Оценка пространственной изменчивости свойств массива горных пород для повышения эффективности инженерно-геологических исследований угольных месторождений

Кузнецов, Павел Юрьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Оценка пространственной изменчивости свойств массива горных пород для повышения эффективности инженерно-геологических исследований угольных месторождений
ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Оценка пространственной изменчивости свойств массива горных пород для повышения эффективности инженерно-геологических исследований угольных месторождений"

на крагах рукописи

КУЗНЕЦОВ ПАВЕЛ ЮРЬЕВИЧ

ОЦЕНКА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ СВОЙСТВ

МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ СЕТИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН ПРИ РАЗВЕДКЕ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (на примере Эльгинского месторождения)

Специальность 25.00.16 - Горнопромышленная и нефтегазопромысловая

геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-шшералогическнх наук

Томск-2005

Работа выполнена в Техническом институте (филиале) Государственного образовательного учреждения высшего и профессионального образования Якутского государственного университета им. М.К. Аммосова.

Научный руководитель: кандидат технических наук,

Скоморошко Юрий Николаевич

Официальные оппоненты: - доктор геолого-минералогических наук, профессор

заседании диссертационного совета К 212.269.01 Томского политехнического университета по адресу: Россия. 634050. г. Томск, пр. Ленина 30. корпус №10. дуд. 313_

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского политехнического университета_

Ольховатен ко Валентин Егорович

кандидат геолого-минерапогических наук, доцент

Попов Юрий Николаевич

Ведущая организация: ОАО ХК «Якутуголь»

Защита состоится « 16 »

декабря 2005 г. в 1500 часов на

факсУгел.: (382-2) 564-513

Автореферат разослан « 9 » ноября 2005г.

Ученый секретарь

диссертационного совета:

кандидат геолого-минералогических наук, доцент

/А.А. Поцелуев/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Угольные месторождения Ю;:жо - Якутского бассейна отличаются особенностями инженерно-геологических условий: наличие островной многолетней мерзлоты, изменчивость физико-механических свойств (ФМС) углевмещающих пород, как по площади месторождений, так и с глубиной залегания угольных пластов, а также наличие сильной трещиноватости угленосных толщ, которая возрастает вблизи разрывных нарушений и осевых частей складчатых структур и т.д. В связи с этим повышаются требования к изучению не только технологических характеристик углей, но и инженерно-геологических условий месторождений.

На основе инженерно-геологических данных массива горных пород выбирают оптимальные проектные решения разработки месторождения, в связи с чем затраты на инженерно-геологические работы оправдываются при строительстве и эксплуатации шахт и карьеров.

Эффективность и безопасность разработки месторождения в значительной мере зависят от достоверности и надежности исходных данных, используемых при проектировании карьеров и в период их строительства и эксплуатации.

Достоверность и надежность исходных данных о геологическом строении месторождения в значительной степени зависят от геометрически правильного выбора сети геологоразведочных и инженерно-геологических скважин, которая оказывает существенное влияние на достоверность изучения инженерно-геологических условий месторождения. Большое влияние на выбор сети опробования, кроме литолого-фациапьной изменчивости разреза угленосной формации в плане и с глубиной, оказывает пространственная изменчивость физико-механических свойств углевмещающих пород, которые лежат в основе проектирования горнодобывающих предприятий. Поэтому оценка пространственной изменчивости свойств массива горных пород является крайне актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнялась по планам НИР Министерства 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 2751499, 2002/2003 г: «Изучение пространственной изменчивости свойств углепородиого массива на основе геолого-геофизической информации в условиях Южно-Якутского угольного бассейна»

550.832:622.333, «Федерально-региональная политика в науке к образовании». 2003/2004 г.

Цель работы - разработать автоматизированную систему оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород и прогнозирования плотности сети разведочных инженерно-геологических скважин для повышения эффективности инженерно-геологических исследований при разведке угольных месторождений.

Идея работы заключается в оценке пространственной изменчивости свойств массива горных пород и Прогнозировании на ее основе оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин с целью получения достоверных сведений, необходимых при проектировании горных предприятий.

Задачи исследований:

1) выполнить анализ факторов, определяющих пространственную изменчивость свойств массива горных пород, а также существующих методов их прогноза;

2) проанализировать инженерно-геологические условия Эльгинского каменноугольного месторождения и установить основные факторы, определяющие изменчивость свойств массива горных пород;

3) разработать метод оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород, позволяющий спрогнозировать оптимальную плотность сети инженерно-геологических скважин, в процессе разведочных работ на угольных месторождениях, с обоснованием достоверности разработанного метода;

4) разработать автоматизированную систему оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород и прогнозирования плотности сети инженерно-геологических скважин; доказать детальность, оперативность, достоверность использования разработанной системы при прогнозе устойчивости горных пород в откосах бортов карьера.

Объектом исследований является массив углевмещающих горных пород нижнемелового, среднеюрского и верхнеюрского возраста Эльгинского каменноугольного месторождения Южно-Якутского бассейна.

Методы исследований:

- анализ и обобщение материалов о методах прогноза пространственной изменчивости, используемых при изучении месторождений полезных ископаемых;

- факторный анализ свойств, строения и состояния углепородного массива;

- методы исследования процессов разрушения и деформации твердых тел при изучении физико-механических свойств массива горных пород;

- математические методы преобразования, интерпретации геологической информации и моделирования свойств и состояния массива горных пород;

- методы математической статистики и корреляционного анализа при обработке экспериментальных данных, а также инженерно-геологические методы изучения месторождении полезных ископаемых;

- Егроятностно-сгатисгаческие методы;

- метод многсфакторного анализа при прогнозе устойчивости горных пород в откосах бортов карьера.

Научные положения, выдвигаемые на защиту:

1. Основными факторами, определяющими пространственную изменчивость свойств массива горных пород, являются: петрографический состав горных пород, современное тектоническое строение месторождения, наложение термального типа метаморфизма на региональный тип метаморфизма, криогенная обстановка на месторождении и замкнутая гидрогеологическая сеть месторождения.

2. Разработанный метод оценки пространственной изменчивости синтезирует в себе относительную энтропию, как меру неоднородности геологической среды, средневзвешенный коэффициент пространственной изменчивости свойств горных пород, что является необходимым и достаточным условием для прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин.

3. Созданная автоматизированная система, основой которой является комплекс вычислительных программ, разработанных с применением математических методов преобразования и интерпретации геологической информации, позволяет оценить изменчивость свойств массива горных пород и на ее основании прогнозировать оптимальную плотность сети инженерно-геологических скважин.

Достоверность научных положений, выводов и результатов

исследований подтверждается:

- достаточным объемом экспериментального материала (изучено 160 скважин), полученного на Эльгинском каменноугольном месторождении Южно -Якутского бассейна;

- корректной постановкой задач на основе фундаментальных законов физики прочности твердых тел, методов математической статистики и математических методов преобразования и интерпретации геологической информации;

- высокой достоверностью и надежностью разработанного метода оценки пространственной изменчивости и прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин (значение критерия Фишера ^=1,62 при его критическом значении ^,,„„=3,47), полученной при проверке математических гипотез на основе однофакторного дисперсионного анализа.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлены факторы (петрографический состав горных пород, современное тектоническое строение месторождения, наложение термального типа метаморфизма на региональный тип метаморфизма, криогенная обстановка на месторождении и замкнутая гидрогеологическая сеть месторождения), определяющие изменчивость свойств массива горных пород Эльгинского каменноугольного месторождения;

- разработан метод количественной оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород;

- уточнена степень сложности месторождений классами по степени неоднородности, определяемой пространственной изменчивостью свойств массива горных пород месторождения:

- разработано программное обеспечение метода оценки пространственной изменчивости массива горных пород и прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин по данным прочностных свойств массива горных пород.

Личный вклад автора заключается в:

1) выполнении анализа факторов, определяющих пространственную изменчивость свойств массива горных пород;

2) установлении ограниченности существующих методов прогноза плотности сети скважин;

3) выявлении факторов, определяющих изменчивость свойств массива горных пород Эльгинского каменноугольного месторождения;

4) разработке метода оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород;

5) обосновании эффективности прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин для условий Эльгинского каменноугольного месторождения;

6) разработке программного обеспечения:

а) для оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород;

б) для прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических

скважин.

Практическая ценность работы заключается в том, что результаты

исследования позволяют:

- по установленным инженерно-геологическим особенностям месторождения выбрать оптимальный метод изучения свойств, строения и состояния природного массива горных пород;

- производить оценку пространственной изменчивости свойств массива горных пород;

- эффективно и достоверно производить прогноз оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин по данным о пространственной изменчивости свойств массива горных пород, полученным по разработанному методу;

- оперативно и достоверно прогнозировать устойчивость горных пород в откосах бортов карьера на любом участке ведения горных работ.

Реализация результатов. Научные результаты и разработанный автором метод оценки пространственной изменчивости и прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических скваисин реализованы при детальной разведке Эльгинского месторождения Токийского угленосного района и Юго-еосточном участке Чульмаканского месторождения Алдано-Чульманского угленосного района.

Апробацпя работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: И городской научно - практической конференции студентов аспирантов и молодых ученых, посвященной 20 - летию профессионального образования в Южной Якутии (Нергонгри. 2001г.); научной конференции студентов и молодых ученых PC (Я) «Лаврентьевские чтения» (Якутск, 2003г.); III и IV региональной научно -практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Нергонгри, 2002 и 2003гг.); VI международной конференции «Новые идеи в науке о земле» (Москва, 2003г.); II Республиканской научно-практической конференции (г. Нергонгри, 19-20 октября 2004 г.): X Международной научно-практической конференции «Природные и

интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс 2004» (Кемерово, 2004г.), научно-техническом совете предприятия ХК ОАО «Якутуголь».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения и текстовых приложений, изложенных на 236 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 23 таблицы, 5 текстовых приложений, список литературы из 111 наименований.

Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность научному руководителю к.т.н. Ю.Н. Скоморошко, а также док. тех . наук, профессору H.H. Грибу и док. геол.-мин. наук, профессору В.М. Никитину за постоянное внимание к работе и поддержку на всех ее этапах подготовки, сотрудникам Технического института (филиал) ГОУ ВПО ЯГУ в г. Нергонгри к.т.н. A.A. Сясько, A.B. Качаеву, ГГГП «Южякуггеология» М.И. Логинову!, С.М. Солошенко, ОАО «Якутуглестрой» Т.Н. Кузнецовой и К.В. Булачеву за помощь, ценные советы и критические замечания.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОДЕРЖАНИЯ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность, цель и задачи исследований, выбраны методы, сформулированы основные научные положения, указана научная новизна и личный вклад автора, отмечена практическая ценность, реализация и апробация работы.

Глава 1. Проанализированы характер пространственной изменчивости свойств массива горных пород. Рассмотрены известные методы оценки пространственной

изменчивости и методы прогноза плотности сети инженерно-геологических скважин на ее основе.

Глава 2. Проанализированы инженерно-геологические условия Эльгинского каменноугольного месторождения и установлены основные факторы, определяющие изменчивость свойств массива горных пород.

Глава 3. Разработан метод оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород, позволяющий спрогнозировать оптимальную плотность сети инженерно-геологических скважин. В качестве основы разработанного метода выступает средневзвешенный коэффициент пространственной изменчивости (количественная оценка пространственной изменчивости) и рассчитанная по его значениям относительная энтропия (мера неоднородности геологического пространства). Спрогнозирована оптимальная плотность сети инженерно-геологических скважин для условий Эльгинского каменноугольного месторождения. Приведено обоснование эффективности, достоверности и надежности использования разработанного метода оценки пространственной изменчивости и прогноза на ее основе оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин.

Глава 4. Разработана автоматизированная система оценки пространственной изменчивости массива горных пород и прогнозирования размерности сети инженерно-геологических скважин. Доказана детальность, оперативность, достоверность использования разработанного способа при прогнозе устойчивости горных пород в откосах бортов карьера.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Основными факторами, определяющими пространственную изменчивость свойств массива горных пород, являются; петрографический состав горных пород, современное тектоническое строение месторождения, наложение термального типа метаморфизма на региональный тип метаморфизма, криогенная обстановка на месторождении и замкнутая гидрогеологическая сеть месторождения.

При решении вопроса о количественной оценке пространственной изменчивости свойств массива горных пород одной из ведущих задач является установление определяющих факторов, которые влияют на характер ее поведения. Решение данной задачи непосредственно связано с определением значимости влияния тех и или иных факторов на пространственную изменчивость изучаемых свойств массива горных пород по конкретному месторождению.

Для условий Эльгинского каменноугольного месторождения основными значимыми факторами при оценке пространственной изменчивости свойств массива горных пород являются:

1. ПагФогга<1теа:ш состав гтных пороа. Углевмещающие породы Эльшнского мгсторо:кдения являются отло::;ениями утиыткапскон и верхней части нергонгриканской свит. Горные породы этих свит пргдставлены: крупно-, средне- и мелкозернистыми песчаниками с редкими прослоями алевролитов, которые зачастую приурочены к кровле и почве угольных пластов.

Значения наиболее распространенных показателей физико-механических свойств горных пород для ундытканской и нергонгриканской свит приведены в таблице 1.

Таблица 1

Средние значения физико-механических свойств литотипов коренных пород Эльгинского месторождения

Литотип % пород в | разрезе Объёмная масса, кг/м3 Скорость продольных воли, м/с Предел прочности при растяжении, МПа Предел прочности при сжатии, МПа Сцепление, МПа Угол внутреннего трения, градус

УНДЫТКАНСКАЯ СВИТА

Алевролит 11.5 2609 4083 8.2 72.1 22.0 29.8

Песчаник мелкозернистый 20.8 2600 4269 8.3 73.5 21.3 29.5

Песчаник среднезернистый 30.9 2571 4124 7.7 71.2 20.8 31

Песчаник крупнозернистый 18.4 2568 4294 8.58 72.1 18.8 30

Конгломерат и гравелиты 7.6 2594 4417 7.64 67.6 18.1 29.7

Породные прослои 10.8 2400 2804 4.86 34.6 9.2 26.9

Угли 1406 1900 1.65 9.65 2.3 32.3

НЕРЮНГРИКАНСКАЯ СВИТА

Алевролит 10.3 2586 3558 6.84 58.7 15.8 30.7

Песчаник мелкозернистый 18.9 2581 3853 6.92 61 17.1 30.4

Песчаник среднезернистый 25.9 2553 3810 6.88 59.9 15.1 30.8

Песчаник крупнозернистый 24.3 2592 4329 6.44 53.2 16.7 30.6

Туфопесчаник крупнозернистый 1.0 2559 3602 5.3 50.1 9.8 28

Породные прослои 19.6 2338 2020 3.16 29.4 3.65 33

Угли 13491 1400 0.39 4.1 0.57 30.8

Из анализа таблицы следует, что даже одноименные литологические типы пород для разных свит имеют различные значения физико-механических свойств при значительном разбросе таких параметров, как сцепление, предел прочности на одноосное сжатие и растяжение, что свидетельствует о значительной пространственной изменчивости свойств в массиве, как по площади распространения, так и по глубине залегания пород.

Проанализировав зависимости физико-механических свойств разных литотипов от глубины залегания в пределах стратиграфических интервалов, можно сделать вывод о том, что все изменения рассматриваемых параметров обуславливаются цикличностью отложений, сменой фаций и изменением физико-механических свойств пород с глубиной.

2. Наложение термального типа метаморфизма на региональный тип метаморфизма. Формирование свойств пород и процессы, влияющие на количественную оценку пространственной изменчивости, определяются двумя группами факторов: генетическими условиями их образования (первичные факторы) и процессами преобразования и окаменения (вторичные факторы). К генетическим факторам относятся: вещественный; фациальный и гранулометрический составы пород; тип и состав цемента; количество растительных остатков в породе.

Основными факторами преобразования пород в процессах их окаменения являются: давление, создаваемое толщей покрывающих пород; температура, обусловленная геотермическим градиентом земли и глубиной погружения пород; подземные воды и минеральные растворы.

Изменения физических свойств пород, происходящие при погружении их, являются необратимыми и характеризуются теми значениями физических параметров, которых они достигли на максимальной глубине погружения в период прогрессивного эпигенеза. Исключением является зона выветривания, в которой происходят глубокие и быстрые изменения пород.

В соответствии с предложенной профессором В.В. Гречухиным петрофизической классификацией угольных месторождений, с точки зрения регионального типа метаморфизма, месторождения Токинского угленосного района соответствуют типовому петрофизическому разрезу VIII стадии метаморфизма, марке жирных углей.

Однако, в результате произведенных исследований, установлено отклонение петрофизического разреза Эльгинского месторождения от выше указанного, что объясняется присутствием мощного магматического очага в западной части Токинского угленосного района, и что наложило свой отпечаток на процессы метаморфизма в этой зоне в виде аномального геотермического поля. Наложение термального метаморфизма внесло свои коррективы в петрофизический разрез Эльгинского месторождения (рис. J).

Рисунок 1. Петрофизический разрез Эльгинского каменноугольного месторождения (по Ю.Н. Скоморошко)

Условное обозначение: 1 - алевролит: 2 - песчаник мелкозернистый; 3 - песчаник крупнозернистый: Ур - скорость распространения продольных волн: р- электрическое сопротивление; 1у - естественная радиоактивность; 5о - объемная плотность горных пород в естественном состоянии; 8„ - объемная плотность водонасыщенных горных пород 5С-объемная плотность сухих горных пород.

Таким образом, наличие аномального геотермического поля оказало существенное влияние на изменение физических свойств пород, и, соответственно, является одним из факторов, влияющих на пространственную изменчивость свойств массива горных пород для условий Эльгинского каменноугольного месторождения.

3. Современное тектоническое строение месторождения. Дизыоиктивная тектоника на месторождении проявилась в виде крупно- и малоамплитудных разрывных нарушений, безамплитудных зон дробления пород и зон повышенной трещиноватости вблизи разрывных нарушений.

В северо-западной и юго-восточной частях месторождения выявлены четыре крупноамплитудных нарушения: три сброса и один надвиг. Сбросы имеют северовосточное и субмеридиональное простирание, надвиг - северо-западное.

Безамплитудные разрывные нарушения представлены зонами повышенной трещиноватости. На месторождении преобладают слаботрещиноватые породы с нормально секущими продольной и поперечной и согласной системами трещин. Трещины продольной и диагональной кососекущих систем пользуются локальным развитием и приурочены к участкам распространения тектонических нарушений. В угольных пластах развиты те же системы трещин и трещины кливажа.

Наличие на Эльгинском месторождении представленных структурно-

тектонических факторов оказывает существенное влияние на количественную

оценку неоднородности и изменчивости свойств массива горных пород. Проявление и влияние этих факторов на пространственную изменчивость массива горных пород обуславливается наличием зон ослабления, дробления, трещин, нарушений, а также скачкообразным изменением физико-механических свойств пород при переходе через зоны нарушений.

4. Криогенная обстановка на месторождении. Для Эльгинского каменноугольного месторождения характерна большая неоднородность геокриологических условий, которая является основным фактором, определяющим площадь распространения и конфигурацию мерзлых толщ. Начало зоны сплошного развития мерзлоты определяется высотами в 950-1000 м. Нижняя граница многолетнемерзлой толщи обычно почти горизонтальна, приподнимаясь под относительно крупными глубоко врезанными водотоками и воздымаясь в отдельных тектонических зонах почти до дневной поверхности. Температура многолетнемёрзлых пород изменяется от 0 °С до -4,4 °С, с преимущественным распространением мерзлых толщей с температурой от 0°С до -2°С. Геотермическая ступень многолетнемерзлых пород составляет 102 м/°С, а температурный градиент -0,0098 °С/м.

В таблице 2 представлены физико-механические характеристики горных пород Эльгинского каменноугольного месторождения в мерзлом и талом состояниях. Из анализа таблицы 2 следует, что прочность пород зависит от их геокриологического состояния. Отличие прочности мерзлых и талых пород в зависимости от литотипа пород составляет 25% и более.

5. Замкнутая гидрологическая сеть месторождения. Гидрологические условия месторождения оказывают непосредственное влияние на физико-механические свойства горных пород. Одним из наиболее значимых таких видов влияния является процесс размягчения горных пород (снижение прочности) при насыщении их водой или агрессивными растворами. Влага оказывает также разрушающее действие влиянием расклинивающего давления тонких пленок. Кроме того, вода или агрессивные среды размягчают и растворяют цементирующие вещества, что существенно влияет на прочностные характеристики горных пород.

Для условий Эльгинского каменноугольного месторождения путем натурных испытаний был установлен коэффициент размягчаемости для различных литотипов горных пород, находящихся под влиянием рассмотренных выше факторов. В таблице 3 представлены значения коэффициента размягчаемости для различных литологических типов горных пород, слагающих Эльгинское каменноугольное месторождение, что обуславливает различие физико-механических свойств однотипных горных пород в зависимости от степени их обводненности (водонасыщенности). Различие в пределах прочности водонасыщенных горных пород и сухих в необводнснных интервалах одних и тех же литотипов для условий

Таблица 2

Характеристика физико-механических свойств горных пород в зависимости от их геокриологического состояния (Эльгннског каменноугольное месторозденне)

Параметр Песчаник крупнозернистый Песчаник среднезернистый 35 1 1 Я " Алевролит Уголь (зольность =15%)

талый мёрзлый талый мёрзлый талый мёрзлый талый мёрзлый Талый мёрзлый

Ур, м/с 4100 5000 4570 5200 4700 5600 2850 4500 2300 3500

р, ом-м 750 4950 450 2930 276 1520 150 1200 7500 9000

I у, пА/кг 0,5 0.5 0,72 0,72 0,86 О.вб 1.08 1,08 0,36 0,36

6„, г/см3 2,54 2,54 2,58 2,58 2,63 2,62 2,61 2,61 1,37 1,37

стсл-, МПа 57 79 65 87 72 95,5 50 72 — —

стп, МПа 6,3 9,2 7,8 11,0 9,0 12,1 6,7 9,9 — —

Gc.ni. ГПа 17,7 21,8 17 20,9 17 21 19 24,7 — —

С, МПа 16 20,3 19 24,5 22 29 19 28,5 — —

Ф,градус 31 31 35 35 36 36 37 38 — —

Х-10"5, ед. СИ 8 8 12 12 18 18 38 38 3 3

Условные обозначения: Ур - скорость распространения продольных волн; р-электрическое сопротивление; 1у - естественная радиоактивность; 5о - объемная плотность; стсж - предел прочности при одноосном сжатии; стр - предел прочности при одноосном растяжении; Ссд„ - модуль сдвига; С - снепление; (р - угол внутреннего трения; у- магнитная восприимчивость. Талые породы (температура больше 0°С), мйрзлые породы (температура от -5° до 0°С).

Таблица 3

Значения коэффициента размягчаемости для различных литологических типов горных пород слагающих Эльгинское каменноугольное месторождение

Литотнп Коэффициент размягчаемости

Алевролит 0,66

Песчаник мелкозернистый 0,62

Песчаник среднезернистый 0,65

Песчаник крупнозернистый 0,58

Конгломераты 0,66

Среднее значение 0,63

Эльгинского месторождения составляет 30 - 40%, что существенно влияет на пространственную изменчивость и неоднородность массива горных пород.

Анализируя в целом результаты проведенного исследования, следует отметить, что при оценке пространственной изменчивости свойств массива горных пород Эльгинского каменноугольного месторождения необходимо учитывать влияние вышеприведенных факторов на изучаемый и оцениваемый геологический объект.

Формирование месторождений полезных ископаемых является результатом совокупного действия разнообразных факторов и сочетания целого ряда природных геологических условий. Каждый из этих факторов имеет отражение в геологической обстановке. С этой точки зрения, инженерно-геологические условия геологических объектов на разных участках исследования могут существенно различаться, а исследуемые свойства иметь различную степень пространственной изменчивости.

В качестве исходной информации для оценки пространственной изменчивости массива горных пород использовались значения пределов прочности горных пород по промышленно значимым стратиграфическим интервалам, полученных на основе данных геофизических исследований скважин. Выбор пределов прочности на одноосное растяжение и сжатие обусловлен тем, что эти параметры являются основополагающими при проектировании и эксплуатации горнодобывающих предприятий. Целесообразность использования данных геофизических исследований для определения прочностных свойств горных пород обуславливается тем, что они обеспечивают непрерывное изучение разреза скважины, включая легко разрушаемые и трещиноватые породы, которые не удается количественно охарактеризовать при традиционных лабораторных исследованиях (из-за низкого выхода керна), а также тем, что свойства горных пород изучаются в их естественном залегании.

Для решения задач, связанных с вопросом оценки неоднородности участков исследуемого геологического объекта, в качестве меры площадной неоднородности рассматривается величина относительной энтропии, т.е. функция, которая позволяет оценить его состояние по выделенным для исследования признакам: п

-I Pr^Pl

ШНГ=-¿^--100%, (1)

In п

где: и - число анализируемых геологических компонентов (признаков); р, - доля /того компонента в системе.

Практический смысл ввода величины относительной энтропии заключается в том, что при получении значений данной функции выше 70%, нужно говорить о значительной изменчивости анализируемых свойств на участке исследования.

Для вычисления значений относительной энтропии необходимо определить параметр оценки. В качестве параметра оценки, при расчете величины относительной энтропии, как меры площадной неоднородности, разработан средневзвешенный коэффициент пространственной изменчивости (средневзвешенный коэффициент неоднородности). Приоритетность использования коэффициента пространственной изменчивости для оценки площадной неоднородности геологического объекта заключается в том, что он характеризует часть пространства (часть площади), а не одну его точку, что свойственно показателям, взятым по отдельной скважине.

Определение коэффициента пространственной изменчивости для каждой скважины связано с таким понятием, как базовая точка наблюдения. За базовую точку принималась такая точка наблюдения, для которой ведется расчет относительно других точек наблюдения, используемых при исследовании. В данном случае точки наблюдения не разбивались по профилям, как рекомендуется при изучении степени пространственной изменчивости в стандартных методах, а рассматривались с учетом своего пространственного расположения. В качестве базовой точки наблюдения постепенно принимаются все точки, участвующие в исследовании.

Средневзвешенный коэффициент пространственной изменчивости Ксн для базовой скважины определяется по формуле:

'А/-,

Ксн=—„-• (2)

/=1

где: - расстояние между базовой и /-той точкой наблюдения; п - количество точек наблюдения без учета базовой точки наблюдения; КЦ( - коэффициент

пространственной изменчивости между базовой и /'-той точкой наблюдения, определяется по формуле:

_ А*б-/

- (3)

где: расстояние между базовой и /-той точкой наблюдения, км; Дх<5_(-

изменение параметра для исследуемого участка геологического объекта между базовой и /'-той точкой наблюдения.

При расчете величины относительной энтропии необходимо выделить признаки параметра оценки, по которым она будет анализироваться. В качестве таких признаков используется разбиение на классы значений средневзвешенного

коэффициента пространственной изменчивостп по прпнщшу выделения значимого разряда единицы измерзши исследуемого параметра.

На рисунке 2 представлено распределение средневзвешенного коэффициента пространственной изменчивости по выделенным клзссам, участвующим в системе расчета относительной энтропии для объекта исследования.

Классы

а)

Классы

б)

□ СтротиграфичсскиЛ шперзал У6-У5 □ Сграп т ¡г. ф: г! ^с: лI шпгерзал У5-У4 Р Стратиграфический шпервал У-1-М16 □ Сптиграфическш! шпгрсал 1116.1115

Рис.2. Распределение средневзвешенного коэффициента пространственной изменчивости по выделенным классам

Примечание: а) по пределу прочности горных пород на одноосное сжатие (значимый разряд единицы измерения 1 МПа/км); б) по пределу прочности горных пород на одноосное растяжение (значимый разряд единицы измерения 0,1 МПа/км).

В основу прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин положен факторный анализ ряда значений относительной энтропии и ряда количества инженерно-геологических скважин (таблица 4).

Для удобства сопоставления степени сложности месторождения с количеством инженерно-геологических скважин на 1 км2 месторождения (рекомендации ВНИМИ), степень сложности месторождения детализировалась разбиением каждого класса на 2 класса по степени неоднородности (таблица 4).

Таблица 4

Результаты сопоставления количества инженерно-геологических скважин

по рекомендациям ВНИМИ (островное распространение многолетней мерзлоты) и значений относительной энтропии с учетом степени неоднородности

Рекомендации ВНИМИ Метод относительной энтропии

Степень сложности месторождения Скважин на 1 км2 Степень неоднородности месторождения Скважин на 1 км2 Значения относительной энтропии, %

от до от до от до

Простая 1,0 1,6 Весьма однородные 1,0 1,3 70 75

Однородные 1,3 1,6 75 80

Средняя 1,6 3 Условно однородные 1,6 2,3 80 85

Условно неоднородные 2,3 3 85 90

Сложная 4 6 Неоднородные 4 5 90 95

Весьма неоднородные 5 6 95 100

В качестве основного положения послужившего поводом для проведения факторного анализа при сопоставлении количества скважин на 1 км2 и значений относительной энтропии с учетом степени неоднородности, является то, что значения относительной энтропии учитывают в себе особенности геологического строения исследуемого объекта, так как они получены на основе данных геофизических исследований скважин, позволяющих изучать свойства горных пород в их естественном залегании.

В результате прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин для участка первоочередной отработки была получена сеть размерностью 754 X 754 метра. Но в связи с тем, что на практике сеть инженерно-геологических скважин привязывается непосредственно к сети геологоразведочных скважин, а Эльгинское месторождение (участок первоочередной отработки) разведано по геологоразведочной сети с размерностью 100 X 250 метров, то сеть инженерно-геологических скважин, по предложенному методу, должна иметь размерность 700 X 750 метров

Достоверность предложенного метода оценки пространственной изменчивости и неоднородности геологического объекта устанавливалась путем анализа результатов равномерного однофакторного дисперсионного анализа размерностей сети инженерно-геологических скважин, рассчитанных методом относительной энтропии и с использованием известных статистических методов (метод Д.А. Казаковского и вариационный метод).

В результате проведения дисперсионного однофакторного анализа было установлено, что расчетное значение критерия Фишера (F=l,62) меньше критического значения (/•",..,„,т=3,47) , таким образом, с достаточно высокой доверительной вероятностью гипотеза о влиянии способа оценки пространственной изменчивости и прогноза, относительно ее, размерности сети инженерно-

геологических скважин отвергается. Поэтому, для оценки пролранстгенпой гаменчивоети н прогноза размерности сети юткенерно-ггологических скехшш, можно применять любой из рассматриваемых методов без значительного влияния на достоверность получаемых результатов.

Также стоит отметить, что если количественные данные исследуемого параметра геологического объекта получены различными способами, то более надежным следует признать тот способ, который дает меньший разброс значений изучаемого параметра, то есть тот способ, который характеризуется меньшей дисперсией (5"). При анализе расчетных данных было установлено, что значения размерности сети инженерно-геологических скважин, полученные методом относительной энтропии (¿°=0,005), обладают меньшей дисперсией, чем значения, полученные по вариационному метолу (5"=0.077) и методу Д.А. Казаковского (5" =0,049). Из результатов сопоставления полученных значений дисперсии следует, что метод относительной энтропии является более надежным для оценки пространственной изменчивости, неоднородности и прогноза размерности сети инженерно-геологических скважин.

Таким образом, предложенный метод определения неоднородности, оценки пространственной изменчивости и прогнозирования плотности (размерности) сети инженерно-геологических скважин через такие показатели, как средневзвешенный коэффициент пространственной изменчивости и относительная энтропия, является достоверным и более надежным по отношению к общеизвестными методам.

На современном этапе при изучении инженерно-геологических условий месторождений возникает задача выбора таких методов исследований, которые смогли бы обеспечить не только достоверность и эффективность, но и оперативность изучения месторождения.

Для решения задачи оперативности изучения инженерно-геологических условий была разработана автоматизированная система. В основу автоматизированной системы положен принцип использования метода относительной энтропии и средневзвешенного коэффициента пространственной изменчивости (средневзвешенный коэффициент неоднородности), как величин позволяющих оценить пространственную изменчивость свойств массива горных пород и на ее основе спрогнозировать оптимальную сеть инженерно-геологических скважин. В структурном отношении автоматизированная система состоит из двух независимых расчетных модулей (вычислительных программ): Модуль «Расчет средневзвешенного

коэффициента неоднородности» (блок-схема рисунок 3); Модуль «Расчет плотности сети» (блок-схема рисунок 4).

Расчетный модуль «Расчет средневзвешенного коэффициента неоднородности» предназначен для формирования базы данных средневзвешенного коэффициента неоднородности для каждой скважины по соответствующим стратиграфическим интервалам (интервалы вмещающих пород). Формирование базы данных производится непосредственно пользователем с клавиатуры путем ввода следующих исходных параметров: номер скважины: координата скважины по оси X: координата скважины по оси У; стратиграфические интервалы (для вводимой скважины): предел прочности на одноосное сжатие (для вводимого стратиграфического интервала); предел прочности на одноосное растяжение (для вводимого стратиграфического интервала). Расчетный модуль выполняет расчет средневзвешенного коэффициента неоднородности по заданному коду стратиграфического интервала. По завершению расчета автоматизированной системой производятся запросы о выводе результатов на экран, сохранении полученных данных в архив отчетов и сохранения данных для дальнейших расчетов.

Расчетный модуль «Расчет плотности сети» предназначен непосредственно для расчета окончательных результатов: наиболее оптимальное расстояние между инженерно-геологическими скважинами по рассматриваемым стратиграфическим интервалам; код наиболее изменчивого стратиграфического интервала; степень сложности месторождения (в соответствии с классификацией ВНИМИ); степень неоднородности месторождения. По завершению расчета автоматизированной системой производятся запросы о выводе результатов на экран и сохранении полученных данных в архив отчетов.

Анализируя в целом автоматизированную систему, можно сделать следующие выводы о преимуществах ее использования при инженерно-геологическом изучении месторождений, а также при проектировании, строительстве и эксплуатации горных предприятий:

1. Автоматизированная система позволяет оценить изменчивость свойств массива горных пород и на ее основе производить достоверный, эффективный и оперативный прогноз плотности сети инженерно-геологических скважин.

2. Создаваемые автоматизированной системой динамические архивы позволяют хранить информацию о расчетах производимых на всех этапах изучения геологического объекта, что обеспечивает возможность соблюдения и отслеживания стадийности выполняемых инженерно-геологических работ.

3. В связи с тем, что для прогноза плотности сети инженерно-геологических скважин автоматизированной системой используется метод относительной энтропии, который не подразумевает разбиения скважин по профилям, то существует возможность, производить прогноз при каждом новом единичном вводе информации (данных по скважине).

Заключение

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой содержится решение задачи оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород для оптимизации сети инженерно-геологических сквазкин, имеющей существенное значение при разведке угольных месторождений.

Основные результаты и выводы работы заключаются в следующем:

1. Определение закономерностей распределения, характера, степени неоднородности и пространственной изменчивости является ведущим направлением при решении вопросов инженерно-геологических исследований на всех стадиях разведки и эксплуатации геологических объектов.

2. Существующие математические методы оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород не всегда позволяют однозначно спрогнозировать оптимальную плотность сети инженерно-геологических скважин.

3. Пространственная изменчивость свойств массива горных пород Эльгинского каменноугольного месторождения определяется:

а) петрографическим составом горных пород;

б) современным тектоническим строением месторождения. Дизъюнктивная тектоника месторождения оказывает существенное влияние на количественную оценку неоднородности и изменчивости свойств массива горных пород, которое выражается наличием зон ослабления и дробления, а также трещин, нарушений и т.д.;

в) наложением термального типа метаморфизма на региональный тип; Присутствие мощного магматического очага в западной части Токинского угленосного района наложило свой отпечаток на изменение физико-механических свойств горных пород на Эльгинском месторождении. С увеличением глубины отмечается уменьшение значений скорости распространения продольных волн и плотности горных пород, при увеличении коэффициента пористости. Также на месторождении в результате протекания процессов метаморфизма отмечено образование туфопесчаников с заниженными значениями сцепления и пределов прочности на одноосное сжатие и растяжение.

г) криогенной обстановкой на месторождении;

Неоднородность криогенной обстановки Эльгинского месторождения выражается в различии прочности горных пород, слагающих месторождение, в

зависимости от их геокриологического состояния. Прочность мсрзльг: пород увеличивается в зависимости от литотипа на 25? о и более по сравнению с аналогичными талыми породами, д) замкнутой гидрогеологической сетью;

Ограниченность ресурсов подземных вод. участвующих в обводнении Эльгинского месторождения оказывает существенное влияние на пространственную изменчивость и неоднородность свойств углелородного массива, так как различие в пределах прочности водонасыщенных горных пород и сухих в необводненных интервалах одних и тех же литотипов достигает 30% - 40%.

4. Предложенный средневзвешенный коэффициент пространственной изменчивости выступает как мера площадной изменчивости свойств массива горных пород, что позволяет рассматривать величины изучаемых параметров не как точечные значения, а как характеристику части пространства.

5. Средневзвешенный коэффициент пространственной изменчивости и относительная энтропия являются объективными показателями количественной оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород и неоднородности геологического объекта.

6. Использование данных о средневзвешенном коэффициенте пространственной изменчивости и относительной энтропии позволяет спрогнозировать оптимальную плотность сети инженерно-геологических скважин, что повышает эффективность изучения угольных месторождений при их разведке.

7. Разработанная автоматизированная система позволяет оценить изменчивость свойств массива горных пород и на ее основе производить надежный, достоверный, эффективный и оперативный прогноз плотности сети инженерно-геологических скважин.

8. Создаваемые разработанной автоматизированной системой динамические архивы позволяют хранить информацию о расчетах производимых на всех этапах изучения геологического объекта, что обеспечивает возможность соблюдения и отслеживания стадийности выполняемых работ.

9. Геолого-геофизическая методика расчета прочностных свойств (ГИС-2) горных пород и разработанная автоматизированная система позволили с достаточной долей достоверности и надежности спрогнозировать значения углов наклона устойчивых откосов борта карьера и построить карты устойчивости, позволяющие производить оперативное управление величинами углов наклона откосов борта карьера при продвижении фронта работ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кузнецов П. Ю. Исследование изменения физических свойств горных пород при отрицательных температурах / П. Ю. Кузнецов // Материалы II гор. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, посвящ. 20-летшо проф. образования в Южной Якутии. - Якутск, 2001. - С. 45-47.

2. Кузнецов П. Ю. Обоснование достаточной сети инженерно-геологических скважин на примере Эльгинского каменноугольного месторождения / П. Ю. Кузнецов // Материалы III гор. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов, посвящ. 10-летию Техн. ин-та (филиала) Якутского гос. ун-та им. М. К. Аммосова. Нсрюнгри. апрель 2002. - Якутск, 2003. - С. 38-43.

3. Кузнецов П. ГО. Обоснование достаточной плотности сети инженерно-геологических скважин / П. Ю. Кузнецов // Новые идеи в науке о земле: VI международная конф. - М., 2003. - Т. 4. - С. 102.

4. Кузнецов П. Ю. К вопросу изучения пространственной изменчивости физико-механических свойств углевмещагощих пород Южно-Якутского бассейна / П. Ю. Кузнецов И Материалы IV гор. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов. - Якутск, 2003. - С. 70-72.

5. Кузнецов П. Ю. Обоснование оптимального количества проб для достоверной оценки инженерно-геологической характеристики Эльгинского месторождения / П. Ю. Кузнецов, Ю. Н. Скоморошко // VII Лаврентьевские чтения: науч. конф. студентов и молодых ученых. - Якутск, 2003. - Т. 2. - С. 22-24.

6. Выбор оптимальной сети инженерно-геологических скважин при разведке угольных месторождений / П. Ю. Кузнецов и др. Н Вестник Техн. ин-та (филиала) Якутского гос. ун-та. - 2004. - Вып. 1. - С. 12-20.

7. Кузнецов П. Ю. Способ оценки пространственной изменчивости физико-механических свойств горных пород Южно-Якутского угольного бассейна / П. Ю. Кузнецов, Ю. Н. Скоморошко // Пути решения актуальных проблем добычи и переработки полезных ископаемых Южной Якутии: тез. докл. II Респ. науч.-практ. конф. Нерюнгри 19-20 октября 2004. - Якутск. 2004. - С. 22-23.

8. Кузнецов И. Ю. Повышение эффективности изучения инженерно-геологических условий месторождения на основе оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород / П. 10. Кузнецов, Ю. Н. Скоморошко, Н. Н. Гриб // Горный вестник Узбекистана. - 2004. - № 4. - С. 26-29.

9. Кузнецов П. Ю. К вопросу о достоверности определения физико-механических свойств пород в южно-якутском угольном бассейне / П, Ю. Кузнецов. ГО. Н. Скоморошко // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: материалы X международной науч.-практ. конф. Кемерово. 23-24 ноября 2004. - Кемерово, 2004.-С. 79-81.

10. Кузнецов П. Ю. Оцешса устойчивости горннч пород в бортам карьера ка основе данных геофизических исследовании скважин (на примере Эпъпгаского каменноугольного месторождения) / П. Ю. Кузнецов Ю. Н. Скоморошко. Н. Н. Гриб // Горный информационно-аналитический бюллетень. Региональное прилож.-2005.-Вып. 1. - С. 115-119.

Подяисзяо к гамэти 21.10 05. Формат 60xW/16, Б^зга 'Класст* №шьRISQ.№плсял 1.S9 й-изд.л.1,26. Зато 1237. Тграж 100513.

КИАТЕАЬСТЮ^'ШУ. 63i0S0. г Тсм:<,пр лэмз.го

n 1

РЫБ Русский фонд

2007-4 9565

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Кузнецов, Павел Юрьевич

Введение.

ГЛАВА 1. Анализ проблем изучения неоднородности и пространственной изменчивости свойств массива горных пород.

1.1. Изученность вопроса неоднородности и пространственной изменчивости инженерно-геологических условий.

1.1.1. Характер неоднородностей и пространственной изменчивости инженерно-геологических условий.

1.1.2. Типы пространственной изменчивости инженерно-геологических условий.

1.1.3. Степень неоднородности и пространственной изменчивости инженерно-геологических условий.

1.2. Пространственная изменчивость свойств горных пород, как фактор, влияющий на определение оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин.

1.3. Методы, используемые для определения оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин.

• 1.3.1 Определение необходимого числа скважин для инженерно-геологических исследований геологических объектов на основе аналитического метода.

1.3.2. Определение рационального расстояния между инженерногеологическими скважинами на основе аналитического метода. 31 ^

ГЛАВА 2. Инженерно-геологическая характеристика Эльгинского каменноугольного месторождения.

2.1. Стратиграфия. ф 2.2. Тектоника.

2.3. Петрофизическая характеристика углевмещающих пород.

2.4. Геокриологические условия месторождения. ф 2.5. Гидрогеологические условия.

2.6. Угленосность и запасы Эльгинского месторождения.:.

ГЛАВА 3. Оценка неоднородности и пространственной изменчивости свойств массива горных пород и прогнозирование сети инженерногеологических скважин Эльгинского каменноугольного месторождения.

3.1. Прогноз прочностных свойств массива горных пород Эльгинского каменноугольного месторождения.

3.1.1. Преобразование, разбраковка и интерпретация данных геофизических исследований скважин.

3.1.2. Определение пределов прочности на одноосное сжатие и одноосное растяжение по методике ГИС-2. 79,

3.2. Оценка неоднородности и пространственной изменчивости свойств массива горных пород.

3.2.1. Оценка площадной неоднородности (мера неоднородности).

3.2.2. Коэффициент пространственной изменчивости.

3.2.3. Расчет значений средневзвешенного коэффициента пространственной изменчивости и относительной энтропии.

3.3. Прогноз оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин на основе данных об относительной энтропии. 3.4. Оценка достоверности определения неоднородности и пространственной изменчивости.

3.4.1. Оценка подчинения исходных данных нормальному закону распределения.

3.4.2. Оценка наличия доли закономерной изменчивости в выборке по исходным данным.

3.4.3. Оценка количества инженерно-геологических скважин и размерности сети их распределения на основе вариационного метода.

3.4.4. Оценка количества инженерно-геологических скважин и размерности сети их распределения на основе метода Д.А.

Ф Казаковского.

3.4.5. Оценка достоверности.

ГЛАВА 4. Разработка алгоритма и программного обеспечения прогноза неоднородности, пространственной изменчивости и размерности сети инженерно-геологических скважин геологического объекта.

4.1. Алгоритмы расчетных модулей автоматизированной системы.

4.2. Программное обеспечение расчета размерности сети инженерно-геологических скважин (автоматизированная система).

4.3. Практическое применение автоматизированной системы при расчете углов наклона устойчивых откосов борта карьера.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка пространственной изменчивости свойств массива горных пород для повышения эффективности инженерно-геологических исследований угольных месторождений"

Актуальность. Южно - Якутский бассейн является основной сырьевой базой коксующихся и энергетических углей на Востоке России. Промышленно - экономическую ценность и конкурентоспособность, как на внутреннем, так и на внешнем рынке Южно - Якутских углей во многом определяют их технологические характеристики, горно-геологические и инженерно-геологические условия месторождений.

Угольные месторождения Южно - Якутского бассейна отличаются особенностями инженерно-геологических условий: наличие островной многолетней мерзлоты, изменчивость физико-механических свойств (ФМС) углевмещающих пород, как по площади месторождений, так и с глубиной залегания угольных пластов, а также наличие сильной трещиноватости угленосных толщ, которая возрастает вблизи разрывных нарушений и осевых частей складчатых структур и т.д. В связи с этим повышаются требования к изучению не только технологических характеристик углей, но и инженерно-геологических условий месторождений.

Достоверность и надежность исходных данных о геологическом строении месторождения в значительной степени зависят от геометрически правильного выбора сети геологоразведочных и инженерно-геологических скважин, которая оказывает существенное влияние на достоверность изучения инженерно-геологических условий месторождения. Большое влияние на выбор сети опробования, кроме литолого-фациальной изменчивости разреза угленосной формации в плане и с глубиной, оказывает пространственная изменчивость физико-механических свойств углевмещающих пород, которые лежат в основе проектирования горнодобывающих предприятий. Поэтому оценка пространственной изменчивости свойств массива горных пород является крайне актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнялась по планам НИР Министерства 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 2751499, 2002/2003 г; «Изучение пространственной изменчивости свойств углепородного массива на основе геолого-геофизической информации в условиях Южно-Якутского угольного бассейна» 550.832:622.333, «Федерально-региональная политика в науке и образовании», 2003/2004 г.

Идея работы заключается в оценке пространственной изменчивости свойств массива горных пород и прогнозировании на ее основе оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин с целью получения достоверных сведений, необходимых при проектировании горных предприятий.

Задачи исследований:

Методы исследований:

- факторный анализ свойств, строения и состояния углепородного массива;

- вероятностно-статистические методы;

- метод многофакторного анализа при прогнозе устойчивости горных пород в откосах бортов карьера.

Научные положения, выдвигаемые на защиту:

Достоверность научных положений, выводов и результатов исследований подтверждается: достаточным объемом экспериментального материала (изучено 160 скважин), полученного на Эльгинском каменноугольном месторождении Южно - Якутского бассейна; корректной постановкой задач на основе фундаментальных законов физики прочности твердых тел, методов математической статистики и математических методов преобразования и интерпретации геологической информации; высокой достоверностью и надежностью разработанного метода оценки пространственной изменчивости и прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин (значение критерия Фишера ^=1,62 при его критическом значении ^„,„=3,47), полученной при проверке математических гипотез на основе однофакторного дисперсионного анализа.

Научная новизна работы заключается в следующем: установлены факторы (петрографический состав горных пород, современное тектоническое строение месторождения, наложение термального типа метаморфизма на региональный тип метаморфизма, криогенная обстановка на месторождении и замкнутая гидрогеологическая сеть месторождения), определяющие изменчивость свойств массива горных пород Эльгинского каменноугольного месторождения; разработан метод количественной оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород; уточнена степень сложности месторождений классами по степени неоднородности, определяемой пространственной изменчивостью свойств массива горных пород месторождения; разработано программное обеспечение метода оценки пространственной изменчивости массива горных пород и прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин по данным прочностных свойств массива горных пород.

Личный вклад автора заключается в:

1) выполнении анализа факторов, определяющих пространственную изменчивость свойств массива горных пород;

2) установлении ограниченности существующих методов прогноза плотности сети скважин;

4) разработке метода оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород;

6) разработке программного обеспечения: а) для оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород; б) для прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин.

Практическая ценность работы заключается в том, что результаты исследования позволяют:

- производить оценку пространственной изменчивости свойств массива горных пород;

Реализация результатов. Научные результаты и разработанный автором метод оценки пространственной изменчивости и прогноза оптимальной плотности сети инженерно-геологических скважин реализованы при детальной разведке Эльгинского месторождения Токинского угленосного района и Юго-восточном участке Чульмаканского месторождения Алдано-Чульманского угленосного района.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: II городской научно - практической конференции студентов аспирантов и молодых ученых, посвященной 20 -летию профессионального образования в Южной Якутии (Нерюнгри, 2001г.); научной конференции студентов и молодых ученых PC (Я) «Лаврентьевские чтения» (Якутск, 2003г.); III и IV региональной научно -практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Нерюнгри, 2002 и 2003 гг.); VI международной конференции «Новые идеи в науке о земле» (Москва, 2003г.); II Республиканской научно-практической конференции (г. Нерюнгри, 19-20 октября 2004 г.); X Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс 2004» (Кемерово, 2004г.), научно-техническом совете предприятия ХК ОАО «Якуту го ль».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Кузнецов, Павел Юрьевич

Основные результаты и выводы работы заключаются в следующем:

3. Пространственная изменчивость свойств массива горных пород Эльгинского каменноугольного месторождения определяется: а) петрографическим составом горных пород;

Неоднородность и изменчивость петрографического состава пород по площади и с глубиной приводит к значительному разбросу в значениях физико-механических свойств горных пород для разных свит, слагающих месторождение. б) современным тектоническим строением месторождения. Дизъюнктивная тектоника месторождения оказывает существенное влияние на количественную оценку неоднородности и изменчивости свойств массива горных пород, которое выражается наличием зон ослабления и дробления, а также трещин, нарушений и т.д.; в) наложением термального типа метаморфизма на региональный тип; Присутствие мощного магматического очага в западной части Токинского угленосного района наложило свой отпечаток на изменение физико-механических свойств горных пород на Эльгинском месторождении. С увеличением глубины отмечается уменьшение значений скорости распространения продольных волн и плотности горных пород, при увеличении коэффициента пористости. Также на месторождении в результате протекания процессов метаморфизма отмечено образование туфопесчаников с заниженными значениями сцепления и пределов прочности на одноосное сжатие и растяжение. г) криогенной обстановкой на месторождении;

Неоднородность криогенной обстановки Эльгинского месторождения выражается в различии прочности горных пород, слагающих месторождение, в зависимости от их геокриологического состояния. Прочность мерзлых пород увеличивается в зависимости от литотипа на 25% и более по сравнению с аналогичными талыми породами. д) замкнутой гидрогеологической сетью;

Ограниченность ресурсов подземных вод, участвующих в обводнении Эльгинского месторождения оказывает существенное влияние на пространственную изменчивость и неоднородность свойств углепородного массива, так как различие в пределах прочности водонасыщенных горных пород и сухих в необводненных интервалах одних и тех же литотипов достигает 30% - 40%. Предложенный средневзвешенный коэффициент пространственной изменчивости выступает как мера площадной изменчивости свойств массива горных пород, что позволяет рассматривать величины изучаемых параметров не как точечные значения, а как характеристику части пространства.

Средневзвешенный коэффициент пространственной изменчивости и относительная энтропия являются объективными показателями количественной оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород и неоднородности геологического объекта. Использование данных о средневзвешенном коэффициенте пространственной изменчивости и относительной энтропии позволяет спрогнозировать оптимальную плотность сети инженерно-геологических скважин, что повышает эффективность изучения угольных месторождений при их разведке.

Разработанная автоматизированная система позволяет оценить изменчивость свойств массива горных пород и на ее основе производить надежный, достоверный, эффективный и оперативный прогноз плотности сети инженерно-геологических скважин.

Создаваемые разработанной автоматизированной системой динамические архивы позволяют хранить информацию о расчетах производимых на всех этапах изучения геологического объекта, что обеспечивает возможность соблюдения и отслеживания стадийности выполняемых работ. Геолого-геофизическая методика расчета прочностных свойств (ГИС-2) горных пород и разработанная автоматизированная система позволили с достаточной долей достоверности и надежности спрогнозировать значения углов наклона устойчивых откосов борта карьера и построить карты устойчивости, позволяющие производить оперативное управление величинами углов наклона откосов борта карьера при продвижении фронта работ.

Заключение

41 Диссертация является научной квалификационной работой, в которой содержится решение задачи оценки пространственной изменчивости свойств массива горных пород для оптимизации сети инженерно-геологических скважин, имеющей существенное значение при разведке угольных месторождений.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Кузнецов, Павел Юрьевич, Нерюнгри

1. Батугин С. А. Анизотропия массива горных пород / С. А. Батугин. -Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1988. 86 с. Боровиков А. А. Теория вероятностей: учеб. пособие для ВУЗов / А. А. Боровиков. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Недра, 1986.432 с.

2. Бурцев М. И. Требования к геологическим материалам, представляемым для проектирования строительства новых и реконструкции действующих шахт и разрезов по разработке угольных месторождений / М. И. Бурцев. М.: ЦНИЭИуголь, 1970. -47 с.

3. Васильев П. В. Влияние основных геологических факторов на поведение пород в горных выработках / П. В. Васильев, С. И. Малинин. -М.: Госгортехиздат, 1960. 190 с.

4. Вергизов Н. И. Методика изучения горно-геологических условий шахтных полей Печорского бассейна / Н. И. Вергизов, В. В.ф Крачковский. Воркута, 1970. - 107 с.

5. Вистелиус А. Б. Основы математической геологии / А. Б. Вистелиус.

6. Щ М.; Л.: Наука, 1980. - 389 с.

7. Геофизические методы изучения геологии угольных месторождений / В. В. Гречухин и др.. М.: Недра, 1995. - 477 с.

8. Геофизические методы исследования скважин: справ, геофизика. -М.: Недра, 1973.-240 с.

9. Гмурман В. Е. Теория вероятности и математическая статистика: учеб. пособие для вузов / В. Е. Гмурман. 6-е изд, стер. - М.:• Высш. шк., 1997. 479 с.

10. Гречухин В. В. Методические указания по геолого-геофизической методике изучения физических свойств пород угольныхместорождений / В. В. Гречухин, Б. И. Воевода, А. А. Климов. М.: Нефтегеофизика, 1989.- 102 с.

11. Гречухин В. В. Геофизические исследования угольных скважин / В. В. Гречухин. М.: Недра, 1965. - 500 с.

12. Гречухин В. В. Изучение угольных формаций геофизическимиметодами / В. В. Гречухин. М.: Недра, 1980. - 360 с.

13. Гречухин В. В. Петрофизика угольных формаций. / В. В. Гречухин; НПО «Нефтегеофизика». -М.: Недра, 1990. 472 с.

14. Гречухин В. В. Петрофизическая классификация угольных месторождений / В. В. Гречухин // Угленосные формации и угольные месторождения. М., 1968. - С. 42-47.

15. Гриб Н. Н. Применение данных каротажа для прогноза прочностных свойств многолетнемерзлых углевмещающих пород в Южно-Якутском каменноугольном бассейне / Н. Н. Гриб, А. В. Самохин // Известия ВУЗов Сибири. Сер. Науки о Земле. 1998. — № 2-3.-С. 151-161.

16. Гриб Н. Н. Методические основы системного исследования массива горных пород / Н. Н. Гриб, А. В. Самохин, А. Г. Черников. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2000. - 104 с.

17. Гриб Н. Н. Моделирование горно-геологических систем: учебное пособие / Н. Н. Гриб, С.Н. Зарипова. Якутск: Изд-во Якутского университета, 2002. - 151 с.

18. Дахнов В. Н. Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин: учеб. для вузов / В. Н. Дахнов. М.: Недра, 1982.-448 с.

19. Дэвис Дж. С. Статистический анализ данных в геологии: в 2 т / Дж. С. Дэвис.-М.: Недра, 1990.-Т. 1.-368 с.

20. Желинский В. М. Мезозойская угленосная формация Южной Якутии / В. М. Желинский. Новосибирск: Наука, 1978. - 118 с.

21. Задачник для лабораторных занятий по курсу «Поиски и разведка ф месторождений полезных ископаемых»: учеб. пособие / под ред. Е. * О. Погребецкого. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1975.216 с.

22. Иванов И. П. Инженерная геология месторождений полезных ископаемых / И. П. Иванов. М.: Недра, 1990. - 302 с.

23. Иванов И. П. Инженерно-геологические исследования в горном деле / И. П. Иванов. Л.: Недра, 1987. - 255 с.

24. Инструкция по изучению инженерно-геологических условий месторождений твердых полезных ископаемых при их разведке. -М.: Недра, 1975.-52 с.

25. Каждан А. Б. Математические методы в геологии: учеб. для вузов /

26. А. Б. Каждан, О. И. Гуськов. М.: Недра, 1990. - 251 с. 37. Каждан А. Б. Математическое моделирование в геологии и разведке полезных ископаемых / А. Б. Каждан, О. И. Гуськов, А. А. Шиманский. - М.: Недра, 1979. - 68 с.

27. Каждан А. Б. Разведка месторождений полезных ископаемых / А. Б. Каждан. М.: Недра, 1997.-327 с. ф 39. Кобилев А. Г. Методика литолого-фационального прогноза условийразработки угольных пластов / А. Г. Кобилев, М. М. Лось. М.:1. Недра, 1976.-73 с.

28. Кобранова В. Н. Физические свойства горных пород / В. Н. Кобранова; под ред. В. Н. Дахнова. М.: Гостоптехиздат, 1962. -490 с.

29. Логинов М. И. Разработка и внедрение автоматизированных геолого-геофизических методик на Эльгинском каменноугольномместорождении / М. И. Логинов, Н. Н. Гриб, В. Г. Шафранский //

30. Состояние и внедрение геофизических методов при поисках и разведке угольных месторождений Союза: материалы науч.-практической конф. Воркута, 1990. - С. 76 - 78.

31. Логинов М. И. Разработка и внедрение геолого-геофизическихметодик на Эльгинском каменноугольном месторождении / М. И. Логинов, Н. Н. Гриб, В. Г. Шафранский // Геофизические исследования в Якутии. Якутск, 1992. - С. 92 - 100.

32. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Инженерная геодинамика / В. Д. Ломтадзе. Л.: Недра, 1977. - 479 с.

33. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Инженерная петрология / В. Д.

34. Ломтадзе. 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Недра, 1984. - 511 с.

35. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Специальная инженернаягеология / В. Д. Ломтадзе. Л.: Недра, 1978. - 496 с.

36. Ломтадзе В. Д. Методы исследования физико-механических свойствгорных пород / В. Д. Ломтадзе. Л.: Недра, 1972. - 312 с.

37. Малинин С. И. Геологические основы прогноза поведения пород вгорных выработках / С. И. Малинин. М.: Недра, 1970. - 192 с.

38. Малинин С. И. Опыт составления карт прогноза природнойустойчивости пород по разведочным данным: (на примере Донбасса)

39. С. И. Малинин. М.: ЦНИЭИуголь, 1969. - 58с.

40. Матерон Ж. Основы прикладной геостатистики / Ж. Матерон. М.:1. Мир, 1968.- 181с.

41. Методическое пособие по изучению инженерно-геологических условий месторождений, подлежащих разработке открытым способом. Л.: ВНИМИ, 1986. - 122 с.

42. Методическое пособие по изучению инженерно-геологических условий угольных месторождений, подлежащих отработке открытым способом. Л.: Недра, 1986. - 113 с.

43. Методические рекомендации по применению геофизических исследований скважин при производстве гидрогеологических и инженерно-геологических работ. -М.: ВСЕГИНГЕО, 1986. 67 с.

44. Методическое руководство по изучению инженерно-геологических условий рудных месторождений при их разведке / Гамалей Б. М. и др.; ВСЕИНГЕО. М.: Недра, 1977. - 143 с.

45. Методические указания по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров. Л.: ВНИМИ, 1972.- 165 с.

46. Методические указания по применению экспресс-методов и технических средств определения физико-механических свойств углевмещающих горных пород в процессе бурения. Ростов-на-Дону: ВНИГРИуголь, 1985. - 56 с.

47. Открытые горные работы: справочник / К. Н. Трубецкой и др.. М.: Горное бюро, 1994. - 590 с.

48. Панюков П. И. Инженерная геология / П. И. Панюков. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1978. - 296 с.

49. Попов В.В. Оценка физико-механических свойств углевмещающих пород и прогнозирование устойчивости выработок по комплексу геофизических измерений в скважинах / В. В. Попов, А. П. Синеокий, О. М. Чумаченко. Ростов-на-Дону: ДонбассНИЛ, 1973. -50 с.

50. Прочность и деформируемость горных пород / Ю. М. Карташов и др..-М.: Недра, 1979.-269 с.

51. Распределение и корреляция показателей физических свойств горных пород: справ, пособие / под ред. Н. В. Мельникова и др.. М.: Недра, 1981.- 190с.

52. Ржевский В. В. Основы физики горных пород / В. В. Ржевсвий, Г. Я. Новик. -М.: Недра, 1984. 359 с.

53. Руководство по геолого-геофизическим исследованиям параметрических скважин на стадии разведки угольных месторождений. Октябрьский: ВНИИГИС, 1991. - 121 с.

54. Руководство по геолого-геофизической методике изучения и прогноза устойчивости горных пород на стадии разведки угольных месторождений. М.: ВНИИГеофизика, 1981. - 83 с.

55. Руководство по геолого-геофизической методике изучения физико-механических свойств угленосных пород в разрезах скважин. М.: ВНИИГеофизика, 1981. - 78 с.

56. Скворцов Г. Г. Инженерно-геологические прогнозы условий разработки месторождений твердых полезных ископаемых:методические указания / Г. Г. Скворцов, Л. И. Романовская. М.: Госгеолиздат, 1961.-84с.

57. Скворцов Г. Г. Инженерно-геологическое изучение глубоких горизонтов месторождений полезных ископаемых при разведке / Г. Г. Скворцов, В. В. Фромм. М.: Недра, 1970. - 107 с.

58. Скоморошко Ю. Н. Методы научного познания в геологии / Ю. Н. Скоморошко, Н. Н. Гриб, Д. А. Самохин // Человек, общество, культура: Философские чтения. Якутск; Нерюнгри, 1998.-С. 77 -80.

59. Смирнов Б. В. Теоретические основы и методы прогнозирования горно-геологических условий добычи полезных ископаемых по геологоразведочным данным / Б. В. Смирнов. М.: Недра, 1976. -119 с.

60. Сорокин В. С. Свойства вскрышных пород угольных месторождений Якутии: учеб. пособие / В. С. Сорокин. Якутск: Изд-во ЯГУ, 1995. -70 с.

61. Справочник по инженерной геологии / под ред. М. В. Чуринова. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Недра, 1981. - 325с.

62. Справочник по математическим методам в геологии / Д. А. Родионов и др.-М.: Недра, 1987.-335 с.

63. Справочник по теории вероятностей и математической статистике / В. С. Королюк и др.. М.: Наука, 1985. - 640 с.

64. Теория и практика открытых разработок / под общ. ред. Н. В. Мельникова. М.: Недра, 1973. - 636 с.

65. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований в скважинах. -М.: Недра, 1985. 216 с.

66. Технические требования угольной промышленности к геологоразведочным работам и исходным геологическим материалам, представляемым для проектирования шахт и разрезов / Мин-во угольной промышленности СССР. М.: Недра, 1986. - 122 с.

67. Топорец С. А. Петрофизика постдиагенетических преобразований углей и вмещающих пород основных типов угленосных формаций СССР: автореф. дис. . д-ра геол.-минер, наук: 04.00.12 / С. А. Топорец. Л.: ВСЕГЕИ, 1987. - 43 с.

68. Угольная база России. М.: Геоинформмарк, 1999. - Т. 5, кн. 2: Угольные бассейны и месторождения Дальнего Востока России (Республика Саха, Северо-Восток, о. Сахалин, п-ов Камчатка). -638 с.

69. Угольные бассейны и условия их формирования: сб. науч. тр. М.: Наука, 1983.-246 с.

70. Физико-технические свойства горных пород и углей Кузнецкого бассейна: справочник / Г. Г. Штумпф и дрг. М.: Недра, 1994. -447 с.

71. Фисенко Г. JI. Устойчивость бортов угольных карьеров / Г. JI. Фисенко. М.: Углетехиздат, 1956. - 230 с.

72. Фисенко Г. JI. Устойчивость бортов и отвалов на разрезах / Г. JI. Фисенко, А. М. Мочалов. М.: ЦНИЭИуголь, 1975. - 54 с.

73. Хронин В. В. Проектирование карьеров: учеб. для вузов / В. В. Хронин. -М.: Недра, 1993. 448 с.

74. Шарапов И. П. Применение математической статистики в геологии / И. П. Шарапов. М.: Недра, 1971. - 248 с.

75. Швецов М. С. Петрография осадочных пород / М. С. Швецов. М.: Госгеолиздат, 1958. - 360 с.

76. Южно-Якутская угленосная формация / под ред. Н. В. Шабарова; Мин-во геол. СССР; ВНИГИ. Л.: Недра, 1981. - 191 с.

77. Яковлев Д. В. Системология петрофизических свойств / Д. В. Яковлев, А. Г. Черников, В. С. Ямщиков // Уголь. 1991. - № 12. - С. 19-21.

78. Якупов В. С. Исследование мерзлых толщ методами геофизики / В. С. Якупов. Якутск: ЯФ Изд-во СО РАН, 2000. - 336 с.

79. Ямщиков В. С. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов: учеб. для вузов / B.C. Ямщиков. М.: Недра, 1982.- 296 с.1. Фондовые источники:

80. Новые методы исследований скважин в Алдано-Чульманском районе за 1980-1981гг: отчет / ГГГП «Южякутгеология»; исполн.: Логинов М. И., Вашин А. И. Фонды ГГГП «Южякутгеология», 1981.-90 с.

81. Обеспечение эффективного внедрения методики акустического каротажа в Южно-Якутском угольном бассейне: отчет о НИР: 59-86 / ГГГП «Южякутгеология»; исполн: Вайктус Б. И., Скобочкина И.Г., Горбунов П.Е. и др.. Октябрьский, 1987. - 70 с.

82. Определение физико-механических свойств углевмещающих пород Эльгинского месторождения по данным ГИС: отчет / ГГГП «Южякутгеология»; исполн.: Логинов М. И., Гриб H. Н. и др.. -Фонды ГГГП «Южякутгеология», 1988. 176 с.

83. Эльгинский Угольный Проект. Якутия Российская Федерация: предварительное ТЭО: отчет (итоговый): в 2 т. / IMC Consulting Engineers Limited. Б. м., 1999.

84. Рассчитанные значения средневзвешенного коэффициента пространственнойизменчивости

85. Средневзвешенный коэффициент

86. Листинг расчетов производимых расчетными модулями автоматизированной системой* * '-!: * * * ф * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ❖ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Процедура: Command4.Click

87. Локальные переменные LOCAL SavePos, CountSTR

88. Сохранение текущей позиции указателя в таблице SavePos = RECNO()

89. Проверка установки значения стратиграфического интервала IF THISFORM.RSTRAT.Value=0 МЕ88АОЕВОХ("Необходимо ввести значение "+; "стратиграфичесокого интервала для расчета !!!",0+48+0,"Внимание.:") RETURN ELSE

90. RST=THISFORM.RSTRAT.Value ENDIF

91. Определение достаточности значений для расчета SELECT PROPLAST GO TOP CountSTR = 0 DO WHILE .Т. IF EOF() IF CountSTR < 3

92. MESSAGEBOX("ftiM данного значения стратиграфического интервала"+; " данных для расчета недостаточно или данные отсутствуют!!!",0+48+0,"Внимание.") GOTO SavePos RETURN ENDIF EXIT ENDIF

93. Сохранение в массиве текущей записи и записи промежуточной таблицы SCATTER ТО OneRecord

94. Проверка наличие данного стратиграфического интервала . FOR i=T ТО 20 IF RST = OneRecord(3+i) CountSTR=CountSTR+1 ENDIF NEXT i SKIP ENDDO

95. Расчет на базе введенных значений

96. Очистка промежуточной и основной таблицы результатов SELECT tempjpr DELETE ALL PACK

97. SELECT restb DELETE ALL PACK

98. Копирование значений из базовой таблицы SELECT proplast

99. GO TOP DO WHILE .T. IF EOF()1. EXIT ENDIF

100. SCATTER TO OneRecord && Дублирование записи . SELECT temppr APPEND BLANK GATHER FROM OneRecord SELECT proplast SKIP ENDDO

101. Пересчет значений SELECT temp jpr GO TOP DO WHILE .T. IF EOF()1. EXIT ENDIF

102. Сохранение в массиве текущей записи и записи промежуточной таблицы SCATTER ТО OneRecTMP

103. Выделение расчетного стратиграфического интервала . FlagSt = .F. FOR i=l ТО 20

104. RST = OneRecTMP(3+i) FlagSt .T. ENDIF1. NEXT i

105. SELECT proplast GO TOP F1 =0.00 G1 =0.00 G2 =0.00 DO WHILE .T. IF EOF()1. EXIT ENDIF

106. Установка флага расчета при наличии искомого стратиграфического интервала . IF FlagSt = .Т.

107. Сохранение в массиве текущей записи и записи промежуточной таблицы SCATTER ТО OneRecPRP && При несовпадении значений IF temppr.numscvag <> numscvag FOR i=l TO 20

108. При совпадении значения стратиграфического интервала IF RST = OneRecTMP(3+i) FOR g=l TO 20 IF RST = OneRecPRP(3+g)

109. Счет по базовой записи из таблицы TEMPJPR

110. F1 = F1 + SQRT((((TEMPPR.curx-curx) /1000)Л2)+ ((TEMPPR.cury-cury) /1000)л2) G1 = G1 + ABS(OneRecTMP(23+i)-OneRecPRP(23+g)) G2 = G2 + ABS(OneRecTMP(43+i)-OneRecPRP(43+g)) ENDIF NEXTg ENDIF

111. NEXT i ENDIF ENDIF SKIP ENDDO

112. Запись полученных результатов в таблицу RESTB && Запись, если есть такой стратиграфический интервал IF FlagSt = .Т. SELECT RESTB APPEND BLANK

113. REPLACE NUMSCVAG WITH TEMPPR.NUMSCVAG REPLACE RES 1 WITH Gl/Fl REPLACE RES2 WITH G2/F1 REPLACE RES3 WITH RST ENDIF1. SELECT temppr SKIP ENDDO1. Вывод отчета на экран .

114. MESSAGEBOX("BbiBecTH результаты расчета на экран ???"Д+32+0,"Внимание .") = 1

115. REPORT FORM SYS(2003)+"\REP\RESTB.FRX" PREVIEW ENDIF

116. NamePlFile = "RRK"+ALLTRIM(STR(i))+".IPLn IF !FILE(SYS(2003) +"\ARHIV\"+NamePlFile) COPY TO SYS(2003)+"\ARHIV\"+NamePlFile EXIT ENDIF ENDDO1. Смена сообщения

117. RepMess = "Отчет был сохранен в директории ARHIV под наименованием -"+ NamePlFile MESSAGEBOX(RepMess, 0 + 64 + 0, "Архивация отчета.") ENDIF

118. Запрос на сохранение рассчитанных результатов . to

119. MESSAGEBOX("CoxpaHHTb результаты для дальнейших расчетов ???"Д+32+0,"Внимание .") =1 §

120. Выбор таблицы RESALL . SELECT RESAJLL

121. SET ORDER TO && He использовать индексацию . && Выбор таблицы RESTB . SELECT RESTB

122. GO TOP && Установка указателя в начало таблицы . && Цикл копирования записей . DO WHILE .Т. IF EOF("RESTB")1. EXIT ENDIF

123. Добавление результатов в таблицу итогов SELECT RES ALL1. APPEND BLANK

124. Ф ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф * Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф

125. Отбор максимальных значений пределов прочности сжатия, растяжения . SELECT RESALL GO TOP

126. MAXJRAST = PPR MAXSGAT = PPS

127. Цикл отбора максимальных значений . DO WHILE .Т. IF EOF() EXIT1. ENDIF

128. MAXJRAST < PPR MAXRAST = PPR ENDIF

129. MAXSGAT < PPS MAXSGAT = PPS ENDIF SKIP ENDDO

130. Определение шагов итераций для пределов прочности на сжатие и растяжение STEPSGAT = THISFORM. STEPSGAT. Value STEPRAST = THISFORM. STEPRAST. Value

131. Округление максимального значения для предела прочности на растяжение IF STEPRAST < 1 INTMAXRAST = ROUND(MAXRAST, 1 )+STEPRAST ELSE

132. TMAXRAST = ROUND(MAXRAST,0)+STEPRAST ENDIF

133. Округление максимального значения для предела прочности на сжатие IF STEPSGAT < 1 INTM AXS GAT = ROUND(MAXSGAT, 1 )+STEPSGAT ELSE

134. TMAXS GAT ROUND(MAXS GAT, 0)+S TEPSGAT ENDIF

135. Очистка таблицы выборок от результатов . SELECT RESVIB DELETE ALL1. PACK

136. Цикл по стратиграфическим интервалам . SELECT RESALL SET ORDER TO RST GO TOP

137. Формирование выборки для предела прочности на сжатие . DO WHILE .Т. IF EOF("RESALL")1. EXIT ENDIF

138. FOR i=0 TO INT MAXSGAT STEP STEPSGAT IF (RESALL.PPS =< i) .AND. (RESALL.PPS > (i STEPSGAT)) SELECT RESVIB APPEND BLANK

139. REPLACE RST WITH RESALL.RST REPLACE OTSGAT WITH (i-STEPSGAT) REPLACE DOSGAT WITH i REPLACE OTRAST WITH 0 REPLACE DORAST WITH 0 ENDIF NEXT i1. SELECT RESALLskip1. ENDDO

140. В начало таблицы SELECT RESALL GO TOP

141. Формирование выборки для предела прочности на растяжение .

142. DO WHILE .Т. IF EOF("RESALL")1. EXIT ENDIF

143. FOR i=0 TO INTMAXRAST STEP STEPJRAST IF (RESALL.PPR =< i) .AND. (RES ALL.PPR > (i STEPJRAST)) SELECT RESVIB APPEND BLANK

144. REPLACE RST WITH RES ALL.RST REPLACE OTRAST WITH (i-STEPRAST) REPLACE DORAST WITH i REPLACE OTSGAT WITH 0 REPLACE DO SGAT WITH 0 ENDIF NEXT i SELECT RESALL SKIP ENDDO

145. Выбор таблицы SELECT TEMPVB

146. DELETE ALL && Удаление всех текущих записей1. PACK && Упаковка таблицы

147. Сведение полученной выборки в таблицу1. SELECT RESVIB1. SET ORDER TO SHTSGAT1. GO TOP

148. Поиск ненулевого вхождения DO WHILE .Т.1. EOF() EXIT ENDIF

149. Если значения отличны от нуля IF (OTSGAToO) .AND. (DOSGAToO) && Сохранение текущего интервала SAVEOT = OTSGAT SAVEDO = DOSGAT SAVERST = RST && Установка счетчика COUNTER = 0 EXIT ENDIF SKIP ENDDO DO WHILE .T. IF EOF()

150. COUNTER <> 0 && Сохранение последнего насчитанного значения SELECT TEMPJVB APPEND BLANK

151. REPLACE RST WITH SAVERST REPLACE OT SGAT WITH SAVEOT REPLACE DOSGAT WITH SAVEDO REPLACE OT RAST WITH 0 REPLACE DORAST WITH 0 REPLACE NSGAT WITH COUNTER ENDIF EXIT1. ENDIF

152. Сохранение значения класса

153. При смене стратиграфического интервала или значений пределов прочности .1. (SAVE RSToRST) .OR. ((OTSGAT<>SAVEOT) .AND. (DOSGAT<>SAVEDO)) SELECT TEMPVB APPEND BLANK

154. COUNTER = COUNTER + 1 SKIP ENDDO

155. Предел прочности на РАСТЯЖЕНИЕ

156. Копирование полученной выборки в таблицу1. SELECT RESVIB1. SET ORDER TO SHTJRAST1. GO TOP

157. Поиск ненулевого вхождения DO WHILE .Т. IF EOF()1. EXIT ENDIF

158. Если значения отличны от нуля IF (OTRAST<>0) .AND. (DOJRASToO) && Сохранение текущего интервала SAVEOT = OTJRAST SAVEDO = DORAST SAVERST = RST && Установка счетчика COUNTER = О EXIT ENDIF SKIP ENDDO DO WHILE .T.1. Продолжение приложения 31. EOFQ

159. COUNTER о 0 && Сохранение последнего насчитанного значения SELECT TEMPVB APPEND BLANK

160. REPLACE RST WITH SAVERST REPLACE OTJRAST WITH SAVEOT REPLACE DOJRAST WITH SAVEDO REPLACE OTSGAT WITH 0 REPLACE DOSGAT WITH 0 REPLACE NRAST WITH COUNTER ENDIF EXIT ENDIF

161. Сохранение значения класса

162. При смене стратиграфического интервала или значений пределов прочности IF (SAVERST<>RST) .OR. ((OTRAST<>SAVEOT) .AND. (DORAST<>SAVEDO)) SELECT TEMPVB APPEND BLANK

163. COUNTER = COUNTER + 1 SKIP ENDDO

164. Подсчет значений Pi и -Pi*In(pi) SELECT TEMPVB GO TOP

165. SAVEJRST = RST COUNTER =0 SUMMALL = 0 DO WHILE .T. IF EOF() && Запись последнего расчета && Возврат на исходную запись1. Продолжение приложения 3

166. SKIP ((-1) * С OUNTER) && Расчет Pi DO WHILE .Т. IF CC)UNTER=01. EXIT ENDIF

167. Если значения для предела прочности на сжатие IF NSGAT о О REPLACE PISGAT WITH NS G AT/SUMMALL

168. REPLACE PILNSGAT WITH (-(NS GAT/SUMMALL))*LOG(NS GAT/SUMMALL) ENDIF

169. Если значения для предела прочности на растяжение IF NRAST о О REPLACE PIRAST WITH NRAST/SUMMALL

170. REPLACE PILNRAST WITH (-(NRAST/SUMMALL)):|:LOG(NRAST/SUMMALL) ENDIF

171. COUNTER=COUNTER-1 SKIP ENDDO EXIT ENDIF

172. При смене стратиграфического интервала IF SAVEJR.ST о RST SAVERST = RST && Возврат на исходную запись SKIP ((-1)* COUNTER) && Расчет Pi DO WHILE .Т.1. COUNTERS1. EXIT ENDIF

173. Если значения для предела прочности на сжатие IF NSGAT о О REPLACE PISGAT WITH NSGAT/SUMMALL

174. REPLACE PILNSGAT WITH (-(NSGAT/SUMMALL)) * LOG(NS GAT/SUMMALL) ENDIF

175. Если значения для предела прочности на растяжение IF NRAST <> О REPLACE PIRAST WITH NRAST/SUMMALL

176. REPLACE PILNRAST WITH (-(NRAST/SUMMALL))*LOG(NRAST/SUMMALL) ENDIF

177. COUNTER=COUNTER-1 SKIP ENDDO

178. SUMMALL = 0 SKIP -1 ELSE && Суммирование

179. Если есть данные для предела прочности на сжатие IF NSGAT о О

180. SUMMALL = SUMMALL+NSGAT ENDIF

181. Если есть данные для предела прочности на растяжение IF NJRAST о О

182. SUMMALL SUMMALL+NJRAS Т ENDIF

183. С OUNTER=C OUNTER+1 ENDIF SKIP ENDDO

184. Выбор таблицы SELECT TEMPJVB GO TOP

185. Подсчет количества классов CLASSSGAT = О CLASSRAST = О SUMMJLNPIR = О SUMMLNPIS = О

186. Подсчет числа классов для предела прочности на растяжение SET ORDER ТО SET ORDER ТО DOJRAST GO TOP SAVEDO=0 DO WHILE .T. IF EOF()1. EXIT ENDIF1. Подсчет класса1. (SAVEDOoDORAST) .AND. (DORASToO) SAVEDO=DORAST CLASSRAST = CLASSRAST + 1 ENDIF SKIP ENDDO

187. Подсчет числа классов для предела прочности на SET ORDER ТО SET ORDER ТО DOSGAT GO TOP SAVEJDO=0 DO WHILE .T. IF EOF()1. EXIT ENDIF1. Подсчет класса1. (SAVEDO<>DOSGAT) .AND. (DOSGAT<>()) S A VEDO==DOS GAT CLASSSGAT = CLASSSGAT + 1 ENDIF SKIP ENDDO

188. Очистка таблицы текущих сумм SELECT SUMST DELETE ALL PACK

189. Подсчет суммы LNJPI SELECT TEMPVB SET ORDER TO GO TOP

190. SAVERST = TEMPVB.RST SUMR = 0 SUMS = 0 DO WHILE .T.to to to1. EOF()

191. Сохранение последнего расчета SELECT SUMST APPEND BLANK

192. REPLACE RST WITH SAVERST REPLACE SUMRAST WITH SUMR REPLACE SUMSGAT WITH SUMS REPLACE CLASSGAT WITH CLASSSGAT REPLACE CLASJRAST WITH CLASSRAST REPLACE RESSGAT WITH (SUMS/(LOG(CLASSSGAT)))* 100 REPLACE RESJRAST WITH (SUMR/(LOG(CLASSRAST)))*100 EXIT ENDIF

193. SAVE RST <> RST && Сохранения данных для данного стратиграфического интервала SELECT SUMST APPEND BLANK1. REPLACE RST WITH SAVERST1. REPLACE SUMRAST WITH SUMR

194. REPLACE SUM SGAT WITH SUMS

195. REPLACE CLASSGAT WITH CLASSSGAT

196. REPLACE CLASJRAST WITH CLASSRAST

197. REPLACE RES SGAT WITH (SUMS/(LOG(CLASSSGAT)))* 100

198. REPLACE RES RAST WITH (SUMR/(LOG(CLASSRAST))):|! 1001. Установка новых значений1. SAVERST = TEMPVB.RST1. SUMR = 01. SUM S = 01. ENDIF

199. SELECT TEMPVB && Формировка текущей суммы SUMR = SUMR + PILNRAST SUMS = SUMS + PILNSGAT SKIP ENDDO

200. Итоговая таблица ITOGTB && Очистка итоговой таблицы SELECT ITOGTB DELETE ALL PACK

Информация о работе