geometrynadr

Введення

Геометризація родовищ по показникам свердловин – це кропітна і

відповідальна робота, кінцевим продуктом якої являється підрахунок запасів та їх економічна оцінка. Родовища бурого вугілля, торфів, золотоносних пісків, глин та

будівельних каменів здебільшого мають близьке до горизонтального залягання та змінливу висоту потрібного для розробки пласту покладу. Розвідка вказаних родовищ проводиться вертикальними свердловинами, по спеціальним циліндричним кернам яких вимірюють товщину корисного покладу. При цьому значення товщини пласту можуть мінятися в значній мірі, що утруднює примінення з достатньою точністю той чи інший спосіб підрахунку запасів:

середнього арифметичного, ближнього району и способу вертикальних розрізів.

Очевидно, чім більш мінливе родовище, тим більше повінно бути зібрано

даних про нього, тобто в більшій кількості точок по площині родовища	повинно
бути визначено значення показників. Недостатня вивченість може	стати

фатальною причиною великих помилок при проектуванні розробки родовища та його розробки.

Величина мінливості показника помилок в деякій мірі залежить від відстані між точками вимірів показника, системи їх розташування, густоти і характеру мережі спостереження. Таким чином, важливим при наборі даних являється не

тільки збільшення кількості точок спостереження, а й відстань між ними.

При геометризації родовищ методом ізоліній (ізолінії глибини, ізолінії висоти покладу, ізолінії товщини наносів) часто трапляються випадки, коли в межах

одного чотирикутника (чарунки), в вершинах якого одержані показники, за одними і тими ж даними можна по різному накресліти ізолінії, яки потім погано

стикуються з ізолініями суміжних чотирикутників. При цьому різниця	між
показниками з точки зору середнього арифметичного в центрі квадрату	може

сягати абсурдних величин. Для прикладу звернемось до рис.1. Як бачимо, изолінії

31

з показником “5” можливо провести по різному (---) і ( ), а середній

показник в центрі може значно відрізнятся, в нашому випадку на 17,8%, що

4.21	5	5.48
	5.38
5	4.42	5
5.27	5	4.63

Рис.1 – Можливі випадки проведення ізоліній з ознакою “5”

в межах одного чотирикутника та можливі показники висоти пласту в центрі квадрату.

явно незадовільно при підрахунку запасів. З точки зору вірогідності обидва варіанти можливі. Мабуть, подібна невизначеність обумовлюється, головним чином, недостатньою кількістю початкових даних розвідки, а інколи величиною січення ізоліній. Який ж вихід? Потрібно згустити мережу розвідки в цьому квадраті, пробурити в центрі свердловину і добути допоміжні дані по показнику.

1. Теоретичний та графічний метод Осецькогопо визначенню квадратів, в яких потрібно пробурити допоміжню (додаткову)

свердловину (геометричний критерій Осецького)

1.1. З точки зору теорії там, де недостатньо даних, їх потрібно добути. Але давайте подивимось, коли ці дані потрібні. Згадаємо аналіз методів розрахунку запасів покладу по середньому арифметичному

Q = S ∙ mНОРМ .СЕР.γ СЕР ; m СЕР.АР. сos δ СЕР

Тут, як звісно, S – площа, в даному випадку площа квадрату в метрах;

32

mНОРМ.СЕР – показник висоти або товщина пласту;

γСЕР – об’ємна маса; δСЕР- середній кут падіння покладу. Домовимось, що δ ≈ 0. Тоді все залежить від mНОРМ.СЕР. На рис.1 розбіжність

mСЕР в центрі квадрату по ізолініям рівна 17,8%. А якщо взяти взагалі середню величину mСЕР = (4,21 + 5,48 + 4,63 + 5.27) /4 = 4,90 м. Від меншого 4,42 і від більшого 5,38 в середині по ізолінії теж велика різниця. Хай масштаб 1:1000,

сторони квадрату 250 х 100. Тоді S = 25000 м2.

γ = 1,2, тоді Q1 = 25000 м2 • 5,38 • 1,2 = 161400 m Q2 = 25000 м2 • 4,42 • 1,2 = 132600 m

Q = 28800

Q% = 16140028800 ∙100 = 17,8%

Q3 = 25000 • 4,90 • 1,2 = 147000

Q = 14400

Q% = 16140014400 ∙100 = 8,9% .

Як бачимо , Q% дуже велики ≈9% ÷ ~18%. Такі значення приведуть до великих похибок при плануванні об’ємів видобутку, розрахунку економічних показників.

1.1.Геометричний (графічний) критерій.

Сутність геометричного критерію оцінки достатньості розвідки полягає в тому, що в кожному чотирикутнику ми вирішуємо напрям зміни показника від мінімуму до максимуму. Виявлено, що зміна показника може бути тільки за трьома напрямками, як це показано на рис.2; за периметром рис.2,а, через одну з диагоналей; рис.2,б; у напрямку через обидві діагоналі, рис.2,в.

8,2				6,1	6,1				8,2	8,2			5,3
а)					б)					в)
3,4				5,3	3,4				5,3	3,4			6,1

Рис. 2 – Можливі напрямки послідовності зміни показників по

33

чотирикутнику.

Установлено, що невизначене розв’язання задачі геометризації та підрахунку запасів в межах одного чотирикутника виникає тільки тоді, коли зміна показника покладу відбудеться через діагональ приймають рішення: добурити й добути нові дані в центрі квадрату або не добурювати, а залишити все як є, і

працювати далі в напрямку побудови ізолінії та розрахунку запасів.

1.Якщо різниця між показниками в центрі квадрату більша ніж 5%, то потрібно бурити.

2.Якщо різниця між показниками в центрі квадрату менше 5%, то можна не добувати нових даних, так як затрати на буріння перевершать собівартість різниці об’єму покладу в квадраті.

3.При великій кількості квадратів з перетином через дві діагоналі

аналізують різниці даних в центрі і приймають рішення в якому порядку вести дорозвідку.

4. Можуть бути прийняті рішення після детального економічного аналізу.

Висновок: З поданого в лекції матеріалу видно, що показники розвідки повинно аналізувати. Одним з методів аналізу є метод Осецького.

Література

Антипенко Г.О., Ніколаєва Т.Г. Геометризація родовищ корисних копалин. –

Дніпропетровськ: НГУ, 2002. – 111 с. (с.75-78).

Приклад аналізу, завдання на лабораторну роботу

Дано: Ділянка родовища розвідана квадратною мережею зі стороною квадрата 150 м.

34

Завдання: Користуючись геометричним критерієм Осецького, необхідно виявити ти чотирикутники, де виникає невизначеність і, потім, побудувати

(накреслити на папері) два варіанти ізовисот (ізопотужностей) для даної ділянки з урахуванням виявлених невизначеностей. Дані для аналізу приведені в таблиці №

Таблиця № - Значення висот покладу.

	А	Б	В	Г	Д	Є	Ж		З	І	К	Л		М	Н	О		П
1														5,8					30
2														2,3					29
3														8,3					28
4														8,6					27
5														2,9					26
6														7,2					25
7														2,3					24
8														8,3					23
9														8,6					22
10														5,7					21
11														6,5					20
12														9,2					19
13	5,9	5,2	0,6	4,3	2,1	1,8		9,1	2,6	2,8	4,1		4,6	8,6	2,5		7,1	1,4	18
14														5,8					17
15														7,1					16
			Я	Ю	Е	Щ	Ш		Ч	Ц	Х	Ф		У	Т	С		Р
		Повністю		таблиця		дана		в	“Методичних				вказівках до				виконання

лабораторних робіт по Геометрії надр (автор Мірошниченко, див. список

літератури).

Порядок роботи:

1. На аркуші паперу формату А3 в лівому верхньому кутку накреслити схему

розвідувальної мережі розміром 8 х 10 см зі стороною квадрата 2 см. У

35

вершинах квадрата, якій приймаємо за устя свердловин, випускаємо послідовно з таблиці 1 відносно свого варіанта значення висот покладу.

Наприклад. Призвище Мохов, в списку 13. Тоді, починаючи з 13 варіанту по горизонтам і М варианту по вертикалі заповнюємо схему

Початок
13	5,9	5,2	0,6	4,3	2,1	1,8
	1	2	3	4		5
	6,5	9,2	8,6	5,8	7,1(кінець)		9,1
	10	9	8	7		6
	5,7	8,6	8,3	2,3	7,2		2,6
	11	12	13	14		15
14	3,8	2,3	8,3	8,6	2,9		2,8
	20	19	18	17		16
	1,4	7,1	2,5	8,6	4,6		4,1
	Рис. – Порядок заповнення схеми.

Примітка: Порядок заповнення можна в навчальних цілях змінити:

користуючись геометричним критерієм, визначити напрямок зміни показника в кожному чотирикутнику (квадратові).

5,9	5,2	0,6		4,3	2,1	1,8

6,5	9,2	8,6	5,8		7,1	9,1

5,7	8,6		8,3	2,3	7,2	2,6

36

5

5,8

2,3

8,3

8,6

2,9

2,8

1,4

7,1

2,5

8,6

4,6

4,1

Рис. – Визначення напрямку змін показнику

Внашому випадку в квадратах 6,11,13,14,19 і 20 має невизначеним показник.

3.Знову зробимо схему і побудуємо ізолінії висоти в двох варіантах.

4. В кожному квадраті визначимо середній показник і підрахцємо запаси по двох

варіантах – по меншому та більшому показниках в квадратах.

5,9	5,2	0,6	4,3	2,1	1,8
		2	1
				4	4
	4	4
				6	6
		6
6,5	9,2	8	5,8	7,1	9,1
		8,6

5,8

8,6

8,3

2,3

7,2

2,6

37

5,8

2,3

8,3

8,6

2,9

2,8

1,4

7,1

2,5

8,6

4,6

4,1

Рис.- План ізоліній висоти корисного покладу.

	5,9			5,2	0,6	4,3	2,1	1,8
	150
			Q 209520	182250	162675	162843	169593
150			mCP=6,2	5,4	4,82	5,8	7,1		9,1	SКВ=22500
		6,5		9,2	8,6					S=150х150м
	236250			275906	210937
	7,0			8,18	6,25	2,3	7,2	2,6		γ = 1,5 т/м2
	5,7			8,6	8,3

5,8

2,3

8,3

8,6

2,9

2,8

1,4	7,1	2,5	8,6	4,6	4,1
Рис. – До визначення запасів родовища по min i max показника
		висоти покладу.
Підрахуємо запаси по всім квадратам і Σ =				.
		ЛІТЕРАТУРА

Антипенко Г.О., Ніколаєва Т .Г. Геометризація родовищ корисних копалин

(практикум) : Навч. посібник. – Дніпропетровськ: Нац. Гірн. Акад.. України, 2002.

– 113 с.

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІНОЇ ПІДГОТОВКИ

ТА ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

38

1.В чому сутність геометризації родовищ корисних копалин?

2.Який первинний, першорядний матеріал використовується для геометризациії?

3.Ізолінії. Що вони відображають? Який зв'язок з горизонталями, що приміняються для відображення рельєфу земної поверхні?

4.В чому сутність оцінки повноти вивчення якогось із показників родовища?

5.Графічний метод оцінки повноти. Які типи геометричного критерію, фігура критерію?

6.Порядок проведення роботи по застосуванню геометричного критерію оцінки повноти розвідки родовища корисних копалин.

7.Які міри можна прийняти для підвищення рівня повноти розвідки?

ЛЕКЦІЯ № 6. ТРІЩИНУВАТІСТЬ МАСИВУ ГІРНИЧИХ ПОРІД

6.1. Класифікація тріщин.

Тріщини – це розриви суцільності гірничих порід без значного відносного переміщення блоків різної величини і форми. Явище розчленування гірничих порід на окремі блоки називається тріщинуватістю гірничих порід і являється його загальною властивістю. Тріщинуватість характеризує структуру і геомеханічні якості масиву і гірничо-геологічні умови досліджуваних ділянок земної кори.

39

Тріщини, розвинуті в гірничих породах, класифікують

1)по формі і будові;

2)по умовах їх утворення;

3)по геометричним ознакам.

Ці класифікації відповідно називають морфологічною, генетичною і геометричною.

Морфологічна класифікація.

Всі тріщини по морфологічним ознакам розділяють по формі характеру поверхні, характеру проявлення ступеню заповнення, характеру перетину.

Практичне значення при вирішенні деяких задач має форма тріщин і характер поверхні. По формі тріщини можуть бути плоскими, вигнутими і хвилястими. По характеру поверхні тріщини бувають шорсткі, гладкі, дзеркальні.

По характеру виявлення тріщини розділяють на відкриті, закриті і приховані.

Відкриті тріщини характеризуються чітко видимою порожниною вільною або заповненою облатковим матеріалом і осадками із розчинів, які циркулюють в тріщинуватому середовищі.

В закритих тріщинах розрив добре видно неозброєним оком, але стінки тріщини зближені настільки, що порожнини не видно.

Приховані тріщини не виявляються при візуальних спостереженнях, а

виявляються під час відбиття зразків або під час спеціальних досліджень.

По ступеню заповнення –цілком заповнені, частково заповнені.

Тріщини різних систем можуть перетинатися, одна змінювати іншу і одна не змінювати іншу.

Крім тріщин розриву в розчленуванні масиву на блоки приймають участь поверхні напластування і сланцюватості порід, котрі являються вираженими поверхнями ослаблення.

Генетична класифікація.

Найбільш універсальною з існуючих генетичних класифікацій являється класифікація, запронована В.В.Білоусовим.

40