礦建中煤炭儲量計算的基本參數

(山西省煤炭地質水文勘查研 究院 ， 山西 太原 030006)

摘 要： 對煤層麵積、 厚度及煤的容重等煤炭資源儲量計算基本參數的確定方法進行了闡述說明， 指出在礦建工程中， 應根據所獲

得的數據和資料 ， 采用合適的計算方法確定參數 ， 以提高儲量計算的精確度。

關鍵詞： 煤炭， 儲量計算 ， 參數

中圖分類號 ： TD 163 文獻標識 碼 ： A

1 計算麵積的確定

根據儲量計算一般要求及通用公式， 計算儲量時所使用的麵

積有如下幾種 ： 1)當煤層傾角小於 15。 時， 可以直接采用在煤層底

板等高線圖上測定的水平麵積; 2)當煤層傾角在 15。一 60。 時， 就

需要將煤層底板等高線圖上所測定的水平麵積換算成真麵積， 換

算公式為 S = S' / cosa ， S 為真麵積; . s 為在煤層底板等高線圖上測

定的水平麵積 ; a 為煤層傾角; 3)當煤層傾角大於 印。 時， 就需要

將煤層立麵圖(即立麵投影圖)上量得的立麵麵積換算成真麵積 ，

換算公式為： S = S"/ sina ， S 為真麵積; s” 為在煤層立麵投影圖上測

定的立麵麵積 ; 。為煤層傾角; 4)急傾斜煤層， 其產狀沿走向、 傾向

變化很大 ， 直立倒轉頻繁， 這就需要編製煤層立麵展開圖， 在其上

測定的麵積 ， 可直接用於儲量計算。這些方法均需要從圖紙上測

定麵積， 如何測定， 以下介紹幾種常用的方法。

1. 1 求積儀 法

利用求積儀測定麵積是煤炭儲量計算 中最常用的一種方法。

過去經常使用的求積儀一種是帶有可變臂杆的定極求積儀， 另一

種是固定臂杆的定極求積儀。而現在又有了精度更高， 使用更為

方便的求積儀。

1. 2 透 明紙格 法

先將繪有間隔 1 am 平行線 的透明紙蒙在待測 的平麵圖形

上， 如圖 1所示， 整個欲測圖形的麵積即等於若幹小梯形麵積之

和， 每一條被欲測圖形所截的橫線長度為梯形的橫中線， 其高為

1。整個欲測圖形麵積實際等於被截的每一橫線長度之和。被截

的每一橫線的長度， 可用尺子直接量得， 也可用曲線儀測得。這

樣求得的麵積 ， 再根據平麵圖的比例尺換算成實際麵積。

[5]

[6 ]

使用本方法應注意： 1)在用透明格紙蒙欲測圖形時， 必須注

意使圖形兩端的條帶寬度接近或等於0. 5 cm ; 2)為了檢查測定結

果 ， 可變換透明格紙的位置， 再測定一次， 兩次測定值的誤差不超

過2%時， 取兩次測定結果的平均值。

1. 3 透 明方格 法

用透明紙或聚酯薄膜製成一種方格網， 正方形小格的邊長為

1 am 。測量時將方格網蒙在欲測圖形上， 然後數欲測圖形內的點

數 ， 將點數乘以小格的麵積， 再根據圖紙的比例尺換算成實際麵

積即可， 見圖2。為了準確 ， 也應把兩次測定結果相加平均。在數

點數的時候要注意： 凡在線外的點不數 ; 凡在線內的點全數; 凡落

在線上的點隻計半個。

圖 1 用曲線儀和透明方格紙測量麵積

2 煤層厚度及其計算方法

2. 1 計算煤炭儲量的煤層厚度

計算煤炭儲量所使用的煤層厚度稱為“ 煤層采用厚度” 或“ 煤

層計算厚度” 。煤層的含義較廣， 不是所有煤層均可進行儲量計

算 ， 按現行規範要求， 達到表 1 和表 2 標準者才能進行儲量計算。

煤層不論厚度大小 ， 一般都含有厚度大小不等和層數不等的

夾矸 ， 對有夾矸的煤層， 其采用厚度如何計算， 規範有嚴格規定， 主

胡毓達. 多目標決策—— 實用模型和優選方法[M ]. 上海： 中國人民解放軍理工大學， 2010.

上海科學技術出版社， 2010. [7] 徐澤水. 直覺模糊信息集成理論及應用[M ]. 北京： 科學出

徐旭東. 直覺模糊信息集成方法及其應用研 究[D ]. 南京： 版社 ， 2008.

o n m u lti-attrib u te d ecision . m a kin g a n aly sis of fou n d ation trea tm en t sch em e

Q tA O Y ong- jun ’ Z H A N G D ong- f i n PA N G Y ou-shi。 M A T i an- yi ng

(1. N an ji ng Q i xia D i stri ct M uni ci pal Faci li ti es Com prehensi ve M aint enance M an a gem ent Inst i tut e， N an ji ng 2 10000 ，Chin a ;

2. N anf i ng M uni ci pal Engi neeri ng D i vi sion， N an ji ng 210000 ， Chi na; 3. N an f i ng Boyan Envi ronm e ntal E n g i neeri ng Co. ， Lt d ， N anf i ng

210007 ， Chi na; 4. N o.94968 P LA ， N anjing 210000 ， C h i na )

A b stract ：B a sed on t h e m ul ti— att r i b ute d ecision — m ak i ng anal ysi s t h eor y . the paper est ab l ishes t h e m ul ti — at tri b ut e decisi on-m ak i ng m odel of t h e se—

lection fo r som e f o u nd m ion treatm en t sch em e ，f i n ds the solu tion b y adoptin g th e optim al su m m ation m et h od ，identifies the o ptim a l schem e from

the six p rep arator y sch em es according to t h e ca l culation re sult，and ind icates th e m u lti— attr i b ute decision · m akin g an a l ysis theor y h as easy ， app lie d

an d ef f ective found ation treatm en t sch em e accordin g to the calculation in th e case.

K ey w o rds ：found ation treatm ent，m u lti— attrib ute d ecision-m ak in g ，optim al sum m atio n ，schem e

收稿 日期 ： 20 14 -03-27

作者簡介 ： 宮 瑩 (1985- )， 男 ， 助理工程師

第 40 卷 第 17 期

· 96 · 2 0 1 4 年6 月 山 西 建 築

要內容有： 1) 計算煤層采 用厚度 時， 煤層 中單層 厚度不大 於

0 . 05 m 的夾矸 ， 可以和煤分層合並計算采用厚度， 但合並後全層

的灰分和發熱量指標應符合要求; 2)煤層中央矸的單層厚度不小

於煤層最低可采厚度時， 被夾矸所分開的煤分層應視為獨立煤

層， 一般應分別計算儲量。但其夾矸僅見於個別煤層點時， 可不

必分層計算; 3)煤層中央矸的單層厚度小於煤層最低可采厚度

時， 煤分層不作獨立煤層。煤分層厚度不小於夾矸厚度時， 上下

煤分層加在一起作為采用厚度 ; 4 )對於複雜結構煤層， 如夾矸

比較穩定， 煤分層可以對 比時， 應按上述規定分別計算各煤分層

的采用厚度。否則， 雖其夾矸的單層厚度有時不小於煤層最低可

采厚度， 但當夾矸的總厚度不超過煤分層總厚度的 1/ 2 時⋯， 可

以將各煤分層的總厚度作為煤層的采用厚度 。

表 1 一般地 區儲量計算標準

儲量類別

能利 用儲量 暫不能利 用儲量

煤類 項 目

煉焦 非煉焦 煉焦 非煉焦

用煤 用煤 褐煤 褐煤 用煤 用煤

標準

最低 礦井 . .1 <25。 O. 7 O. 8 1. 0 O. 6 O. 7 0. 8

可 采 開 采 翟I 25。 45。 0. 6 0. 7 0. 9 0. 5 0. 6 0. 7

厚 度 I >45。 0. 5 O. 6 0. 8 0. 4 O. 5 0. 6

露天開采 I. 0 0. 5

最高可采灰分Ag/ % 40 50 不作具體規定

表 2 煤炭 資源貧缺地區儲量計 算標 準

儲量類別

能利用儲量 暫不能利用儲量

煤類 項目

煉焦 非煉焦 褐煤 煉 焦 非煉焦 褐煤

用煤 用煤 用煤 用煤

標準

< 25。 0. 6 0. 7 0. 8 0. 5 O. 6 0. 7 最低可 傾

采厚度 25。 450 0. 5 0. 6 0. 7 O. 4 O. 5 O. 6 角

> 4 5。 0 . 4 O . 5 0 6 0 . 3 0 . 4 0 . 5

最低發熱量 Q / MJ · kg 12. 5 10. 5 l0. 5

最高可采灰分 A g/ % 40 不作具體規定 50 不作具體規定

2 . 2 煤層厚度的確定和真厚度的換算

1)煤層厚度的測定方法。煤層厚度的測定分直接測定和間

接測定兩種方法。直接測定是從探槽、 坑道揭露的煤層和鑽孔的

岩煤芯中直接量取煤層厚度。而間接測定是從物理測井資料上

確定煤層厚度。煤層厚度測定要求 ： a. 直接測定時煤層頂底必須

十分清楚 ， 且頂底必須保持基岩原始特征 ， 而不是人為鬆動過的

或坍塌滑動過的， 必須垂直於頂底板丈量 ; b. 利用鑽孔的煤芯確

定煤厚分兩種情況 ， 取芯率 100%， 這時可在取芯管內直接量取煤

厚 ， 取芯率不到 100% ， 但不小於規範的規定 ， 這時要根據岩性、 見

煤及止煤深度以及岩煤芯磨損情況、 周圍煤厚情況、 下見煤預告

情況等判斷煤層厚度， 力求真實; C. 利用測井資料確定煤層厚度 ，

必須按有關部門正式頒布的測井規程的要求進行。

2)煤層真厚度的換算。當煤層傾角大於 l5。 時， 必須用煤層

的真厚度計算儲量。在進行煤層真厚度計算時， 可以采用下述簡

化計算公式： M = M / eosa。其中， 為煤層真厚度; 為煤層偽厚

度(鑽探厚度) ; a 為煤層傾角。這是個近似值， 但誤差在允許範

圍內， 適用於任意斜孔。

3)平均厚度的確定。在煤炭儲量計算 的通用公式中有一個

參數是 (煤層厚度) ， 它一般不是由一個見煤點確定的， 而往往

是由幾個甚至更多個見煤點共同確定的平均數， 確定計算儲量用

的煤層平均厚度， 一般分兩步走 ： 確定哪些見煤點參加煤層平均

厚度的計算和煤層平均厚度的計算方法。參與煤層平均厚度計

算的一般是預先確定的塊段範圍內的夠資格的見煤點， 但有時也

有特殊情況。有時可借用塊段範圍之外的夠資格的見煤點， 這種

情況一般是塊段範圍內見煤點相對較少， 或者分布很不均勻 ， 而

且塊段範圍以外有距離較近的見煤點。無論是借用塊段之外的，

還是人為的增加或減少見煤點， 其 目的是使計算出來的煤層平均

厚度在這個塊段內有代表性， 夠用即可， 切忌多用。在確定 了哪

些煤層點參與平均厚度計算之後， 可采用算術平均法或加權平均

法確定該塊段煤層的平均厚度。但在實際應用中絕大多數都是

采用算術平均法， 而很少用加權平均法。算術平均法的計算公式

為： M ： 墮_± 絲

。 其中， 肼為塊段的算術平均厚度; M . ，

： ， ⋯， M 均為各煤層點厚度; n 為參與厚度平均的勘探工程數

目。對特厚煤層點， 按規範的要求， 要查明原因， 作適當處理。什

麼是特厚煤層點， 一般理解是厚度超過周圍見煤點平均厚度的

3 倍以上。如果其厚度沒有懷疑， 在沒有更合適的處理方法時， 可

采用以下方法處理： 先采用算術平均法計算出平均厚度， 把這個平

均厚度視為特厚見煤點的厚度 ， 再參與塊段的平均煤厚的計算。

3 容重的確定

容重即單位體積內煤的重量。按其本意講就是單位體積的

煤在其原有空隙度、 裂隙度和含水分的狀態下的重量。從計算儲

量的通式中可以看 出， 容重的細小變化， 就會引起儲量數據的很

大變化 ， 因為它要和一個龐大的體積數字相乘。這不是說其他不

重要 ， 而是說煤的容重更重要， 而實際情況往往是對此不太重視。

煤的容重主要決定於灰分的成分和含量， 煤的變質程度， 其次決

定於煤的結構、 構造、 煤岩成分和水分等因素。煤的容重從采樣、

製樣 、 采樣密度到整個測試工作的完成都應嚴格按有關規程規定

進行， 確保容重質量的準確性。

4 結語

在煤炭儲量計算過程中， 應根據要求和所獲得的數據和資料，

采用合適的參數計算方法來確定參數， 從而提高計算的精確性。

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B asic p aram eters of coal reserves ca lcu la tion in coal m in e con stru ction

G o N G Y i n g

(Shanxi Coal M i ne Hydrol ogical Survey Academ y，Tai yuan 030006 ， China)

A b stract：T h e p aper illu strate s the b asic d eterm in ation m eth od s of coal reserves calculation param etem including the coal layer area ，thick ness

and co al vol u m e ，and poi n t s out t hat：i t is a m ust to adop t suit able ca l cu l at ion m et h ods of determ ining p aram eters according to t he acquired dat a ，

SO as to im p rove the reserves ca l cu lation accuracy.

K ey w o rd s ：coal，reserves calculation ，param eter