【正文】 86 億噸 )，煤炭資源量為6872 億噸。按照中國探明可直接利用的煤炭儲量 1886 億噸計算，我國人均探明煤炭儲量 145 噸，按人均年消費煤炭 噸，即全國年產(chǎn) 19 億噸煤炭匡算，可以保證開采上百年。 另外，包括 3341 億噸基礎(chǔ)儲量和 6872 億噸資 源量共計 10201 億噸的資源，可以留待后人勘探開發(fā)。另外，中國煉焦用煤儲量為 649 億噸，還有基礎(chǔ)儲量 1244 億噸、資源量 1477 億噸； 2021 年中國生產(chǎn)焦炭 億噸，出口量占世界貿(mào)易量的 %。按照近期中國焦炭的生產(chǎn)能力，已經(jīng)探明的煉焦用煤儲量，可以保證開采 200 年左右。 我國煤炭儲量主要分布在華北、西北地區(qū)，集中在昆侖山 — 秦嶺 — 大別山以北的北方地區(qū)，以山西、陜西、內(nèi)蒙古等省區(qū)的儲量最為豐富。晉陜蒙 (西 )地區(qū) (簡稱 “ 三西 ”地區(qū) )集中了中國煤炭資源的 60%，另外還有近 9%集中于川、云、 貴、渝地區(qū)。 山西省是資源儲量最多的省份，占全國總儲量的 30%。與資源分布相對應(yīng)的，是煤炭生產(chǎn)也集中于這些地區(qū)。在漫長的地質(zhì)演變過程中，煤田受到多種地質(zhì)因素的作用；由于成煤年代、成煤原始物質(zhì)、還原程度及成因類型上的差異，再加上各種變質(zhì)作用并存，致使中國煤炭品種多樣化，從低變及程度的褐煤到高變質(zhì)程度的無煙煤都有儲存 [2]。 按中國的煤種分類，其中煉焦煤類占 %，非煉焦煤類占 %。中國雖然煤炭資源豐富，但適于露天開采的煤炭儲量少，僅占總儲量的 7%左右，其中 70%是褐煤，主要分布在內(nèi)蒙、新疆和 云南。 對于煤炭生產(chǎn)基地開展資源綜合評價工作，可將開發(fā)前期相關(guān)資料與開發(fā)過程中獲得的信息相結(jié)合，對煤炭資源進行精細評價，從而科學(xué)、合理地進行資源開發(fā)決策。獲得最大經(jīng)濟和社會效益，因而具有重要的意義 [11]。 論文總說明 基本原理 在地質(zhì)因素分析與綜合評價過程 ， 數(shù)據(jù)通常以柵格和矢量方式存儲， 它們所對應(yīng)的表達形式可能是多種多樣的：（ 1）地質(zhì)資料一般為點、線、面矢量圖層的形式，點是安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 2 用一對坐標(biāo)表達的空間幾何對象，如斷裂構(gòu)造等， 例如斷裂分布是一種矢量數(shù)據(jù)，含有斷距，規(guī)模等屬性， 多邊形則是由一些相聯(lián)的 弧段構(gòu)成的封閉幾何對象，具有一定的面積，如區(qū)域地層、巖體的分布。每一圖元相應(yīng)的有一組屬性數(shù)據(jù)，用以描述該圖元的性質(zhì)。 地層和巖性分布是面狀矢量數(shù)據(jù)，含有空隙度，穩(wěn)定性等重要信息， （ 2）可能是原始數(shù)據(jù)文件（如 DBF 格式），也可能是根據(jù)樣品位置信息生成 GIS 的點圖層，通過屬性表存儲分析數(shù)據(jù)，如 煤層厚度，發(fā)熱量等數(shù)據(jù)，可以通過離散鉆孔點插值到一定空間范圍，屬于連續(xù)性柵格數(shù)據(jù) [12]。 如何對這些數(shù)據(jù)進行聯(lián)合分析，需要借助專用的 GIS 空間分析工具來完成。其基本原理如圖 121： 圖 11 基于 GIS 的多變 量煤層開采條件綜合評價技術(shù)流程 主要研究內(nèi)容 和 研究的路線 本論文研究基于 windows操作系統(tǒng)，以 GOCAD為平臺， 對煤炭資源進行三維綜合評價 ，研究工作的技術(shù)路線如下 : 一、評價單元的劃分原則， 單元劃分是進行煤層開采條件地質(zhì)信息提取、資源綜合安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 3 評價最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，單元劃分得合理與否將對礦產(chǎn)預(yù)測結(jié)果產(chǎn)生直接的影響。它不僅是統(tǒng)計觀測的基本單位，也是提取與煤層資源特征有密切關(guān)系的地質(zhì)變量的基礎(chǔ)，而且統(tǒng)計對比和綜合評價的對象、評價的結(jié)果是以單元為基礎(chǔ)或通過單元表達的。常用的統(tǒng)計單元劃分方法有兩種，一 種是網(wǎng)格單元，另一種是地質(zhì)體單元法（也稱自然單元法）。 網(wǎng)格化單元是指采用一定規(guī)則的網(wǎng)格作為統(tǒng)計預(yù)測樣品的方法總稱。該方法母體構(gòu)成是以“相似類比”原理為基礎(chǔ)的，即相似的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境應(yīng)含有相似的礦產(chǎn)。研究區(qū)域內(nèi)所有地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境相似的地段都是母體的組成部分，因此，采樣必須沿一定網(wǎng)格連續(xù)進行。 網(wǎng)格單元劃分的關(guān)鍵問題是選擇單元的位置、大小，單元劃分不易過大或過小。劃分應(yīng)該考慮：①評價區(qū)比例尺和精度要求。②評價區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜程度。③研究區(qū)范圍大小及保證統(tǒng)計分析所需的單元數(shù)。④地質(zhì)特征的空間變異性。⑤應(yīng)遵循抽樣的隨機 性與樣品的代表性原則。 本次研究采用煤田地質(zhì)勘探的基本外推原理來決定網(wǎng)格單元的大小，其基本原理是，對于見煤鉆孔，通?？梢砸糟@孔間距的 1/2 來外推煤層的分布厚度 [1]。 二、 本次評價的煤層為花溝西 82和 10 煤層，根據(jù)評價模式，確定“總 — 分 — 總”的評價模式，即確定評價目的 — 評價要素 — 評價結(jié)果。利用煤礦開采過程中常用的參考數(shù)據(jù)，以及根據(jù)花溝西井田煤層賦存特征，選擇煤層厚度、煤質(zhì)特征、斷層、頂板砂泥比以及煤層埋藏深度作為評價煤層賦存條件的因素。 諸多地質(zhì)因素，大部分是描述性數(shù)據(jù)，必須對其進行定量表達，才能對其進行利 用。另外有部分數(shù)據(jù)需要建立數(shù)學(xué)模型才能進行信息提取，例如斷裂復(fù)雜程度，煤層連續(xù)性指標(biāo)等。而對于煤的發(fā)熱量，頂?shù)装迳衬啾鹊戎笜?biāo)，則可以通過空間插值進行表面擬合。 研究煤層可采性評價信息的定量提取，①．離散數(shù)據(jù)定量化；②．對于數(shù)值型數(shù)據(jù)，則可以通過離散數(shù)據(jù)空間插值方式獲取整個評價區(qū)的數(shù)據(jù)。③矢量空間 屬性信息定量提取，本次研究中利用的矢量圖層主要是斷裂分布，斷裂分布本身是空間信息，但其中包含的屬性數(shù)據(jù)，斷距、規(guī)模、斷裂性質(zhì)對于評價煤層非常重要，因此需要將這些屬性信息綜合利用，定量提取。④開采性指標(biāo)的定量信息提取 ，包括煤層可采厚度、煤層埋深、煤質(zhì)煤的發(fā)熱量、煤層傾角、頂板穩(wěn)定性、煤層的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、可采煤厚度占煤層厚度百分比、煤層空間分布穩(wěn)定性。 三、煤層開采條件多變量綜合評價，由于各個評價指標(biāo)的量綱不統(tǒng)一，量綱大的因素勢必會影響評價結(jié)果，而量綱小的指標(biāo)則在數(shù)據(jù)之中被淹沒，因此，對上述不同量綱的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)水平統(tǒng)一，即統(tǒng)一量綱，采用極差方式對數(shù)據(jù)水平進行統(tǒng)一，這樣， 不同的評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個水平。在煤層資源綜合評價中，采用無模型的評價方 法，證明開采條件優(yōu)良的模型來訓(xùn)練變量。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 4 資源評價中的兩類方法，一類是無模型 的預(yù)測（無監(jiān)督的），另一類是有模型的預(yù)測法（有監(jiān)督的），有模型預(yù)測是以模型單元集合建立的統(tǒng)計預(yù)測模型，對未知單元定量類比達到資源評價的目的。在煤層資源綜合評價中，并沒有好的已知單元提供，這就決定了在煤層資源評價中只能采用無模型的評價方法，即只能通過數(shù)據(jù)本身來發(fā)現(xiàn)評價區(qū)的好壞，而不能要求提供一個可見的，證明開采條件優(yōu)良的模型來訓(xùn)練變量。按照上述對變量關(guān)系的分析，采用下面的模型對煤層進行綜合評價： 1 2 3 4( .. . )Kind I I I I I? ? ? ? ? ?，其中 ind 是綜合評價結(jié)果， 1I ， 2I … KI 是各個評價變量的值。 四、煤層三維地質(zhì)模型，一個典型的三維地質(zhì)模型是由一個或多個地層、結(jié)構(gòu)面、斷層等組成的?？梢允褂?GOCAD 建立三維地質(zhì)模型，一般包括：數(shù)據(jù)的分析和預(yù)處理、插值、建立三維地層界面、建立三維地層實體、剖面圖對比等步驟。構(gòu)建三維地質(zhì)模型的方法 : 基于面模型的構(gòu)建方法和基于體模型的構(gòu)建方法 . 利用鉆孔數(shù)據(jù)建立地層界面 ， GOCAD 提供了兩種常用方法：第一種方法是先建立鉆孔 (well)，利用鉆孔模型中的分層數(shù)據(jù) (marker)直接相連生成層面；第二種方法是利用已劃分好層面的鉆孔點數(shù)據(jù)生成網(wǎng)格。 層面光順處理： GOCAD 創(chuàng)建的一種新的插值方法 —— 離散光滑插值 (DSI)，將插值結(jié)果同控制點再次進行匹配，修正插值過程中存在的幾何畸變， GOCAD 稱之為幾何適應(yīng) (fit geome— try)。 GOCAD 中的 DSI 插值對地層面進行光順處理的操作步驟： (1)確定控制點 (原始采樣點 )，確定地層初始邊界線； (2)使用“ constrain all borders on straightline”選項將地層界線轉(zhuǎn)變?yōu)槟：刂泣c，并且引出插值方向。 研究區(qū)三維地層模型構(gòu)建： (1)根據(jù)鉆孔分層資料，提取分層的高程數(shù)據(jù)，導(dǎo)入到GOCAD 中，生成原始點分布圖； (2)進行克里金插值，導(dǎo)入到 GOCAD 中后，生成加密后的數(shù)據(jù)點分布圖； (3)以各個鉆孔分層點作為控制點，在地層尖滅、缺失處獲得交線；(4)形成 Delaunay 三角網(wǎng)格化的層面，并利用 GOCAD 中里的 DSI 插值算法優(yōu)化各層初始層面，用交線約束修改原尖滅、缺失地層層面從而最終建立各地層的層面。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 近年來形成了一套集圖形與數(shù)據(jù)管理、模型建立、輔助決策為一體的資源條件信息管理與決策支持系統(tǒng)。 其 緊密結(jié)合煤礦生產(chǎn)實際 ,將煤炭資源條 件評價預(yù)測、技術(shù)經(jīng)濟分析、開發(fā)開采決策連為有機整體 ,使評價結(jié)果的實用性、針對性及在指導(dǎo)開發(fā)開 采與管理決策方面的作用得到了顯著增強。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 5 選題的目的和意義 影響煤層開采的條件有多種因素，本研究從煤層地質(zhì)賦存狀態(tài)來評價影響煤層開采的綜合條件。煤層資源開采條件的綜合評價有利于從總體來設(shè)計開采區(qū)，合理布置采礦工程，提高煤炭的開采回收率，提高生產(chǎn)效益。 煤層開采條件包 括煤層的厚度，埋深，傾角，煤質(zhì)，頂?shù)装鍘r性，煤層中的夾層厚度和數(shù)量，構(gòu)造應(yīng)力，巖溶積水，巖漿侵入對煤質(zhì)和煤層的破壞，后期河道沖刷對煤層的改造，斷裂切割對煤層的破壞，煤層的連續(xù)性等多種因素。 借助 GIS 技術(shù)，分別對上述因素進行空間信息的定量提取，對各個可采煤層進行綜合定量評價，利用三維可視化技術(shù)對煤層分布和影響開采的各種因素進行顯示?？梢院侠碇笇?dǎo)煤炭的有序生產(chǎn)，保障煤礦生產(chǎn)安全。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 6 2 評價資源的劃分原則 單元劃分的概念及常用方法 單元劃分是進行煤層開采條件地質(zhì) 信息提取、資源綜合評價最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，單元劃分得合理與否將對礦產(chǎn)預(yù)測結(jié)果產(chǎn)生直接的影響。它不僅是統(tǒng)計觀測的基本單位，也是提取與煤層資源特征有密切關(guān)系的地質(zhì)變量的基礎(chǔ)，而且統(tǒng)計對比和綜合評價的對象、評價的結(jié)果是以單元為基礎(chǔ)或通過單元表達的。 常用的