传统矿体储量计算方法探讨.pdf

收稿日期 2010- 03- 09 作者简介 马莉萍 1983, 女, 河南禹州人, 助理工程师, 2008年 毕业于河南理工大学, 现从事煤矿技术管理工作。 传统矿体储量计算方法探讨 马莉萍 1, 汤 鹏2, 魏灯塔1 1. 平煤股份 二矿, 河南 平顶山467000; 2 . 平煤股份 四矿, 河南 平顶山 467000 摘要 以平煤股份二矿庚 20煤层庚一采区为例, 对传统矿体储量计算方法进行了验证, 实例说明, 采用等高线 法求出的储量值与真实储量值偏差较小。指出计算方法存在的不足, 并从理论上分析了储量计算误差来源 及储量计算的精度。 关键词 储量计算; 误差; 特征值 中图分类号 P624. 7 文献标识码 B 文章编号 1003- 0506 2010 06- 0052- 02 煤田储量是指导煤田勘探、 开发, 确定投资规模 的重要依据。目前我国储量计算方法主要有 3大 类 传统储量计算方法、 地质统计学储量计算方法和 SD储量计算方法, 其中传统储量计算方法是我国矿 产资源储量计算的主要计算方法。以平煤股份二矿 庚20煤层庚一采区为例, 用传统计算方法 算术 平均法、 开采块段法、 等高线法分别进行储量计算, 并对计算结果及计算精度进行分析。 1 庚20煤层地质条件及采区煤厚数据 11 地质条件 平煤股份二矿位于平顶山矿区中部、 平顶山市 区北部, 矿井主要含煤地层自上而下为石炭系太原 组、 二叠系山西组, 主要可采煤层为己15、 己16、 己17、 庚20。其中庚20煤层位于太原组中部, 厚度为 08 25m, 平均厚度 16 m, 厚度变化较大, 含 3层夹 矸, 其中上部一层夹矸厚 02 m, 比较稳定, 煤层平 均倾角 7 。 12 采区煤厚数据 根据钻孔资料, 该区域采用的 10个煤厚数据 为 202 , 218 , 229 , 119 , 151 , 190 , 110 , 090 , 050 , 178m, 则该区域煤层的平均厚度 d 154 m。煤的密度 m 135 t/m 3。 2 储量计算 21 算术平均法 算术平均法的实质是 把形态不规则的矿体变 成一个厚度和质量一致的板状体, 即把在勘探地段 内的全部工程查明的矿体厚度、 品位、 矿石体质量等 数值, 用算术平均法加以平均求其平均值, 然后按圈 定的矿体面积算出整个矿体的储量。 首先要计算面积 S、 煤层的平均厚度 dd 154 m和确定煤的相对密度 m m 135 t/m 3 。 通过计算, 可以得到面积 S 3 507 58314m 2。 Q S d m 7292万 t 22 开采块段法 块段法是目前在煤炭储量计算中使用比较广的 一种方法, 它是把一层煤利用各种要素分割成若干 形状不同、 大小不一的小块, 分别计算每一块段的储 量。首先计算每一块段的储量, 也是用平均法求得 的煤层平均厚度和平均密度与块段面积三者的乘 积。将每一个块段储量加起来就是一个煤层的储 量, 同样每一个煤层的储量加起来就是整个勘查区 的储量。 1块段的划分。原则上以达到相应控制程度 的勘查线、 煤层底板等高线、 巷道、 采煤工作面界线、 各种受护物保护煤柱界线、 最低可采厚度 080 m界 线、 风氧化带界线或主要构造线为边界。把该区域 分为 8个块段 A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, 各部分储 量单独计算, 以煤层厚度的算术平均值作为计算用 的厚度。 2确定每个块段面积 S及煤层厚度。面积通 过计算可以得到, 煤厚根据各钻孔的煤厚求平均值 得到。 3计算储量。利用块段法储量计算公式分别 计算 8个块段的储量 表 1。 52 2010年第 6期 中州煤炭 总第 174期 表 18个块段面积、 煤厚及储量 块段面积 /m2平均煤厚 /m计算储量 /万 t A1718 8344910510189 A21 245 8232715926742 A3633 4124315313083 A4111 334362293442 A 5 72 503822011967 A6 187 912181193019 A7 483 862091439341 A8 53 900501401011 8个块段储量之和 Q总 68794万 t 。 23 等高线法 等高线法要在煤层底板等高线图上求出两相邻 等高线间的面积, 再计算储量。根据求面积方法的 不同, 又分 2种情况 直接计算法和平均倾角法。在 此采用直接计算法进行储量计算。 首先要量测两等高线间中线长度 l, 两等高线间 的水平投影长度 平距 b, 等高距 h, 煤层平均密度 m, 煤层平均厚度 d。经量测得到两等高线间中线长 度 l1, l2, l3, l4, l5, l6, l7, l8分别为 1 3378 , 1 37021 , 1 41184 , 1 43576 , 1 47817 , 2 43903 , 2 28771 , 3480m; 两等高线间的平距 b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8分 别 为2195 ,3132,3081,3029,3249 , 3159 , 943 , 2550m; 煤层的平均厚度 d 154 m; 煤的相对密度 m 135 t/m 3; 等高距 h 50 m。 利用公式 Q l b 2 h 2 m d计算储量, 得 到总储量 Q总 7189万 t 。 3 计算结果分析 将利用算术平均法、 开采块段法和等高线法计 算的储量结果进行比较, 以确定哪种储量计算方法 求出的煤层储量值更接近真实值。将以上 3种方法 求得的数据结果进行汇总, 求出汇总后数据总和的 平均值为 Q平 7120万 t 。通过数值比较, 不难看 出等高线法计算出的数值 7189万 t更接近于平 均值 7120万 ,t 这说明采用等高线算法求出的储量 值与真实储量值的偏差相对较小。 4 不同计算方法的优缺点 1算术平均法是煤炭储量计算中最简单的一 种方法。该方法作图简单, 计算方便, 但缺点是不能 更真实地反映煤层的厚度、 形态变化, 不能计算不同 水平、 不同地段、 不同煤种的储量, 在构造复杂、 煤层 稳定性差或勘探工程分布不均匀时, 计算结果误差 较大。 2地质块段法具有算术平均法的优点, 同时 又可以按各种不同因素划分成若干块段分别计算储 量。因此, 在煤炭储量计算中得到较为广泛的应用, 特别是在煤田地质勘查的详查、 勘探 精查 阶段, 绝大部分采用这一方法。但在工程密度不大、 分布 不均和煤层稳定性差的情况下, 精度较差。 3等高线法因其按等高线分水平计算和统计 储量, 也就可以最大限度地满足矿井设计和开采部 门的需要, 计算方法也较简单, 精度较高, 适宜于稳 定或较稳定煤层而且构造有明显变化的地区。 5 储量计算误差分析 储量计算的成果带有一定的误差, 这个误差主 要取决于矿床指标特征值的变化程度和研究程度, 也取决于储量计算的方法以及指标特征值 厚度 d、 面积 S、 密度 m 和品位 C的测定精度。在矿床指标 特征值变化程度和研究程度较为成熟后, 储量计算 误差主要来自两方面 技术误差, 即在矿体各个点 上测量指标 厚度、 密度、 品位 时, 由于仪器精密度 不高、 测量方法不完善等原因而产生的误差。技术 误差包括系统误差和偶然误差, 系统误差应该尽可 能地通过检核手段发现它, 并加改正数以消除。 代表性误差, 即在用样本数据向总体进行推断时所 产生的随机误差。从理论上讲, 这种误差是不可避 免的, 但是可以通过增加采集样本的数目来减小随 机误差, 从而减小代表误差。 6 结语 矿体的自然形态复杂, 各种复杂的地质因素对 矿体形态本身的影响多种多样, 因此只能近似求出 矿体的体积。而计算体积的方法各异, 也形成了各 种不同的储量计算方法, 由于每种方法都有其局限 性, 在储量计算时必然产生一定的误差, 这个误差主 要取决于矿床指标特征值的变化程度和研究程度, 也取决于储量计算方法以及指标特征值 厚度、 面 积、 密度和品位 的测定精度。因此, 在进行储量计 算工作时, 一定要尽量增大采集样本的数目, 采用较 为准确的指标特征值, 依据具体的地质条件选择科 学、 合理的计算方法, 以期最大限度地降低计算误 差。 责任编辑 梁郁鑫 53 2010年第 6期 马莉萍等传统矿体储量计算方法探讨 总第 174期