Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Геолого-геофизическая методика определения показателей качества углей: на примере Нерюнгринского угольного месторождения

Диссертация: Геолого-геофизическая методика определения показателей качества углей: на примере Нерюнгринского угольного месторождения
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Установлены элементы (современная глубина залегания слоя, глубина от устья скважины, зольность исследуемого слоя, литология непосредственной почвы, литология непосредственной кровли) с наибольшей вероятностью влияющие на достоверность оценки показателей качества углей Нерюнгринского угольного месторождения в их естественном залегании; Пласт «Мощный» Нерюнгринского угольного месторождения… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Основные методы определения показателей качества углей по 9 геологоразведочным данным и результатам геофизических исследований скважин
  • 2. Определение значимых геологических факторов для построения 24 математической модели показателей качества углей
  • 3. Построение математической модели показателей 41 качества углей
    • 3. 1. Теоретические основы построения модели
    • 3. 2. Основные принципы, реализуемые при построении модели
    • 3. 3. Разработка функциональной спецификации модели на основе 68 аппарата Марковских процессов
    • 3. 4. Алгоритмизация модели показателей качества углей
    • 3. 5. Программная реализация модели
  • 4. Апробация модели в условиях пласта «Мощный» 86 Нерюнгринского угольного месторождения
    • 4. 1. Создание базы геолого-геофизических данных пласта «Мощный» 88 Нерюнгринского угольного месторождения
    • 4. 2. Адаптация модели к условиям Нерюнгринского угольного 91 месторождения
    • 4. 3. Анализ результатов апробации модели на стадии опережающего 102 опробования и оценка ее достоверности

Геолого-геофизическая методика определения показателей качества углей: на примере Нерюнгринского угольного месторождения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность. Показатели качества угольных пластов являются важнейшими характеристиками, определяющими промышленно-экономическую ценность и конкурентоспособность угольных месторождений. Угли Нерюнгринского разреза в основном, экспортируются в страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Согласно требованиям угольной промышленности по угольным пластам должны определяться основные показатели качества углей: зольность Ad%, выход летучих веществ Vdaf%, влага аналитическая Wa%, толщина пластического слоя Ymm и другие показатели. В настоящее время эти показатели определяются на образцах керна лабораторными методами. Поскольку Нерюнгринское угольное месторождение характеризуется наличием зоны многолетнемерзлых пород, достаточно большой мощностью и сложностью строения угольных пластов, представленных несколькими пачками разного петрографического состава, изменчивостью показателей качества, по площади месторождения и по глубине залегания угольных пластов. В связи с этим возникает необходимость определения показателей качества углей в естественном залегании, т. е. косвенными методами.

Перспективным направлением для решения обозначенных выше проблем при проведении геологоразведочных работ и на стадии эксплуатации является использование методик на основе математического моделирования, что значительно снижает стоимость работ в процессе эксплуатации месторождения.

Диссертационная работа связана с научным направлением лаборатории «Физики мерзлых горных пород» Технического института (филиала) ЯГУ. Работа выполнялась по планам НИР Министерства общего и профессионального образования РФ (область «Горные науки» и «Науки о Земле») в рамках тем: «Разработка методов изучения горно-геологических условий разработки угольных месторождений с использованием геофизических исследований скважин» 552.08- 550.832, «Государственная поддержка региональной научно-технической политики высшей школы и развитие ее научного потенциала» 2001/2002 г.- «Построение геолого-геофизических моделей прогноза состояния и поведения массива горных пород при технологических воздействиях», № госрегистрации 2 751 499, 2002/2003 г.- «Изучение пространственной изменчивости свойств углепородного массива на основе геолого-геофизической информации в условиях Южно-Якутского бассейна» 550.832:622.333, «Федерально — региональная политика в науке и образовании», 2003/2004 г. и по хоздоговорной тематике с ГУП «Якутуголь»: «Прогноз физико-механических свойств углевмещающих пород и показателей качества углей на Нерюнгринском каменноугольном месторождении по геолого-геофизическим данным», № 9/2000;98.

Цель работы — разработать геолого — геофизическую методику определения показателей качества углей в их естественном залегании на основе математического аппарата Марковских процессов.

Основные задачи исследований:

— проанализировать геолого — геофизические методики и математические модели определения показателей качества углей;

— выполнить анализ и установить наиболее значимые факторы, влияющие на степень достоверности определения показателей качества углей в их естественном залегании;

— разработать геолого — геофизическую методику определения показателей качества углей на основе математического аппарата Марковских процессов;

— опробовать разработанную методику на Нерюнгринском угольном месторождении для определения выхода летучих веществ (Vdaf), влаги аналитической (Wa), толщины пластического слоя (Y) и по полученным результатам построить карты изменения этих показателей на площади предстоящей добычи;

— доказать достоверность разработанной геолого — геофизической методики определения показателей качества углей Нерюнгринского месторождения на стадии опережающего геологического опробования.

Методы исследований:

— анализ и обобщение материалов об основных методиках определения показателей качества углей по геолого-геофизическим данным;

— факторный анализ при определении наиболее значимых элементов, влияющих на достоверность оценки показателей качества углей;

— математические методы моделирования для определения показателей качества углей;

— методы математической статистики и корреляционного анализа при обработке экспериментальных данных.

— вероятностно — статистические методы.

Научные положения, выносимые на защиту:

— основными факторами, положенными в основу методики определения показателей качества углей, являются: современная глубина залегания слоя, глубина от устья скважины, зольность исследуемого слоя, литология непосредственной почвы, литология непосредственной кровли;

— моделирование показателей качества углей базируется на математическом аппарате, который описывается Марковской цепью первого порядка, представленной последовательностью элементов отражающих генетические и эпигенетические факторы формирования свойств угольного пласта;

— разработанная геолого — геофизическая методика позволяет строить карты основных показателей качества углей (выход летучих веществ (Vdaf), влагу аналитическую (Wa), толщину пластического слоя (Y), зольность (Ad)), что обеспечивает оперативное управление качеством рядового угля в процессе ведения добычных работ.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

— достаточным объемом экспериментального материала (изучено 303 скважины), полученного на Нерюнгринском каменноугольном месторождении Южно — Якутского бассейна;

— высокой достоверностью и сходимостью данных полученных по результатам оценки показателей качества углей разработанной геолого — геофизической методике с данными лабораторных исследований керна;

— удовлетворительными результатами апробации разработанной геологогеофизической методики определения показателей качества углей на Нерюнгринском месторождении (абсолютная и относительная погрешности составили, соответственно: для влаги аналитической — 0,10 и 10,00%, для выхода летучих веществ — 0,71 и 5,68%, для толщины пластического слоя -1,31 и 8,80%- для зольности — 1,40 и 8,45%).

Научная новизна работы заключается в следующем:

— установлены элементы (современная глубина залегания слоя, глубина от устья скважины, зольность исследуемого слоя, литология непосредственной почвы, литология непосредственной кровли) с наибольшей вероятностью влияющие на достоверность оценки показателей качества углей Нерюнгринского угольного месторождения в их естественном залегании;

— разработана геолого — геофизическая методика определения показателей качества углей, включающая моделирование на основе математического аппарата Марковских процессов.

— полученная методика позволяет определять основные показатели качества углей — выход летучих веществ (Vdaf), влагу аналитическую (WJ), толщину пластического слоя (Y), зольность (Ad) в их естественном залегании.

Личный вклад автора состоит в:

— установлении ограниченности существующих методик оценки показателей качества углей и определении подходов к построению модели, адекватно отражающей свойства углей в пределах месторождений;

— установлении основных элементов в наибольшей степени влияющих на достоверность оценки показателей качества углей;

— разработке методики определения показателей качества углей по геологогеофизическим данным;

— апробации геолого — геофизической методики определения показателей качества углей на Нерюнгринском каменноугольном месторождении ЮжноЯкутского бассейна.

Практическая ценность работы. Разработанная геолого — геофизическая методика позволяет оперативно и достоверно определять основные показатели качества углей и строить карты, что позволяет эффективно управлять качеством рядового угля при ведении горных работ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: IV научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, Нерюнгри, 2003 г.- VIII международном научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр», Томск, 2004 г.- V научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, Нерюнгри, 2004 г.- V международной многопрофильной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки», Самара, 2004 г.- всероссийской школы — семинара студентов, молодых ученых и специалистов «Математическое моделирование развития северных территорий в условиях рынка», Якутск, 2005 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано девять печатных работ, отражающих ее основные результаты, в т. ч. одна статья в издании, рекомендованном ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав основного текста, заключения и содержит 131 страниц машинописного текста, 55 рисунков, 16 таблиц, списка литературы из 87 наименований и 2 приложений.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Сформирована база геолого-геофизических данных из 303 скважин для пласта «Мощный» Нерюнгринского угольного месторождения.

2. Пласт «Мощный» Нерюнгринского угольного месторождения представлен большим различием минерального состава золы. В связи с этим, применяя метод литологического расчленения разрезов углеразведочных скважин, по геофизическим данным, пласт «Мощный» был разделен на пять угольных пачек и один безугольный (породный прослой).

3. Установлены регрессионные зависимости между зольностью (Ad, %) углей и геофизическим параметром метода мГГК-с (1отн). По полученным уравнениям рассчитана зольность углей для пласта «Мощный» по составляющим его пачкам.

4. При формировании структурного вектора переменных для определения показателей качества углей выявлены наиболее значимые геологические факторы и выбрано их местоположение путем последовательного приближения к минимальной погрешности.

5. Разработана методика определения основных показателей качества углей: выход летучих веществ (Vdaf, %), влага аналитическая (Wa, %), толщина пластического слоя (Y, мм).

6. Полученная методика определения показателей качества углей адаптирована к условиям Нерюнгринского угольного месторождения.

7. Оценка достоверности разработанной методики показывает, что абсолютная и относительная погрешности составили соответственно: для влаги аналитической — 0,70 и 9,80%, для выхода летучих веществ — 0,80 и 5,68%, для толщины пластического слоя — 1,31 и 8,80%.

8. Анализ результатов определения показателей качества углей по геолого-геофизическим данным показал, что полученные погрешности лежат в пределах допустимых требований ГКЗ и угольной промышленности, не превышают погрешности геологического опробования и могут быть реализованы в процессе перспективного и оперативного планирования добычных работ на Нерюнгринском угольном месторождении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Диссертация является научно — квалификационной работой, в которой содержится решение задачи определения показателей качества углей в их естественном залегании на основе математического аппарата Марковских процессов, имеющей существенное значение в области горно-промышленной геологии и геофизики.

Показать весь текст

Список литературы

  1. A.M., Копытов Е. А., Гринглаз Л. Я. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник для вузов. -СПб.Литер, 2004. -461 с.
  2. В. И. Трехмерная аппроксимация как проблема обработки, моделирования и интерпретации геофизических и геологических данных// Геофизика № 4−2000.- С. 34−38.
  3. В.П. Литолого фациональный анализ: Учебно-методическое пособие к практическим занятиям и самостоятельной работе по дисциплине «литология». — Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003. — 147 с.
  4. А.А., Глазнев В. В. Формирование объемных моделей рудных объектов на основе геолого-геофизических данных. // Геофизика № 3, 2003 г.- С.51−57
  5. А.А., Глазнев В. В. Объемные цифровые модели геологических объектов и некоторые проблемы их создания. // Геофизика № 5, 2000 г -С.40−43.
  6. В.Г. Геолого-геофизическая методика изучения физико-механических свойств угленосных пород и их устойчивости в горных выработках (на примере Воркутинского месторождения).// Автореферат дис. к. г.-м. н. Москва, 1980. — 32 с.
  7. М.И. Оценка зольности углей Челябинского бассейна с помощью каротажа. // Состояние и внедрение геофизических методов исследования скважин угольных месторождений. М.: 1974. — С.51−59.
  8. Ю.Д., Бусыгин Б. С., Никулин C.JI. Трехмерное моделирование пластовых месторождений для оптимизации объемов буровых работ. // Горный информационный аналитический бюллетень. 2004 г. С. 197 -201.
  9. Л.И., Журбицкий Б. И., Фоменко Н. Е. Состояние и перспективы развития электрической томографии для решения задач разведки и разработки угольных месторождений. Материалы НКС по угольной геофизике, с. 135−144. Р.-на-Дону, 1995 г.
  10. А. А. Теория вероятностей: Учебное пособие для ВУЗов, 2-е изд., перераб. и доп. М., 1986. — 432 с.
  11. М.И., Ткаченко Г. В., Чугуев В. И., Серебреников Л. И., Вершинин В. И. Управлением качеством угольной продукции на Нерюнгринском месторождении. Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1992.- 80 с.
  12. П. В., Малинин С. И., Влияние основных геологических факторов на поведение пород в горных выработках. М.: Госгортехиздат, 1960. — 190 с.
  13. В.Н. Оценивание параметров Гиббсовских модели конечнозначных Марковских полей методом условных моментов. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых.-С.58−66.
  14. В. Н., Червоненкис А. Я. Теория распознавания образов- Статистические проблемы обучения. М.: Наука, 1974.- 415 с.
  15. А. Б. Основы математической геологии. J1.: Наука, 1980. 278 с.
  16. А.Б. Основы математической геологии. J1. Наука, 1980.
  17. Временное руководство по применению вероятностно статистического метода прогнозирования устойчивости углевмещающих пород в очистных выработках Донбасса по геологоразведочным данным. М.: ДонбассНИЛ, 1975. — 32 с.
  18. Геологический словарь М.: 1978. Том 2. С. 334.
  19. Геологический словарь М.: 1978. Том 1. С. 119.
  20. Геологическое строение и метаморфизм углей Южно Якутского бассейна: Сб. науч. тр. — Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1976. — 117 с.
  21. Н. Н. Изучение зольности угольных пластов геофизическими методами исследования скважин в Южно -Якутском каменноугольном бассейне. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени к. г-м. н. Москва: РТП ВНИИГеофизика, 1994, — 18 с.
  22. Н. Н., Логинов М. И., Самохин А. В., Русина Л. Г. Определение зольности углей на Эльгинском каменноугольном месторождении погамма каротажу с использованием Марковского векторного прогнозирования.//Наука и образование, № 4, Якутск. 1997 г.
  23. Н.Н., Самохин А. В., Черников А. Г. Методологические основы системного исследования массива горных пород. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2000. 104 с.
  24. Н.Н., Самохин А. В., Черников А. Г. Технология прогнозирования • пространственной изменчивости показателей качества углей // Наука иобразование № 3/23/ 2001, Якутский филиал Изд-ва СО РАН. С. 131 -139.
  25. Н.Н., Зарипова С. Н. Моделирование горно-геологических систем.-Якутск: Издательство Якутского госуниверситета, 2002 г.- 151с.
  26. Н.Н., Самохин А. В. Применение данных каротажа для прогноза прочностных свойств многолетнемерзлых углевмещающих пород в Южно-Якутском каменноугольном бассейне. //Известия ВУЗов Сибири серия науки о Земле № 2−3, Иркутск, 1998. С.151 161.
  27. Н.Н., Самохин А. В. Физико-механические свойства углевмещающих пород Южно-Якутского бассейна. Новосибирск: Наука. Сиб. Предприятие РАН, 1999.-240с.
  28. В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высш. шк., 1997 г.-479с.
  29. В. В. Изучение угленосных формаций геофизическими методами. М.: Недра, 1980. — 360 с.
  30. В. В., Бродский П. А., Климов А. А. и др.- Геофизические методы изучения геологии угольных месторождений.- М.: Недра, 1995. 477 с.
  31. В.В. Петрофизика угленосных формаций. М. Недра, 1990, 360 с.
  32. В.В. Достижения и основные проблемы развития угольной геофизики // Геофизика
  33. О.И., Кушнарев П. И., Таранов С. М. Математические методы в геологии. Сборник задач: Учебное пособие для вузов. М: Недра, 1991. -205 е.: ил.
  34. Дж. С. Дэвис. Статистический анализ данных в геологии. Т.1. В двух томах. М.: Недра. 1990. Т.1−368 с.
  35. Задачник для лабораторных занятий по курсу «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых». Учебное пособие. Изд. 2, перераб. и доп. под ред. Погребецкого Е.О.- М.: Недра, 1975. 216с.
  36. Единая методика прогнозирования горно геологических условий разработки угольных пластов. — JI.: ВНИМИ, 1982. — 30 с.
  37. А.Б., Гуськов О. И. Математические методы в геологии: Учебник для вузов .- М.: Недра, 1990.-251 е.: ил.
  38. А.Б., Гуськов А. А. Математическое моделирование в геологии и разведке полезных ископаемых. М.: Недра, 1979, 68 с.
  39. Т.Б., Калинин Д. Ф. Компьютерная технология MultAlt для построения моделей среды по комплексу геолого-геофизических данных // Геофизика № 4, 2003 г. -С.30−41.
  40. А.С., Денисов С. Б. Четырехмерная геология // Геофизика № 1 2002г. С.3−9.
  41. JI.H. Межскважииная томография для изотропно-неоднородной Среды. М. Геофизика № 5−6, 1996 г. с. 70−74.
  42. Е.К. Анализ закономерностей строения угленосных толщ с применением математических методов (на примере Донбасса и Добруджи). Автореферат.Л., 1985.
  43. Л.Д., Деч В.Н. геологу о математике. Л.: Недра, 1989 г. — 208 с.
  44. В.Р. Обработка материалов разведки месторождений угля. М.: Недра, 1980 г.-173 с.
  45. Ю.А., Соловьев В. А. Статические динамические и ретроспективные системы в геологических исследованиях. Изв. АН СССР. Сер. геол., № 6, 1969, С. 9−18.
  46. М.Г. Практическое руководство по интерпретации диаграмм геофизических исследований скважин.- М.: Недра, 1991 г.- 218с.
  47. В.Д. Инженерная геология. Специальная инженерная геология. Л.: Недра, 1978. 496 с. ил.
  48. А.К., Власов В. М. и др. Геология угольных месторождений СССР.- М.: МГУ, 1990 г.-352 с.
  49. Математический энциклопедический словарь. / Гл. ред. 10. В. Прохоров. М.: Сов. Энциклопедия, 1988. — 847 с.
  50. Математические основы теории оперативного управления в карьерах. -М.: Наука, 1974.- 227 с.
  51. . Основы прикладной геостатистики. М.: Мир, 1968. — 181 с.
  52. А.В. Объемное моделирование геологических объектов на ЭВМ. М.: Недра, 1988. — 184 с.
  53. Методика разведки угольных месторождений Кузнецкого бассейна. Кемеровское книжное изд во, 1978. — 236 с.
  54. К.В. Разведка и геолого-промышленная оценка угольных месторождений. -М.: Недра, 1977. -169 с.
  55. Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981.-400 с.
  56. Мордекей Езекил и Карл А. Фокс. Методы анализа корреляций и регрессий. М.: Статистика, 1966. с — 169.
  57. Отчет «Выполнение гипсометрической томографии на площади Западно-Токинского участка в междуречье Нингамкан-Алгома». М., 2003.
  58. Отчет по х/д 9/2000 «Прогноз физико-механических свойств углей на Нерюнгринском каменноугольном месторождении по геолого -геофизической методике». Нерюнгри, 2004. е.-
  59. В.В., Синеокий А. П., Чумаченко О. М. Оценка физико -механических свойств углевмещающих пород и прогнозирование устойчивости выработок по комплексу геофизических измерений в скважинах. Мингео СССР, ДонбассНИЛ, 1973.
  60. Руководство по геолого-геофизической методике изучения литологии отложений угольных месторождений. Гречухин В. В., Климов А. А., Иохин С. Б., Бакланов В. Г. М.: ВНИИГеофизика, 1980. 78 с.
  61. Г. Математика для географов. М.: Изд-во Прогресс, 1981 295 с.
  62. . В., Дымна А. И., Трунов Б. Д. Прогнозирование устойчивости углевмещающих пород на основе вероятностно -статистической классификации. Ростов — на — Дону: ДонбассНИЛ, 1975. — 25 с.
  63. .В. Вероятностные методы прогнозирования в инженерной геологии. М.: Недра, 1983. 134с.
  64. Справочник по теории вероятностей и математической статистике /В. С. Королюк, Н. И. Портенко, А В. Скороход, А. Ф. Турбин. М.: Наука, Гл. ред. физико-математической лит ры, 1985.- 640 с.
  65. Справочник. Открытые горные работы. К. Н. Трубецкой, М. Г. Потапов, К. Е. Виницкий, Н. Н. Мельников и др.-М.: Горное бюро, 1994, 590 с.
  66. Справочник по математическим методам в геологии. / Д. А. Родионов, Р. И. Коган, В. А. Голубева и др. М.: Недра, 1987,335 с.
  67. А.В., Филатов В. В. Обратные задачи геофизической ЯМР -томографии. М. Геофизика № 5−6, 1996 г. С. 89−94.
  68. Фу К. Структурные методы в распознавании образов. -М.:Мир, 1977, 320 с.
  69. Дж., Бонэм-Картер Г. Моделирование на ЭВМ в геологии. М., Мир, 1974 г.
  70. А.Г. Методика прогнозирования литогенетических свойств углей по комплексу геолого-геофизических данных // В сб. IX Всесоюзного угольного совещания, Ростов-на-Дону, 1991 г. кн.2, с.72−74.
  71. А.Г. Изучение свойств углей на основе литогенетического марковского моделирования. Труды Международной конференции «Геомеханика 96» с. 116−119. С-Пбг. 1996 г.
  72. А. Г. Методика литогенетического прогнозирования показателей качества углей по комплексу геолого геофизических данных. // Материалы выездной сессии Научно — координационного Совета по угольной геофизике. ЕАГО, п. Стрелковое, 1994.-С. 18−31.
  73. А. Г. и др. «Временное методическое руководство по определению показателей качества углей Восточного Донбасса по комплексу геолого-геофизических данных», Москва-Луганск.: 1993.- 78 с.
  74. А. Г. Геохронологическая модель регионального метаморфизма углей. В сб. «Современные проблемы геологии и геохимии твердых горючих ископаемых», Львов, 1991 г. Т. 1., С. 16 17.
  75. А. Г. Изучение и прогнозирование распределения серы в угольных пластах на основе геолого-математического моделирования. В сб. «Современные проблемы геологии и геохимии твердых горючих ископаемых», Львов, 1991 г. Т.2, С. 133 134.
  76. И.П. Применение математической статистики в геологии. М.: Недра, 1971 г.-248с.
  77. М. С. Петрография осадочных пород. М.: Госгеолиздат, 1958. — 360 с.
  78. . Нетрадиционные методы многомерного статистического анализа: Сб. статей: Пер. с англ. /Предисловие Ю. П. Адлера, Ю. А. Кошевника. М., Финансы и статистика, 1988. — 263 с.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!