确定煤炭资源储量估算参数（二）在线视频

同学们大家好

我们上节课学习了

煤炭资源储量估算方法中的

算术平均法、地质块段法

等高线法和地质块段—等高线法

在资源储量估算过程中

还有哪些方法呢

我们这节课继续讨论

首先是断面法

断面法是利用勘查线剖面

或水平切面

把井田分为若干块段

先计算出各勘查线剖面

或水平切面上煤层的面积

再计算相邻两剖面间

或上下水平切面间煤层的体积

并乘以煤的视密度

求得剖面间

或水平切面间块段的煤炭资源储量

最后将各块段资源储量相加

即得井田的总资源储量

断面法根据断面方向的不同

可分为垂直断面法

和水平断面法两种

垂直断面法是

用一系列垂直断面

划分块段和估算资源储量的方法

根据估算方法与剖面之间的关系

又可分为平行断面法

和不平行断面法

当布置的勘查线相互平行时

利用地质剖面来计算储量的方法

称为平行断面法

其估算步骤如下

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

如第Ⅰ至第Ⅱ剖面间

煤层体积V1等于

相邻勘查线间的

煤层断面面积S1+S2的算数平均值

乘以相邻勘查线间的距离

则第Ⅰ至第Ⅱ剖面间

块段的资源储量Q1

等于剖面间煤层体积V1

乘以块段平均体重d1

最后将所有块段资源储量相加

即得煤层总资源储量

平行断面法

一般多用于勘查程度较低

或露天勘查的地区

当相邻勘查线煤层断面面

和比较近的情况下

它适用于任何产状和结构的煤层

此外在煤层厚度大的情况下

这种方法较适用

平行断面法

在勘查线剖面图上可直接进行

不需要专门编制资源储量估算图

因而大大简化了估算过程

能保持煤层断面的真实形状

客观地反映地质构造的特点

在此方法使用条件要求较严格

当煤层变化较大时

其可靠性将受到影响

不平行断面法

是由于工作区地质构造

和煤层产状的变化

或由于其他原因

而造成勘查线布置的相互不平行

或呈放射状时

利用剖面来估算资源储量的方法

利用不平行断面法进行资源储量估算较复杂

剖面影响距离法

和剖面影响面积法

是两种比较简单的方法

第一种是剖面影响距离法

它是指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

当估算不平行两剖面块段的体积时

采用辅助线方法

如图所示

1-1'与2-2'为两条互不平行的勘查线

a1、a2及b1、b2

为勘查线与煤层边界线的交点

连接a1、a2及b1、b2

并分别选取其中点为c1、c2

连接c1、c2可将块段分为两部分

即将块段

在平面上的面积分为S1’和S2’

勘查线剖面上

煤层的截面面积为S1和S2

用求积仪或其他方法

求出截面面积S1、S2

和它的影响面积S1’、S2’

即可求出被中线c1、c2所分开的

这两部分体积V1和V2

其估算公式如下(空)

块段的总体积V为V1与V2之和

块段的总资源储量Q

等于总体积V乘以煤的平均体重dcp

第二种是剖面影响面积法

即两条互不平行勘查线上

煤层的平均厚度

分别具有一定的影响面积

利用各自的影响面积

来进行资源储量估算的方法

称为剖面影响面积法

如图所示

延长1-1'及2-2'两条勘查线

并交于O点

分别用直线

将两勘查线两端的1号和2号孔

4号和5号孔联结起来

并作a角的二等分线

把两勘查线间

煤层所夹的面积分为S1、S2两部分

S1为1-1'剖面的影响面积

S2为2-2'剖面的影响面积

1-1'与2-2'勘查线部分煤层体积

分别等于

其各钻孔见煤平均厚度mcp

与其影响面积S的乘积

1-1'和2-2'勘查线间

煤层总体积为1-1'勘查线部分煤层

与2-2'勘查线部分煤层体积之和

再分别乘以1-1'和2-2'两勘查线

部分煤层的平均体重

求和

即可得煤层的总资源储量

不平行断面法的应用条件

和优缺点基本与平行断面法相同

但此平行断面法应用得更为泛

当勘查线不平行或呈放射状时

亦能运用

除了使用垂直断面法中的平行断面法

和不平行断面法可以估算资源储量

断面法中还有一种水平断面法

也可以估算煤层的资源储量

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

称为水平断面法

露天煤矿一般按5m、10m

15m、20m的高度作为阶段进行开采

所以在估算资源储量时

应按所要求的阶段高

作为划分水平切面的间隔

其步骤是

先作某一高度的水平切面图

包括煤层顶、底板

算出煤层的断面面积

再作下一高度的水平切面图

同样亦算出其煤层的断面面积

取此上、下两断面的

平均值乘以阶段高

即为两断面之间的体积

如果煤层倾角很缓

还要将阶段高换算成斜长

则相邻两水平切面间的体积V1等于

相邻水平切面时煤层断面面积

s1+s2的平均值

乘以所规定的阶段高h

然后算出各块段的资源储量

最后将所有块段资源储量

相加即得总资源储量

水平断面法适用

在倾斜或急倾斜的煤层中

在煤层厚度大的露天煤矿中也适用

水平断面法可按不同阶段

不同水平分别估算资源储量

因此能满足煤矿设计

及生产部门的要求

缺点是由于

它仅对露天开采的煤层比较适用

故这种方法有的局限性

接着我们来看多角形法

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

这种方法称为多角形法

其具体做法是选择一

中心钻孔

将其与周围最邻近钻孔

分别用虚线相连

然后再作垂直平分线彼此相交

于是围绕该钻孔

构成一个以钻孔

与周围各钻孔连线的

垂直平分线为边的多角形

将多角形面乘上该钻孔的煤厚与体重

即为多角形块段的资源储量

同理可得其他各钻孔

多角形块段的资源储量

然后将所有块段的资源储量

相加即为总资源储量

多角形内任何一点

离该钻孔都比附近其他钻孔

距离此孔要近

因此这种方法又称最近地区法

其估算步骤如下

内边界线以内的内侧块段资源储量

是由内侧块段各多角形面积

乘以内边界线上钻孔的煤厚和体重

即得内侧各多角形块段的资源储量

内边界线以外的边缘块段资源储量

是由边缘块段各多角形面积

乘以内边界线上钻孔厚度

与最低采厚度的算术平均值

和体重

即得内边界线以外

合及缘块段的资源储量

最后将各块段资源储量相加得

总资源储量

多角形法适用于勘查工程

分布不均匀且构造简单

煤层产状水平或近于水平的地区

以及煤层厚度

和灰分含量变化均大的地区

多角形法比较简单

估算迅速

由于划分块段较多

因此当某一参数有误

不会影响其他块段资源储量的精度

但此方法较为机械地划分块段

而不是开采的自然块段

且绘制的资源储量估算图表比较复杂

严重歪曲了煤层形态

不利于煤矿设计和生产部门利用

对勘查工程较少的矿区不适用

最后是采用计算机手段估算资源储量

20世纪60年代初

地质统计学正式产生

标志着

电子计算机计算资源储量的时代已到来

它是资源储量计算方法发展的里程碑

地质统计法的实施

是建立在地质变量空间分布规律

即半变差函数基础上的

由于它用数理统计的方法

随机场原理对样本函数

进行统计计算

最后结果是一种概率型的估计量

这与传统资源储量计算方法

所提供的确定型资源储量

有很大不同

它将数理统计

概率论的数学概念系统地引进到

矿产资源的资源储量计算之中

利用电子计算机计算

资源储量的方法有几何法

距离平方反比法及地质统计法

我们在资源储量的估算过程中

提倡计算机方法的运用

因为运用计算机估算资源储量

不仅能够简化计算过程

还能极大的提高估算精度

近年来

随着我国自主创新

与自主创新能力的提升

我们国家也开发出了

自有版权的矿业专用软件

例如

由北京龙软科技发展有限公司

和北京大学联合开发的

“地测空间管理信息系统”软件

该软件是针对矿山地测工作

而量身制作的一套非常实用的

地理信息系统软件

该系统在充分分析国内外

矿山计算机应用现状的基础上

吸取地理信息系统(GIS)

计算几何、矿山各领域

有关研究的理论和方法

在Windows环境下

利用面向对象的编程技术

Visual C++研制的

该系统实现了

从原始的基础数据

如钻孔数据、导线点数据等

自动生成并动态

修改矿山地测工作的各类图件

如勘查线剖面图

煤层底板等高线及资源储量估算图等

2020年美国商务部

公布在哈尔滨工业大学

北京航空航天大学

国防科技大学等13所中国大学中

禁用MATLAB软件

当这些科研院所发表文章时

如果所提供的数据、图表

图片等未经正式授权

MATLAB商业软件公司将有权要求赔偿

赔偿额通常为数千万人民币

我们作为新时代的大学生

要加强爱国主义情怀

支持我们国家自主创新研发的产品及品牌

避免长期使用国外软件技术

消除对本国技术产生的错误观念

面对美国日渐加深的技术封锁

只有我们国家拥有了自己的技术

才能完全摆脱别人的限制

当然这是一条漫长的艰难道路

很难在一朝一夕内实现

但我们这一代人必须坚持地走下去

同学们

我们今天学习了

煤炭资源储量估算方法中的断面法

多角形和计算机估算方法

最后请大家思考

煤炭资源储量估算应该如何开展

应该遵循哪些步骤

我们下节课进行讨论

今天的课就上到这里

谢谢大家