Mô hình hoá cấu trúc các vỉa than trong các mỏ ở bể than quảng ninh

0 Bộ giáo dục Đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Ngô thị hài Mô hình hóa cÊu tróc c¸c vØa than c¸c má ë bĨ than quảng ninh Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hà nội - 2010 Bộ giáo dục Đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Ngô thị hài Mô hình hóa cấu trúc vỉa than mỏ bể than quảng ninh Chuyên ngành: Kỹ Thuật Trắc địa Mà số : 60.52.85 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ngời hớng dẫn khoa học: T.S Phạm Công Khải Hà nội - 2010 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu thân Kết trình bày luận văn thật cha đợc công bố công trình khác Tác giả luận văn Ngô Thị Hài mục lục Lời cam đoan môc lôc Danh mục ký hiệu, chữ viÕt t¾t danh mục bảng biểu Danh mơc c¸c hình vẽ, đồ thị mở đầu Ch−¬ng 1: Tỉng quan vỊ ph−¬ng pháp tối u hóa mạng lới thăm dò xây dựng bình đồ cấu trúc vỉa than 13 1.1 Khái quát tình hình nghiên cứu phơng pháp tối u hóa mạng lới thăm dò chi tiÕt cđa c¸c vØa than 13 1.2 Kh¸i quát chung phơng pháp tối u hoá mạng lới thăm dò chi tiết vỉa than 16 1.2.1 Phơng pháp làm dày có chọn lựa số tuyến thăm dò tiêu biểu 16 1.2.2 Phơng pháp làm tha mật độ mạng lới thăm dò sở thăm dò thử nghiệm thăm dò khai thác 16 1.2.3 Phơng pháp so sánh với tài liệu thực tế khai thác 17 1.2.4 Phơng pháp hình học mỏ 17 Chơng 2: Các phơng pháp nội suy xây dựng mô hình số độ cao 33 2.1 Định nghĩa mô hình số độ cao 33 2.2 Các phơng pháp nội suy xây dựng mô hình số độ cao 33 2.2.1 Khái niệm vai trò phơng pháp nội suy 33 2.2.2 Các phơng pháp nội suy 34 Chơng 3: Xây dựng mô hình toán học để mô hình hoá cấu trúc vỉa than ứng dơng tÝnh to¸n thùc nghiƯm 56 3.1 Xây dựng mô hình toán học mô hình số ®é cao cho c¸c vØa than 56 3.1.1 Phân tích hồi qui số liệu địa chÊt 57 3.1.2 Các dạng phơng trình hồi qui hàm đa thức 57 3.1.3 Đánh giá độ xác mô hình số độ cao 63 3.2 X©y dựng phần mềm xử lý cấu trúc vỉa than tính toán thực nghiệm 63 3.2.1 Xây dựng chơng trình tính toán 63 3.2.2 TÝnh to¸n thùc nghiƯm 67 Kết luận kiến nghị 83 Danh môc công trình nghiên cứu tác giả 85 tài liệu tham khảo 86 Phô lôc 88 Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt g Giá trị dị thờng trọng lực điểm Sai số đo Giá trị ớc tính phơng sai R Bán kính vòng tròn dùng để chọn điểm di Khoảng cách từ điểm cần xác định đến điểm tham khảo K Hằng số pi Hàm trọng số Cij Giá trị hiệp phơng sai ứng với khoảng cách hai điểm i,j DEM Digital Elevation Model MHSDC Mô hình số độ cao danh mục bảng biểu Bảng 3.1 Bảng tọa độ điểm lỗ khoan thăm dò vØa V3 má 69 Nam MÉu B¶ng 3.2 B¶ng täa độ điểm lỗ khoan thăm dò khối vỉa 78 V10 mỏ Hà Lầm Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1-1 Xây dựng bề mặt hiệu đờng đồng mức cắt 19 Hình 1-2 a,b Xây dựng bề mặt hiệu đờng đồng mức cắt 20 Hình 1-2 c,d Xây dựng bề mặt cắt hai bề mặt hai đờng song song 21 Hình 1-3 Xây dựng bề mặt tổng đờng đồng mức cắt 22 Hình 1-4 Xây dựng bề mặt tổng đờng đồng mức không 23 cắt Hình 1-5 Xây dựng bề mặt tích theo phơng pháp nhân trực tiếp 25 Hình 1-6a Hai bình đồ chồng lên nhau, đờng đồng mức không cắt 26 Hình 1-6b Vẽ đờng cong lôgarit theo mặt cắt III- III 27 Hình 1-7a Chia bề mặt cấp địa hình 28 Hình 1-7b Các đờng cong lôgarit theo mặt cắt AB 30 Hình 1-8 Nội suy liệu tuyến tính 31 Hình 2-1 Chọn điểm tham khảo nằm vòng tròn tâm P bán kính 37 R để nội suy Hình 2-2 Nội suy liệu: a, tuyến tính; b, hàm spline 39 Hình 2-3 Mặt sai số lại 42 Hình 2-4 Xấp xỉ hàm hiệp phơng sai 49 Hình 3-1 Sơ đồ khối toán thành lập mô hình số độ cao 52 Hình 3-2 Giao diện chơng trình mô hình số độ cao vỉa than 54 Hình 3-3 Biên tập File số liệu Notepad 54 Hình 3-4 Giao diện chơng trình thành lập mô hình số độ cao (bớc 1) 56 Hình 3-5 Giao diện chơng trình thành lập mô hình số độ cao (bớc 2) 56 Hình 3-6 Phân chia khối mô hình vỉa V3 mỏ Nam Mẫu 58 Hình 3-7 Thành lập mô hình số độ cao cho khối 70 Hình 3-8 Thành lập mô hình số độ cao cho khối 70 Hình 3-9 Thành lập mô hình số độ cao cho khối 71 Hình 3-10 Thành lập mô hình số độ cao cho khối 71 Hình 3-11 Thành lập mô hình số độ cao cho khối 72 Hình 3-12 Bình đồ mạng lới lỗ khoan thăm dò nội suy vỉa V3 mỏ 73 Nam Mẫu Hình 3-13 Bình đồ đẳng vách vỉa V3 má Nam MÉu tr−íc néi suy 74 H×nh 3-14 Bình đồ đẳng vách vỉa V10 mỏ Nam Mẫu sau nội suy 75 Hình 3-15 Phân chia khối mô hình vỉa V10 mỏ Hà Lầm 77 Hình 3-16 Bình đồ mạng lới lỗ khoan thăm dò nội suy vỉa V10 mỏ 80 Hà Lầm Hình 3-17 Bình đồ đẳng vách vỉa V10 mỏ Hà Lầm trớc nội suy 81 Hình 3-18 Bình đồ đẳng vách vỉa V10 mỏ Hà Lầm sau nội suy 82 mở đầu Tính cấp thiết đề tài nớc ta nay, ngành công nghiệp than ngành quan trọng kinh quôc dân, vừa cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp khác, vừa nguồn xuất có giá trị kinh tế cao Để nâng cao sản lợng khai thác cần phải nâng công suất thiết kế mỏ than Thế nhng nhiều năm qua ngành khai thác than đ không đạt đợc suất thiết kế nhiều nguyên nhân, có nguyên nhân khiến cho thiết kế khai thác gặp nhiều khó khăn cấu trúc địa chất cấu tạo vỉa than vùng than Quảng Ninh phức tạp §Ĩ gióp cho viƯc thiÕt kÕ, khai th¸c c¸c vØa than có hiệu cần phải có tài liệu địa chất mỏ thật xác, rõ ràng Các tài liệu địa chất đợc xây dựng dựa vào mạng lới lỗ khoan thăm dò Vì mật độ mạng lới lỗ khoan thăm dò tha, cha đủ mật độ để xây dựng đợc tài liệu địa chất mỏ xác, tăng dày mật độ lỗ khoan thăm dò khoan bổ xung thực địa tốn kém, dẫn đến giá thành sản phẩm tăng, tăng dày mật độ lỗ khoan thăm dò theo phơng pháp nội suy tuyến tính thông thờng độ xác không cao vỉa than có hình dạng phức tạp Xuất phát từ lý trên, đ tiến hành nghiên cứu ứng dụng mô hình số độ cao (DEM) để tăng dày mật độ mạng lới thăm dò cho vỉa than vùng than Quảng Ninh, nhằm nâng cao độ xác tài liệu, phục vụ cho việc thiết kế khai thác vỉa than đạt hiệu cao nhất, tránh đợc rủi ro xảy trình khai thác Mục tiêu đề tài Mục tiêu chủ yếu đề tài tiến hành nghiên cứu vấn đề sau: ã Xây dựng mô hình toán học mô tả cấu trúc bề mặt vỉa than ã Tăng dày mật độ mạng lới thăm dò cho vỉa than mô hình số độ cao For i:=1 to hang Begin xv[i,1]:=1.; xv[i,2]:=XXX[i]; xv[i,3]:=YYY[i]; xv[i,4]:=XXX[i]*YYY[i]; xv[i,5]:=XXX[i]*XXX[i]; xv[i,6]:=YYY[i]*YYY[i]; end; end; { -} if bac=1 then begin For i:=1 to hang Begin xv[i,1]:=1.; xv[i,2]:=XXX[i]; xv[i,3]:=YYY[i]; end; end; { for i:=1 to n for j:=n+1 to 2*n if j=n+i then a[i,j]:=1 else a[i,j]:=0; } for i:=1 to n begin readln(tepvao,b[i]); end; { readln(tepvao,m); for j:=1 to m begin readln(tepvao,j,xnst[j],ynst[j]); end; } close(tepvao); i:=1;t:=false;d:=1; repeat if a[i,i]=0 then begin writeln('a[',i,i,']=0'); k:=i+1;t1:=true; while (k