровли разрезы строят в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При складчатом залегании пород угленосной толщи разрезы вычерчиваются вкрест простирания пород; для дополнительного обоснования структурных построений и параллелизации пластов составляются несколько опорных геологических разрезов по простиранию пород.
Плоскость разреза должна проходить через имеющиеся в натуре эксплуатационные и разведочные выработки; при этом следует стремиться к получению прямолинейного сечения. При непрямолинейном расположении плоскость разреза занимает усредненное положение, находящиеся вне ее выработки проектируются на плоскость разреза по простиранию пород. Допускается излом линии разреза, но отклонение линий от прямолинейного не должно быть резким. Практически допускается отклонение до 15°, что приводит к искажению углов падения пород не более 1°. При построении разрезов должны учитываться зенитные и азимутальные искривления стволов скважин.
На геологических разрезах отражаются: литологический состав и элементы залегания (углы падения) пород, вскрытых выработкой, глубина залегания почвы (для мощных угольных залежей и кровли) пластов, их индексация, мощность и строение, горизонты абсолютных отметок (через 50—100 м), принятые отметки эксплуатационных горизонтов и границы горных отводов действующих, строящихся и запроектированных предприятий. Между выработками обычно трассируются угольные пласты, маркирующие горизонты и разрывные нарушения, границы зон выветривания и окисления углей.
Для большинства угольных месторождений маркирующими горизонтами, используемыми для увязки геологических разрезов, являются сами угольные пласты. Учитываются: 1) положение пласта в стратиграфическом разрезе пород угленосной толщи и относительно других пластов или маркирующих горизонтов; 2) мощность и строение пласта; 3) петрографический состав угля; 4) особенности качества угля — зольность, сернистость, выход летучих веществ; 5) фациально-литологические особенности кровли и почвы, внутрипластовых породных прослоев, типичные минеральные включения, остатки флоры.
Дополнительными диагностическими признаками служат цикличность смены литологических разностей пород, мощности межпластий, геофизические реперы. В некоторых бассейнах (Кизеловский, Подмосковный) хорошие результаты для расчленения разреза и индексации угольных пластов дают палеонтологические исследования. Классическим примером облегченной синонимики пластов и увязки геологических разрезов является Донецкий бассейн, угленосная формация которого содержит многочисленные фаунистически охарактеризованные маркирующие горизонты.
Для обоснования принятой параллелизации угольных пластов и в необходимых случаях для отдельных частей угольных пластов составляются вспомогательные чертежи. Для многопластовых месторождений вычерчиваются специальные схемы параллелизации угольных пластов с крупномасштабными колонками смежных скважин, по которым можно более полно учесть особенности литологического состава вскрытых пород и второстепенные диагностические признаки. Для месторождений с маломощной угленосной толщей и небольшим числом угольных пластов, по которым необходима увязка отдельных пачек, такие работы осуществляются на крупномасштабных выносках интервалов залегания пластов под линиями основных геологических разрезов.
При возможности (по загрузке чертежа) на геологические разрезы наносятся также положение уровней грунтовых вод, границы зон многолетней мерзлоты, изогазы и изотермы.
При подсчете запасов методом вертикальных разрезов (сечений) геологические разрезы служат графической основой подсчета. Непосредственно на них или на копиях с облегченной загрузкой наносятся данные о мощности пластов (залежей) и выходе керна в интервалах их залегания, нормируемые кондициями показатели качества угля, контуры распространения балансовых и забалансовых запасов, подсчетных фигур. Для каждой подсчетной фигуры указываются принятые для нее к подсчету мощность пласта (залежи) или коэффициент угленасыщенности (при очень сложном строении залежей), площадь фигуры, категория запасов.
Гипсометрические планы угольных пластов отражают пространственные изменения их морфологии и качества углей, структурные особенности месторождения (участка) и условия залегания углей. Эти планы являются основным обобщающим материалом результатов проведенных геологоразведочных работ и базой для подсчета запасов методами среднего арифметического, геологических блоков, ближайшего района, а также для разработки проектных решений и планирования развития горноэксплуатационных работ.
Гипсометрические планы составляются в виде проекций на горизонтальную (при углах падения пород до 45°) или на вертикальную плоскость (при углах падения пород более 45°). При прямолинейном простирании и выдержанных углах падения пород гипсометрический план может быть спроектирован на плоскость, параллельную одной из поверхностей (обычно почве) пласта. По существу, такое проектирование производится при залегании пластов, близком к горизонтальному (до 8°), когда за величину подсчетной мощности пласта принимается вертикальная его мощность, а площади проекций, измеренные на под-счетных планах, приравниваются к истинным ввиду незначительной разницы их величин.
Для построения гипсометрических планов используются геологическая карта месторождения (участка) или карта выходов пласта под покровные отложения, погоризонтные планы, геологические разрезы и данные о глубинах подсечения пластов и разрывных нарушений в плоскости пласта эксплуатационными и разведочными выработками.
На гипсометрические планы наносятся: устья выработок, вскрывших пласт, и точки пересечения почвы пласта этими выработками (с учетом зенитного и азимутального искривлений стволов скважин); горные выработки, пройденные в плоскости пласта (штольни, штреки, бремсберги, уклоны, разрезные печи и т.п.) и точки пересечения пласта горными выработками, пройденными не в плоскости пласта (квершлагами, ортами, гезенками и т.п.).
По абсолютным отметкам точек пересечения пласта, нанесенным на план или снятым с геологических разрезов, погори-зонтных планов и других вспомогательных графических материалов отстраивается гипсометрический план подземного рельефа почвы пласта. Сечение горизонталей этого рельефа выбирается в зависимости от принятого масштаба и углов падения пласта. Для плана масштаба 1:5000—1:10000 сечение между горизонталями при крутом падении принимается обычно 100—200 м, при наклонном залегании — 25—50 м, при пологом, близком к горизонтальному, — 5—10 м. При более крупном масштабе планов горизонтали соответственно сгущаются, при более мелком — разрежаются.
При построении гипсометрических планов отстраиваются: линии пересечения пласта плоскостями всех выявленных разрывных нарушений; оси основных и дополнительных складок, флексур; границы промышленного распространения пласта, линии его расщепления; граничные линии распространения углей различного качества по марочному составу (рис. 6.7). На планах, как и на геологических разрезах, наносятся границы зон выветривания и окисления углей, при возможности — положение уровней грунтовых вод и границ многолетнемерзлых пород, зон газового выветривания, изогазы, изотермы, площади распространения ложной кровли и т.п. Однако во избежание чрезмерной загрузки чертежа закономерности в изменении показателей качества угля — зольности (рис. 6.8), сернистости, а также параметров горно-геологической характеристики, гидрогеологических условий — обычно приводятся на вспомогательных специализированных планах (как правило, более мелкого масштаба).
Графическая основа подсчета запасов угля на горных предприятиях

Гипсометрические планы являются графической основой подсчета запасов методами геологических блоков и ближайшего района, и нагрузка чертежа приспосабливается именно к этому назначению. Вблизи точек пересечения пласта выработками наносятся: номер выработки, вскрывшей пласт; нормальная общая и полезная мощность пласта; абсолютная отметка пересечения почвы пласта; основные показатели качества угля по пластопересечению — среднепластовая (с учетом засорения) и материнская зольность, для спекающихся углей — выход летучих веществ и толщина пластического слоя, для многосернистых углей — сернистость.
При небольшой мощности пластов и редкой сети разведочных выработок вблизи точек подсечения пласта выработками наносятся структурные колонки пластов, что позволяет более наглядно отобразить пространственные изменения его морфологии на оцениваемой площади. При большой загрузке плана — сложных структурных условиях залегания, густом расположении разведочных выработок, сложном строении мощных пластов и т.п. — структурные колонки пластов выносятся в определенном порядке (обычно соответственно их пространственному размещению на разведанной площади) на поля чертежа или на отдельные листы, прилагаемые как обоснование произведенному подсчету запасов. Масштаб структурных колонок угольных пластов обычно принимается равным 1:50; для мощных и сверхмощных пластов простого строения он может быть уменьшен. При сложном строении мощных пластов структура их отображается с разрывом в однородных литологических и углепетрологических разностях. Построение структурных колонок производится по данным о мощности пласта и составляющих его пропластков, приведенным к нормальным значениям.
Графическая основа подсчета запасов угля на горных предприятиях

В увязке с проектными проработками и решениями соответствующих организаций наносятся принятые технические границы угледобывающих предприятий. На гипсометрических планах в соответствии с кондициями оконтуриваются площади подсчета балансовых и забалансовых запасов, выделяются подсчетные блоки и проводится подразделение запасов по степени их изученности (категориям).
Погоризонтные планы, как правило, являются вспомогательным материалом, дополнительно обосновывающим и иллюстрирующим выполненные геологические построения. Особую ценность они имеют при совмещении их с эксплуатационными горизонтами на разрабатываемых месторождениях, что позволяет наиболее полно использовать геологическую информацию, полученную в процессе эксплуатации, и планировать дальнейшее развитие горных работ. При подсчете запасов методом горизонтальных сечений они служат графической основой подсчета. В этом случае на них наносится нагрузка, аналогичная указанной ранее для геологических разрезов при подсчете методом вертикальных сечений. Составление погоризонтных планов является обязательным при подсчете запасов методом вертикальных сечений; на них производится увязка подсчетных фигур, выделенных в сечениях, и наносятся границы подсчетных блоков.
Для разрабатываемых месторождений к отчетам с подсчетом запасов прикладываются копии планов горных работ пластов, по которым велись вскрытие и отработка запасов. Положение горных выработок и геологические данные переносятся с планов горных работ на соответствующие чертежи и используются для их построения, а также при подсчете запасов. Копии планов горных работ и правильность отображения на чертежах использованных по ним данных заверяются ответственными представителями геолого-маркшейдерской службы соответствующих горных предприятий.