【正文】 了可信的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。劉老師寬厚的為人、敏銳的洞察力、精辟的分析問題方法和果斷的工作作風(fēng)令我由衷敬佩。 作 者 2021 年 6 月 。 感謝的我的家人和我的親戚朋友，他們的支持、鼓勵和理解，一直是我堅強(qiáng)的后盾，幫助我克服了學(xué)習(xí)和生活上遇到的各種困難。 由于本人知識水平所限 ,論文的撰寫難免會出現(xiàn)一些錯誤或不妥之處，在此懇請各位師長給予批評指正。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 24 6 總結(jié) 論文總結(jié) 本研究討論了 基于 GIS 進(jìn)行煤層可開采條件綜合評價的目的，意義和研究方法，構(gòu)建了煤層資源評價的地質(zhì)因素，詳細(xì)介紹了煤層評價變量信息定量提取的過程和方法，并對多變量進(jìn)行了綜合。 10 煤層的夾層數(shù)目不多，最多的是一層，對開采影響不大。 82煤層頂板比較穩(wěn)定的地區(qū)，巖漿侵入程度的強(qiáng)度降低，空間上二者具有互補(bǔ)性。結(jié)合傾角來看，大于 15度的煤層主要分布于東北角的煤層尖滅和西南角的尖滅處，這兩處煤層厚度不大，因此傾角對開采的影響程度不如煤層厚度。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 17 利用 GOCAD 評價過程 進(jìn)入 （ Advanced Mode），加入模型文件 d:/My Documents/huagouproject/MIBOTTOM/ 和 d:/My Document s/huagouproject/MH2BOTTOM/ ，在 Surface 下生成surfacemigap alltop和 surfacemh2gapalltop，打開下拉菜單中的 properties,顯示各因素的三維圖像。進(jìn)行地質(zhì)建模的目的，將地質(zhì)結(jié)構(gòu)更鮮明直觀地展現(xiàn)出來，是將插值過程中得到的相關(guān)數(shù)據(jù)用于進(jìn)一步 的工程地質(zhì)評價， GRID 則將這二者完美結(jié)合起來。 建立三維地層實(shí)體 地質(zhì)實(shí)體和地質(zhì)界面一起組成三維地質(zhì)模型，它的建立過程直接影響模型的精確度。 DSI 插值的自由性很好，在插值過程中能夠?qū)σ恍┎淮_定的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動處理 H J，在實(shí)際應(yīng)用中有很大的靈活性，作為 GOCAD軟件創(chuàng)建的一種插值方法，在地質(zhì)行業(yè)內(nèi)擁有舉足輕重的地位，已經(jīng)成為多款軟件的內(nèi)核算法。在建模中，原始采樣點(diǎn)直接生成的層面，剖分網(wǎng)格比較大，地層層面起伏處棱角尖銳。 使用第二種方法時，若是直接由原始數(shù)據(jù)點(diǎn)生成不規(guī)則三角網(wǎng)格 (TIN)，由于研究區(qū)部分區(qū)域鉆孔點(diǎn)分布稀疏，生成的三角網(wǎng)格棱角分明，比較粗糙，很難真實(shí)地反映實(shí)際的地層結(jié)構(gòu)。在實(shí)際建模過程中，經(jīng)常將這兩種方法結(jié)合起來，例如，可先利用基于面模型的構(gòu)建方法形成地質(zhì)實(shí)體的分界面，然后再對其進(jìn)行體分割。 GOCAD 作為一種建模工具，能夠大大提高地質(zhì)建模的效率和精度， 可以滿足對復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域的建模要求。 GOCAD 特點(diǎn)： 構(gòu)造建模和油藏屬性建模都由相應(yīng)的工作流程驅(qū)動，用戶只要回答工作流程中的問題和提供相應(yīng)的參數(shù)，就可順利完成相應(yīng)的建模工作，大大提高了建模工作的效率。對于平原區(qū)的地質(zhì)分析模型主要涉及第四系土層、地下水等。 當(dāng)然，專家知識是非常重要的，上述對變量的分析，各個變量的權(quán)重確定，變量間的主導(dǎo)因素選擇，事實(shí)也屬于先驗?zāi)Ｐ?。 其他的預(yù)測變量有些可能具有相關(guān)性，但如果采用的模型并不要求變量獨(dú)立，那么對于評價結(jié)果并無影響，在本次研究的其他的幾個變量中，并沒有象煤層可采厚度那樣的決定性指標(biāo)，因此，其他變量的重要性是一樣的，可以對他們進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算 [6]。采用下式計算煤層空間分布的穩(wěn)定性： 24025iHifH ???? 式中 H 為 5 5 鄰域窗口中心的可采煤層厚度， Hi 為 5 5 鄰域各個可采煤層厚度值 [5]。 （ 7）可采煤厚度占煤層厚度百分比 該變量的構(gòu)建主要用來評估 82煤層中巖漿侵入對煤層的破壞情況，采用的定量公式為： H c o a lf H c o a l H m H c o k e? ?? Hcoal 是可采煤層的厚度， Hm 和 Hcoke 分別是煤層中巖漿巖和天然焦的厚度，顯安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 12 而易見， f 值越大，巖漿對煤層的破壞越小，開采價值越高。對于 10 煤，主要是沉積過程中的泥砂夾層，數(shù)目普遍不多，而且一般為 1 層，厚度也不大。對于灰份達(dá)不到開采要求的煤層，其數(shù)值賦 0。采用的計算公式為： 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 11 0 1 1hfh?? ???? ?? ? ???? 式中 h 為煤層可采厚度。 斷裂對煤層開采影響因素的構(gòu)建通過以下模型計算： 0ni i iif l d a?? ? ?? 式中， f 某個網(wǎng)格的斷裂影響因子值， n 為該網(wǎng)格單元中的斷裂條數(shù)， il 為某條斷裂的長度， id 為該斷裂的斷距，如果斷裂為拉張性斷裂，如果與水體或者是巖溶裂隙相同，則具有導(dǎo)水性，影響開采， ia 為斷裂的性質(zhì)，如果為拉張性斷裂，取值為 1，如果為壓扭性斷裂，取值為 2。 表 2 82和 10 煤層煤質(zhì)量化取值 煤巖類型 鏡煤 亮煤 半亮煤 半暗煤 暗煤 天然焦 取值大小 6 5 4 3 2 1 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 10 數(shù)值型數(shù)據(jù) 對于數(shù)值型數(shù)據(jù)，例如煤層的厚度，傾角，發(fā)熱量等，或者上述已經(jīng)量化的數(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)。 10 煤層主要受到后期河道砂體侵蝕破壞，造成煤層局部變薄甚至不可采，評價的指標(biāo)只要是其空間分布的連續(xù)性， 10 煤的不可采夾層數(shù)目不多，大部分只有一層 [10]。另外有部分?jǐn)?shù)據(jù)需要建立數(shù)學(xué)模型才能進(jìn)行信息提取，例如斷裂復(fù)雜程度，煤層連續(xù)性指標(biāo)等。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 8 3 煤層開采綜合評價變量分析和地質(zhì)信息定量提取 煤層開采條件的變量選擇 開采復(fù)雜度評價 煤層厚度 , 傾角 大小，煤層 厚度變異系數(shù) 煤質(zhì) ,發(fā)熱量 斷層 斷距 ，短列指數(shù) 頂板砂泥比 ，煤層夾層數(shù) ，巖漿侵入厚度 埋藏深度 ， 參數(shù) / 權(quán)重確定 綜合評價結(jié)果 圖 31 煤層開采條件綜合評價要素選擇 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。 上述的網(wǎng)格單元 確定方案，都是參考性的，在實(shí)際工作中，應(yīng)考慮前面所述的單元劃分的影響因素，作一定的試驗，而后確定單元的大小 [3]。 ⑤ 應(yīng)遵循抽樣的隨機(jī)性與樣品的代表性原則。因此如何確定最佳網(wǎng)格單元大小，并非易 事，也缺乏明確的準(zhǔn)則通常對單元的，劃分應(yīng)該考慮以下因素： ① 評價區(qū)比例尺和精度要求。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(jìn)行。本研究中主要采用網(wǎng)格單元法?？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 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。 GOCAD 中的 DSI 插值對地層面進(jìn)行光順處理的操作步驟： (1)確定控制點(diǎn) (原始采樣點(diǎn) )，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(diǎn)，并且引出插值方向。 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。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。 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)。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。④地質(zhì)特征的空間變異性。 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。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）。 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(diǎn)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(diǎn)插值到一定空間范圍，屬于連續(xù)性柵格數(shù)據(jù) [12]。 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(jìn)行精細(xì)評價，從而科學(xué)、合理地進(jìn)行資源開發(fā)決策。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)。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。 中國煤炭資源豐富，截至 2021 年年底，全國共有煤炭資源的礦區(qū) 6019 個，查明煤炭資源儲量為 10201 億噸，其中煤炭基礎(chǔ)儲量 3341 億噸 (煤炭儲量為 1886 億噸 )，煤炭資源量為6872 億噸。 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。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