【正文】 定評價目的 — 評價要素 — 評價結(jié)果。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(jìn)行表面擬合。 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(jìn)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(jìn)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。按照上述對變量關(guān)系的分析，采用下面的模型對煤層進(jìn)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。 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(jìn)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)。 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(jì)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。 借助 GIS 技術(shù)，分別對上述因素進(jìn)行空間信息的定量提取，對各個可采煤層進(jìn)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(jìn)行顯示。 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）。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)。單元劃分太小，會造成同一地質(zhì)體分布于多個單元，人為割裂地質(zhì)現(xiàn)象，增加了預(yù)測工作量，不利于地質(zhì)模型的建立；而網(wǎng)格單元劃分太大，則會造成已有信息的丟失，歪曲了地質(zhì)變量分布形態(tài)，使預(yù)測結(jié)安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 7 果的信度降低。 ④ 地質(zhì)特征的空間變異性。對于 1： 5 萬地質(zhì)圖單元大小為 平方公里的面積比較適宜。因此本研究中網(wǎng)格單元的大小為 200 米 200 米大小。 如前所述，諸多地質(zhì)因素，大部分是描述性數(shù)據(jù)，必須對其進(jìn)行定量表達(dá)，才能對其進(jìn)行利用。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 9 表 1 82和 10 煤層可采性評價變量選擇 82煤層 煤層可采厚度 煤層埋深 煤質(zhì) 煤的發(fā)熱量 斷裂影響 頂板穩(wěn)定性 天然焦和巖漿夾層數(shù) 可采煤厚度占煤層厚度百分比 煤層傾角 煤層空間分布連續(xù)性 10煤層 煤層可采厚度 煤層埋深 煤質(zhì) 煤的發(fā)熱量 斷裂影響 頂板穩(wěn)定性 煤層中不可采層數(shù) 煤層傾 角 煤層空間分布連續(xù)性 對于 82煤層，由于受巖漿侵入的影響較大，影響煤層的開采，所以天然焦和巖漿的厚度，侵入層數(shù)是很重要 的指標(biāo)。另外該指標(biāo)可以參照對比煤的發(fā) 熱量指標(biāo)，一起使用。 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。 煤層的可采厚度對于開采來說也非一個線性的數(shù)值，當(dāng)煤層可采厚度小于 米時，煤層不 可采，當(dāng)煤厚大于 4 米時，其開采技術(shù)要求比較高，對開采評價而言，分值應(yīng)該偏低。 （ 3）煤質(zhì)、煤的發(fā)熱量 直接使用原始數(shù)據(jù)，其中煤質(zhì)的量化數(shù)據(jù)見表 2。 （ 6）煤層的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度 對于 82煤層而言，主要是天然焦和巖漿侵入的夾層數(shù)。定量模型采用下式： 1 1f Num? ? Num 是煤層中的夾層數(shù)，加上 1 是防止夾層為 0 的情況下，公式無意義。該方法是在一個鄰域范圍內(nèi)計算某個網(wǎng)格與整個鄰域煤層厚度的絕對值來表達(dá)，很明顯，如果該數(shù)值越大，煤層在空間的穩(wěn)定性和連續(xù)性越差，不利于開采。該變量與其他變量的關(guān)系是邏輯相乘。 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。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 14 5 井田煤層三維地質(zhì)模型 三維地質(zhì)模型概述 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。 Gocad 是以工作流程為核心的新一代地質(zhì)建模軟件，實現(xiàn)了高水平的半智能化建模，具有功能強，界面友好，易學(xué)易用，并能在幾乎所有硬件平臺上（ Sun, SGI, PCLinux, PCWindows）運行的特點。 獨特的油藏不確定性分析 獨特的軟件開發(fā)工具 極為靈活的硬件平臺環(huán)境，可運行在 Sun, SGI 等 UNIX 平臺，或 PCLinux 和PCWindows 環(huán)境。前者側(cè)重于用地質(zhì)實體分界面 (如地層面、接觸面和邊界面 )來形成地質(zhì)實體的空間輪廓；后者則側(cè)重于三維空間中地質(zhì)實體邊界與內(nèi)部的整體表示，通過對三維安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 15 空間進(jìn)行體元分割來實現(xiàn)地質(zhì)實體的真三維表達(dá)和分析。第一種方法比較快捷，但是由于它的生成過程不受人為控制，對于面積小、層位很清楚簡潔的區(qū)域，使用這種方法可以很大地減少工作量，但是，當(dāng)建模區(qū)域面積較大、 且地層條件較復(fù)雜時，則不能直接用層位相連生成層面，必須要先人為劃分好層面，再利用第二種方法建立模型。故采用上述做法 既保留了原始的控制點，又增大了網(wǎng)格的密度。為此， GOCAD 創(chuàng)建了一種新的插值方法 —— 離散光滑插值 (DSI)，它能彌補這種差異，將插值結(jié)果同控制點再 次進(jìn)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)。因此需要使用GOCAD 中的 DSI 插值對地層面進(jìn)行光順處理，其操作步驟如下： (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，安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 16 并且引出插值方向。 而使用 GOCAD 的 GRID 功能，也可以生成滿足要求的地質(zhì)實體，該法與 SOLID相比有許多優(yōu)勢，主要表現(xiàn)為： (1)采用 GRID(柵格 )形成實體，它的實現(xiàn)方法簡單易操作，利用先前生成的層面即可完成； (2)插值過程中得到的相關(guān)數(shù)據(jù)是用于工程計算的寶貴資料。其具體步驟是： (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(jìn)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。這里 coalheight 為 ， coalquanlity 為 ，misandtomud 為 ， stramiheight 為 ， topsandheight 為 ,result 的腳本代碼為： result= coalheight*+coalquanlity*+misandtomud*+stramiheight*+ topsandheight*,具體如圖 58和 59； 圖 58 創(chuàng)建新綜合評價因素 result 圖 59 為 result 編寫腳本代碼 最后在 Attributes 中點擊 Repute clip values 生成綜合評價三維圖，如 510 和511； 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 20 圖 510 在 Attributes 中生成綜合評價三維圖 圖 511 Result 綜合評價三維圖 2)82 煤層也用同樣的方法，生成各因素的三維圖； 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 21 圖 512 Coalheightcanmine(煤層厚度 ) 圖 513 Coalangle(煤層傾角 ) 圖 514 Coalquanlity(煤質(zhì) ) 圖 515 Heightmagmma(巖漿巖厚度 ) 圖 516 Numbermagmma(巖漿巖層數(shù) ) 圖 517 Sandandmud(沙泥 ) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 22 圖 518 Stramh2height(mh2 煤層間隙厚度 ) 圖 519 result 從 82煤層可采煤層厚度分布來看，最有利于 開采的中厚煤層（ 35米）分布研究區(qū)北部的 F11 以北地區(qū)，主斷裂 F3 和 F13 之間部分煤層可采厚度也處于 35 米之間，巨厚煤層主要分布于 F3 中部兩側(cè)。另一方面，沉積環(huán)境的砂泥比也決定了燕山期巖漿侵入的強度分布，斷裂 F11 和 F13 固然是巖漿侵入的通道，但在砂泥比比較大的地區(qū)，巖漿侵入的厚度偏低，說明巖漿侵入主要是沿著比較軟的夾層深入。 10 煤層最佳可采厚度成條帶狀分布在研究區(qū)的東北 東南之間，傾角可采區(qū)大部分區(qū)域小于 15 度，在 F2 和 F11交叉處傾角較大（ 15 度），在 F13 的末端即 10 煤層尖滅出傾角較大。 煤層厚度較好的條帶，其空間穩(wěn)定性較低，這將導(dǎo)致 10 煤層的開采條件總體偏低。 不足及展望 經(jīng)過努力，本次研究基本達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，但由于本人技術(shù)能力有限以及精力和時間的限制，勢必存在需要改進(jìn)的地方，有待于在生產(chǎn)和實踐中作進(jìn)一步檢驗和完善； 由于時間有限， 工作量較大的評價項目和難度較深的評價項 目未能一一進(jìn)行。感謝劉老師在我攻讀學(xué)位期間，學(xué)業(yè)上對我的精心指導(dǎo)，生活上對我的熱情幫助，以及給我提供了大量的鍛煉機會，使得我得以順利完成學(xué)業(yè)