РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ЧЕРНОГОРСКОГО УГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

1

• Авторы
• Файлы

Ромашкин Ю.В. Самойлов А.В. Статья в формате PDF 127 KB

Эффективность открытых горных работ зависит от горно-геологических параметров, основными из которых можно являются мощность вскрышных пород, пластов угля и междупластий.

Для более полного представления хаpaктера изменения мощности вскрышных пород и пластов угля проведено моделирование строения Черногорского месторождения, при котором в качестве исходных материалов использованы геологические разрезы по профильным линиям.

В результате замеров расстояний от дневной поверхности до кровли и почвы пластов составлена таблица исходных данных. На профилях были выделены пласты: «Двухаршинный», «Великан-1», «Великан-2», «Безымянный», «Мощный» и «Гигант».

Моделирование строения черногорской свиты осложнено наличием нескольких пластов, поэтому выдвинута гипотеза о взаимозависимости между их мощностями, составляющих свиту, что позволило бы упростить задачу.

Для выяснения этого произведен множественный регрессионный анализ исходных данных с помощью программы Statistica 6.0. Используя матрицу диаграмм распределения мощностей угольных пластов и междупластий были визуально оценены и предварительно намечены исследуемые показатели и функции их зависимости. Анализ матрицы показал на существование линейной связи между мощностями пластов угля и породными междупластьями.

В результате статистической обработки выявлено, что мощности пластов и междупластий подвержены автокорреляции, причем показатели, хаpaктеризующие тесноту связи и надежность достаточны, для их использования в виде математической модели условий залегания угольных пластов в пределах Черногорского разреза.

Так, например, мощности пластов «Двухаршинный», «Великан-2» и «Безымянный», а также междупластий «Двухаршинный» - «Великан-1», «Великан-1» - «Великан-2», «Великан-2» - «Безымянный» и «Безымянный» - «Мощный» можно функционально связать с мощностью пласта «Великан-1», используя выражение (1)

, м,               (1)

где m, h -, мощность, соответственно, пласта и междупластья, м; b 0, b 1 -коэффициенты регрессии (табл. 1);

m Вел-1 - мощность пласта «Великан-1», м.

Мощности остальных пластов и междупластий, составляющих свиту, а также суммарные мощности междупластий (∑h), и общая мощность угольных пластов и междупластий (П) взаимосвязаны между собой, согласно следующим выражениям

, м,                      (2)

, м,                                (3)

, м,                   (4)

, м,                 (5)

, м,     (6)

где   - мощности пластов, соответственно, «Мощный», «Гигант», «Безымянный» и междупластий «Двухаршинный» - «Великан-1», «Мощный» - «Гигант», м.

Показатели, хаpaктеризующие тесноту связи и надежность полученных выражений (2) - (6), приведены в табл. 2.

Таблица 1. Результаты обработки данных

	Коэффициенты регрессии		Коэффициент корреляции	Критерий Фишера		Средняя квадратичная ошибка	Средняя ошибка коэффициента регрессии
	b 0	b 1
пласты
«Двухаршинный»	0,577	0,415	0,78	299,39	0,17		0,0358
«Великан-2»	3,44	-0,44	0,809	363,42	0,16		0,034
«Безымянный»	1,25	-0,18	0,788	313,44	0,07		0,015
междупластья
«Двухаршинный» - «Великан-1»	10,69	4,55	0,777	290,86	1,9		0,4
«Великан-1» - «Великан-2»	0,5	0,836	0,793	324,24	0,33		0,07
«Великан-2» - «Безымянный»	6,6	1,07	0,785	307,24	0,435		0,09
«Безымянный» - «Мощный»	-2,09	3,58	0,835	440,82	1,21		0,25

Таблица 2. Статистические хаpaктеристики полученных выражений (2) - (6)

Формула	Коэффициент корреляции	Критерий Фишера	Средняя квадратичная ошибка
(2)	0,805	351,96	0,24
(3)	0,812	370,64	0,33
(4)	0,81	363,98	1,22
(5)	0,894	763,66	2,6
(6)	0,99	14814	0,68

Для проверки значимости коэффициентов корреляции и регрессии использованы оценочные показатели:

- при исследовании значимости коэффициента корреляции - табличное значение критерия Фишера;

- при исследовании значимости коэффициентов регрессии - табличное значение t-критерия Стьюдента.

Результаты проверки на значимость показали, что все полученные зависимости адекватно представляют исходные данные, а их коэффициенты корреляции являются значимыми. Так, например, при исследовании значимости коэффициента корреляции табличное значение критерия Фишера составило 253,92, а расчетные находились в пределах от 290,86 до 14814, при исследовании значимости коэффициентов регрессии табличное значение t-критерия Стьюдента 1,65, расчетные - от 7,08 до 121,71 (без учета знака «минус»).

Таким образом, исследования показали, что в условиях Черногорского разреза при составлении математической модели условий залегания свиты пластов достаточно иметь сведения о распределении мощностей пласта «Великан-1» и вскрышных пород над свитой.

Основываясь на вышесказанном, моделирование условий залегания исследуемого месторождения произведено на ЭВМ. В качестве аппарата моделирования использован геоинформационный программный пакет SURFER 6.04. Ее применение в данных целях достаточно корректно, что подтверждено назначением программы.

При этом модели представлены:

планами изомощностей надугольной толщи, угольных пластов и междупластий;

планами изолиний рельефа земной поверхности.

С их помощью в дальнейшем определены границы применения традиционной открытой разработки угольных пластов Черногорского месторождения и рассматриваемой в качестве альтернативной технологии выемки угля из бортов образованного ранее разреза. Предшествующими операциями установлены эмпирические зависимости значения экономического критерия с мощностью угольных пластов и вмещающих пород для двух исследуемых технологий добычи угля. Конечный результат представлен планом, на котором в качестве изолиний показано изменение величины экономического критерия по карьерному полю Черногорского месторождения каменного угля.

Работа представлена на научную конференцию с международным участием «Технические науки и современное производство» (Греция, г. Лутpaки, 5-12 октября 2003 г.)

---