煤層 儲量計算

1、第七章 儲量/資源量估算 第一節(jié) 儲量/資源量估算的意義和要求 一、儲量/資源量估算的概念 指地下埋藏的具有工業(yè)價值和一定地質(zhì)研究程度的煤炭數(shù)量。 (一)、儲量/資源量估算的一般要求 1、預(yù)查、普查階段 儲量/資源量估算的垂深一般為1000m， 最大不超過1200m，只適合建小型井的地區(qū)一般不超過600m， 最大不超過1000m. 2、煤類或煤的工業(yè)用途不同時應(yīng)分別估算，煤的類別或工 業(yè)用途不同時，應(yīng)分別計算儲量。沿煤層露頭應(yīng)圈出風(fēng)化帶， 一般不計算其儲量：但若風(fēng)化帶煤中總腐植酸（humus acid） 含量大子20時，應(yīng)估算其儲量。煉焦（coking）、煉油 （oil refining），氣

2、化（gasification）等用煤還應(yīng)圈出 氧化帶（oxidized zone），并單獨計算其儲量。 第七章 儲量/資源量估算 第一節(jié) 儲量/資源量估算的意義和要求 3、所利用的各項勘查工程成果和基礎(chǔ)資料應(yīng)當(dāng)可靠。 4、煤層傾角小于600時，在平面投影圖上估算儲量/資源量； 當(dāng)傾角大于600時，在立面投影圖上估算儲量/資源量； 5、煤層傾角小于150時，可以利用煤層的偽厚度和水平投影 面積估算儲量/資源量。 6、對煤層厚度的特厚點、變薄點或不可采點均應(yīng)分析其原 因，根據(jù)具體情況作適當(dāng)處理。、 7、結(jié)果以萬噸計算。 第二節(jié) 儲量/資源量的估算指標(biāo)與參數(shù) 一、儲量計算公式 q=smd 式中 q儲

3、量，萬t s面積，萬m2 m厚度，m d體重，tm3 第二節(jié) 儲量/資源量的估算指標(biāo)與參數(shù) 二、煤炭資源量的估算指標(biāo) 煤炭資源量估算的指標(biāo)主要考慮開采方式 （礦井、露天）、煤類、煤層傾角、煤的灰 分、硫分、和煤層厚度等因素來確定。 第二節(jié) 儲量/資源量的估算指標(biāo)與參數(shù) 二、煤炭資源量的估算指標(biāo) 項 目煤 類 煉焦用煤 長焰煤不 粘煤弱粘 煤貧煤 無煙 煤 褐煤 煤層厚度 m 井 采 傾 角 45050613 露天開采1015 最高灰分ad （）40 最高硫分st.d （）3 最低發(fā)熱量qnet.d （mj/kg）1702 2 1 157 第二節(jié) 儲量/資源量的估算指標(biāo)與參數(shù) 二、煤炭資源量的估

4、算指標(biāo) 煤 類 項 目 煉焦用煤 長焰煤 不粘煤 弱粘煤 貧煤 無煙 煤 褐煤 4504050.6 露天開采1015 最高灰分ad( )40不作具體規(guī)定 最高硫分st.d( )3 最低發(fā)熱量qnet.d （mj/kg）12.5 10.5 三、儲量/資源量估算參數(shù)的確定 （一）、估算面積的確定 1、邊界線的確定 邊界線的確定，是儲量/資源量估算的 重要環(huán)節(jié)，它直接影響儲量/資源量估算 的可靠性，一般有以下幾種邊界線： 1）井田邊界線：一般以斷層、煤層露頭線 和勘探深度等確定。 第二節(jié) 儲量/資源量的估算指標(biāo)與參數(shù) 2) 內(nèi)邊界線 在勘探區(qū)內(nèi)，凡煤厚及煤 質(zhì)(主要指灰分)符合工業(yè)要求的最邊緣鉆 孔

5、(或巷道)的聯(lián)線，稱為內(nèi)邊界線。 3) 外邊界線 內(nèi)邊界線以外的邊界線， 統(tǒng)稱為外邊界線，如零點邊界線，即煤層 厚度為零點的聯(lián)線。 第二節(jié)儲量/資源量的估算指標(biāo)與參數(shù) 4） 最低可采邊界線 煤層最低可采厚度的各點聯(lián)線，稱為煤 層最低可采邊界線。所謂圈定邊界線，一 般指的都是固定煤層最低可采邊界線，亦 就是估算面積的界線。 最低可采邊界線的確定： 第二節(jié)儲量/資源量的估算指標(biāo)與參數(shù) 1) 直接觀察法 一般在有探槽、探井及探巷等山 地工程的地區(qū)，可在探槽，探井及巷道內(nèi)直接觀 察煤層最低可采點，聯(lián)結(jié)各點，即是最低可采邊 界線。 2) 插入法 在相鄰兩個鉆孔中，其中一個鉆孔 的煤層厚度符合工業(yè)要求，而

6、另一個不符合工業(yè) 要求，利用插入法可求出煤層最低可采厚度點， 聯(lián)接諸點即為最低可采邊界線。 式中：l厚度可采鉆孔至最低可采厚度之間的距離， l厚度可采鉆孔至不可采厚度鉆孔之間的距離 m1厚度可采鉆孔的煤厚， m2最低可采厚度， m3厚度不可采鉆孔的煤厚 l m 1m 2m 3 l a e c b d 1 01 3 1 01 3 m 1m 3m 2 l l a b 0.5 1.8分成13等分 第二節(jié)儲量/資源量的估算指標(biāo)與參數(shù) （1）公式法 利用相似三角形原理，求出煤層厚度可 采鉆孔至最低可采厚度點的層厚距離；該距離的聯(lián) 線即為最低可采邊界線(圖102)。 在圖10-2a中，10號孔為可采厚度m

7、1，13號孔為不可采 厚度m3，聯(lián)接兩鉆孔，并作煤厚剖面圖(圖102b)。 由圖在m1與m3之間找出最低可采煤厚m2，然后分別以 煤厚m2、m3為距作平行線ab和cd，則abe與cde 為兩個相似三角形，其中ab長度即為所求之l，可用 下式表示： l=l（m1-m2）/（m1-m3） （10-2） （2 2）、圖解法）、圖解法 適用條件：適用條件：a a孔大于可采厚度，孔大于可采厚度，b b孔小于等于可孔小于等于可 采厚度。采厚度。 a b c d e 直接連接直接連接a與與b b孔位置向上按比例作孔位置向上按比例作bd垂線垂線(可采厚度可采厚度- b點厚度點厚度) a孔位置向下按比例作孔位置

8、向下按比例作ac垂線垂線（a點厚度點厚度-可采厚度）可采厚度） 連接連接c與與d的交的交ab于于e點點，即礦體可采邊界點即礦體可采邊界點 步驟：步驟： 3）有限推斷法）有限推斷法 在兩個相鄰鉆孔中，其中一個見煤厚度符合工業(yè)要求， 而另一個由于煤層尖滅而未見煤，由此推斷煤層最低 可采厚度點一定在兩個鉆孔之間，因而推斷范圍是有 限的，故稱有限推斷法。 ab 5 0 中點 0 3）無限推斷法）無限推斷法 在兩個相鄰鉆孔中，其中一個見煤厚度符合工業(yè)要求， 而另一個由于煤層尖滅而未見煤，由此推斷煤層最低 可采厚度點一定在兩個鉆孔之間，因而推斷范圍是有 限的，故稱有限推斷法。 a 5 b 7 0 c e

9、e點為最低可采厚度點 剖面法 1 2 33 2 1 12 45 78 123 3 21 2 147 85 (a)(b) 3）無限推斷法）無限推斷法 等值線法 5 4 3 2 1 當(dāng)內(nèi)邊界線以外沒有任何勘探工程時，則應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料進行 推斷煤層最低可采厚度線，這種方法稱為無限推斷法。推斷時， 應(yīng)充分考慮到勘查區(qū)的含煤沉積特征、煤層穩(wěn)定程度及地質(zhì)構(gòu) 造情況等。其推斷方法有以下兩種： 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 (二)面積的測定方法 1 幾何計算法 當(dāng)塊段形態(tài)為正方形、為多邊形或近似多邊形時，長方形或三角形時， 可按幾何公式計算面積。將各個幾何面積相加，圖形復(fù)雜時其使用受 到限制。 2 方格紙法

10、 常用透明方格紙，在紙上繪制邊長為l0mm的正方格，并在每個正方格 的中心點一點，按圖比例每個點代表一定的面積值。 測量時，將透明方格紙覆蓋在欲閱定的面積上，然后數(shù)出覆蓋該面積 上的點數(shù)，點數(shù)與點值相乘，即可計算出面積。需要指出，在數(shù)點時 凡落在預(yù)測圖形邊界線以內(nèi)的中心點應(yīng)全數(shù)，邊界線以外的不數(shù)，中 心點正落在邊界線上的算半點。為了避免誤差。一般按不同方向測量 三次，最后取其平均值。 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 3 求積儀測定法 在儲量計算中，用求積儀測定面積是最常用的一種方法。 目前，測定面積用的求積儀主要有兩種：一種是帶有可變 臂桿的定極求積儀，其航臂和

11、接合臂的間距可調(diào)節(jié)，又稱 活頭求積儀，另一種是固定臂稈的定極求積儀，又稱死頭 求積儀。其中，前者比后者使用更為廣泛。 可變臂桿定極求積儀的構(gòu)造，主要由極臂，重錘，航 臂、航針、手柄、小圓柱、接臺套及計數(shù)所所組成。它可 根據(jù)測量圖紙比例尺的大小，調(diào)整航尺與接合臂之間的距 離，使求積儀的第一常數(shù)少(由所附卡片上查得)等于10的 整倍數(shù)，計算起來十分方便。計數(shù)器由計算圓盤：計算小 輪和游標(biāo)三部分組成。其讀數(shù)時，可在計算圓盤上讀千位 數(shù)，計算小輪上讀百位數(shù)及十位數(shù)，游標(biāo)上讀個位數(shù)。 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 當(dāng)測定較小面積時，應(yīng)根據(jù)測量圖紙比例尺的大小，對 照求積儀所附卡片調(diào)好航尺與接合臂之間的

12、距離，把求積 儀的極點放在所測圖形之外，求積儀的針尖移到邊界線上 任一點，作為起始點，一般常取圖形釘右上角；在計數(shù)器 上讀出讀數(shù)n1，然后將針尖順時針沿圖形邊界線描繪一圈， 再回到起始點，在記數(shù)器上讀出讀數(shù)n2這兩個讀數(shù)之差 乘以求積儀第一常數(shù)，即得所測得面積，其計算公式為： s=p(n2一n1) 式中 s圖形的面積， p求積儀第一常數(shù)， nl針尖起始點讀數(shù)， n2針尖繞圖形一周后回到起始點位置的讀數(shù)。 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 (三) 煤層斜面積的計算方法 當(dāng)面積測定之后，尚需考慮煤層的傾角，當(dāng)煤層傾角 小于15時，可用測定的平面積直接計算儲量。接計算 儲量，當(dāng)煤層傾角大于15時，則有

13、以下兩種情況， (1) 煤層傾角小于60時，需按平面積換算成斜面積， s=s1（1/cos） 式為：s斜面積， s1水平投影面積， 煤層傾角 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確 定 （2）傾角大于60時，可將立面投影圖上測得的面積換算 成斜面積， s=s1（1/sin） 式為：s斜面積， s1水平投影面積， 煤層傾角 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 三、煤層厚度的確定 1 可采厚度的確定 煤層厚度是指煤層頂板至底板間的垂直距離煤層可采 厚度是指具有工業(yè)開采價值的煤層或煤分層厚度。在可 采厚度中，對于有夾矸的煤層的采用厚度，其確定方法 如下： (1) 煤層中夾矸的單層厚度不大于0.05m時，計算煤 層

14、采用厚度時，夾矸與煤分層可合并計算，但合并后全 層的灰分或發(fā)熱量指標(biāo)應(yīng)符合要求。 (2) 煤層中夾矸的單層厚度等于或大于所規(guī)定的煤層最低可采 厚度時，被夾矸所分開的煤分層應(yīng)分別作為獨立煤層(圖a)， 一般應(yīng)分別計算儲量。但其夾矸僅見于個別煤層點時，可不必 分層計算。 (3) 煤層中夾矸的單層厚度小于所規(guī)定的煤層最低可采厚度 時，煤分層不作獨立煤層。煤分層厚度等于或大于夾矸厚度時， 上，下煤分層應(yīng)加在一起作為煤層的采用厚度。 (4) 對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，當(dāng)各煤分層的總厚度等于或大于所 規(guī)定的最低可采厚度，同時夾矸的總厚度不超過煤分層總厚度 的1/2時，可以各煤分層的總厚度作為煤層的采用厚度(c)。

15、 1.5 0.84 1.05 a 0.9 2.2 0.2 b c 0.9 0.15 0.7 0.25 0.5 0.15 0.85 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確 定 (5) 復(fù)煤層采用厚度的計算方法，可按下述規(guī)定計算： 夾矸比較穩(wěn)定，且煤分層可以對比的復(fù)煤層，可 按上述(2)、（3）、（4）的規(guī)定，分別計算各煤分層的 采用厚度。 夾矸不穩(wěn)定，且無法進行煤分層對比的復(fù)煤層， 雖其夾矸的單層厚度有時等于或大于煤層最低可采厚度， 但當(dāng)夾矸的總厚度不超過各煤分層總厚度的12時，以 各煤分層的總厚度為煤層采用厚度。 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 2 煤層厚度的選用 煤層傾角不大于15時，可用煤層的偽厚度

16、 計算儲量；如果煤層傾角大于15時，必須用煤 層的真厚度計算儲量。 如果是山地工程揭露的煤層，其厚度可直接 測出。如果是鉆探工程揭露煤層，當(dāng)煤層及其頂 板巖芯采取率較高時，一般采用鉆探的厚度。如 鉆探打丟或達薄煤層，也可用測井厚度，有時鉆 探資料與測井資料差別很大時，應(yīng)需經(jīng)過研究在 確定。 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 3 煤層的厚度的計算 1) 計算公式 煤層傾角大于15的情況下， 的偽厚度換算成真厚度，共計算公式如下： m=lcos 式中 m一煤層真厚度，m， l一煤層偽厚度，m， 一煤層傾角，()。 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 2）平均厚度 在計算面積內(nèi)各鉆孔厚度的平均值。 稱為平

17、均厚度。儲量計算時，一般采用算術(shù)平均 法計算。其公式如下： mcp=（m1+m2+mn）/n m1，m2， mn 各鉆孔的可采厚度， n計算面積內(nèi)的鉆孔數(shù)目 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 3）加權(quán)平均厚度 每一個鉆孔的見煤厚度，都 有一個影響范圍，這稱為權(quán)。將每一個鉆孔見煤 厚度乘上權(quán)數(shù)后相加，再除以權(quán)的總和，稱為加 權(quán)平均厚度。其計算公式如下i mx=（m1f1+m2f2+mnf）/（f1+f2+fn） 式中： mx一加權(quán)平均厚度 f1，f2，fn一各鉆孔對應(yīng)的權(quán)數(shù)。 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 四、比重的確定 在自然狀態(tài)下。單位體積煤的重量稱為比重。 煤的體重決定于煤的灰分含量。煤巖

18、成分及變質(zhì) 程度等因素。含礦物雜質(zhì)多(灰分高)的煤比重大， 如褐煤一般體重為10一12，當(dāng)含灰分高時可 達14，暗煤此鏡煤體重大，一般中等變質(zhì)的暗 煤為122，鏡煤則為1，20；無煙煤比煙煤體重 大，無煙煤為1516，煙煤為135至140。 第二節(jié) 儲量計算基本參數(shù)的確定 2 比重的計算 在實驗室測定煤的體重是采用涂臘法，即先秤得煤 的重量，然后在煤樣表面涂一層臘，以防水分滲入 再秤其重量投入水中，根據(jù)排出水量得其體積，再 計算煤的比重。 其計算公式如下： d= (p2- p1)/ v-(p2-p1)/d臘 式中： d煤的比重， p1涂臘前煤的重量， v涂臘后煤的體積， p2涂臘后煤的重量,

19、d臘臘的比重 第三節(jié)第三節(jié) 儲量計算方法儲量計算方法 一、算術(shù)平均法 將整個復(fù)雜形狀的煤層視為形狀簡單，厚度固定的 板狀體，是用全區(qū)的總面積乘以各鉆孔的煤厚及 比重的平均數(shù)值，這種方法稱為算術(shù)平均法。當(dāng) 煤層逐漸向邊緣變薄或尖滅時，可分為以下兩種 情況分別進行儲量計算。 (1) 首先在儲量計算圖上圈出內(nèi)邊界線，在 內(nèi)邊界線以內(nèi)用下式計算儲量： q1=s1m1d1 第三節(jié)第三節(jié) 儲量計算方法儲量計算方法 (2) 圈出最低可采邊界線，在內(nèi)邊界線與最低可采邊 界線之間用下式計算儲量， q2=s2（mn+ mm）/2d2 式中 mn內(nèi)邊界線上勘探工程見煤點煤層厚度的算術(shù)平 均值， mm煤層最低可采厚度

20、。 (3) 該煤層總儲量為： q= q1+ q2 算術(shù)平均法應(yīng)用的條件是：一般用于勘探程度低的普 查階段，地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層產(chǎn)狀平埋，厚度變化不大， 采用勘探工程分布大致均勻時地區(qū)采用，對于構(gòu)造復(fù)雜、 煤層穩(wěn)定性差的礦床，求低級儲量時可以采用。 第三節(jié)第三節(jié) 儲量計算方法儲量計算方法 二、地質(zhì)塊段法 將全區(qū)的總面積按不同地質(zhì)條件，如產(chǎn)狀(煤層傾角大 小，褶曲兩翼，斷層上下盤)、煤厚、煤質(zhì)(煤的牌號、 灰分、硫分)及開采技術(shù)條件(如水文地質(zhì)、瓦斯)等，劃 分成若干塊段，然后分別將每一塊段用算術(shù)平均法計算 儲量，稱為地質(zhì)塊段法。共實質(zhì)是把煤層劃分為一組密 集的、大小不等的柱體，將各個柱體的儲量相加

21、，即為 總儲量。 計算公式如下： (1) 塊段儲量的計算公式為 q1=s1m1d1 q2=s2m2d2 qn=snmndn 總儲量的計算公式為 q= q1+ q2+qn 地質(zhì)塊段法的應(yīng)用條件是：可用于普查與勘探的任何階段： 適用于任何形狀及其厚度變化的煤層，適合于產(chǎn)狀平緩或傾 斜的煤層，要求在同一塊段內(nèi)傾角變化此較均勻，以便于計 算各塊段平均傾角，在勘探工程數(shù)量較多、且分布比較均勻 的條減下適用。 三 等高線法 在煤層底板等高線圈上確定煤層的真面積，然后乘 以煤厚和煤的比重，以求得煤的儲量，稱為等高線 法。根據(jù)確定煤層真面積方法的不同，等高線法常 用是包曼法： 包曼法： 用計算方法，求得兩條等高線間的煤層斜 面積，按不同水平分別計算儲量稱為包曼法。其實 質(zhì)就是把兩條等高線間條帶視力規(guī)則的長方形，然 后將各條帶的儲量箱加即得總儲量。計算步驟