矿建中煤炭储量计算的基本参数

(山西省煤炭地质水文勘查研 究院 ， 山西 太原 030006)

摘 要： 对煤层面积、 厚度及煤的容重等煤炭资源储量计算基本参数的确定方法进行了阐述说明， 指出在矿建工程中， 应根据所获

得的数据和资料 ， 采用合适的计算方法确定参数 ， 以提高储量计算的精确度。

关键词： 煤炭， 储量计算 ， 参数

中图分类号 ： TD 163 文献标识 码 ： A

1 计算面积的确定

根据储量计算一般要求及通用公式， 计算储量时所使用的面

积有如下几种 ： 1)当煤层倾角小于 15。 时， 可以直接采用在煤层底

板等高线图上测定的水平面积; 2)当煤层倾角在 15。一 60。 时， 就

需要将煤层底板等高线图上所测定的水平面积换算成真面积， 换

算公式为 S = S' / cosa ， S 为真面积; . s 为在煤层底板等高线图上测

定的水平面积 ; a 为煤层倾角; 3)当煤层倾角大于 印。 时， 就需要

将煤层立面图(即立面投影图)上量得的立面面积换算成真面积 ，

换算公式为： S = S"/ sina ， S 为真面积; s” 为在煤层立面投影图上测

定的立面面积 ; 。为煤层倾角; 4)急倾斜煤层， 其产状沿走向、 倾向

变化很大 ， 直立倒转频繁， 这就需要编制煤层立面展开图， 在其上

测定的面积 ， 可直接用于储量计算。这些方法均需要从图纸上测

定面积， 如何测定， 以下介绍几种常用的方法。

1. 1 求积仪 法

利用求积仪测定面积是煤炭储量计算 中最常用的一种方法。

过去经常使用的求积仪一种是带有可变臂杆的定极求积仪， 另一

种是固定臂杆的定极求积仪。而现在又有了精度更高， 使用更为

方便的求积仪。

1. 2 透 明纸格 法

先将绘有间隔 1 am 平行线 的透明纸蒙在待测 的平面图形

上， 如图 1所示， 整个欲测图形的面积即等于若干小梯形面积之

和， 每一条被欲测图形所截的横线长度为梯形的横中线， 其高为

1。整个欲测图形面积实际等于被截的每一横线长度之和。被截

的每一横线的长度， 可用尺子直接量得， 也可用曲线仪测得。这

样求得的面积 ， 再根据平面图的比例尺换算成实际面积。

[5]

[6 ]

使用本方法应注意： 1)在用透明格纸蒙欲测图形时， 必须注

意使图形两端的条带宽度接近或等于0. 5 cm ; 2)为了检查测定结

果 ， 可变换透明格纸的位置， 再测定一次， 两次测定值的误差不超

过2%时， 取两次测定结果的平均值。

1. 3 透 明方格 法

用透明纸或聚酯薄膜制成一种方格网， 正方形小格的边长为

1 am 。测量时将方格网蒙在欲测图形上， 然后数欲测图形内的点

数 ， 将点数乘以小格的面积， 再根据图纸的比例尺换算成实际面

积即可， 见图2。为了准确 ， 也应把两次测定结果相加平均。在数

点数的时候要注意： 凡在线外的点不数 ; 凡在线内的点全数; 凡落

在线上的点只计半个。

图 1 用曲线仪和透明方格纸测量面积

2 煤层厚度及其计算方法

2. 1 计算煤炭储量的煤层厚度

计算煤炭储量所使用的煤层厚度称为“ 煤层采用厚度” 或“ 煤

层计算厚度” 。煤层的含义较广， 不是所有煤层均可进行储量计

算 ， 按现行规范要求， 达到表 1 和表 2 标准者才能进行储量计算。

煤层不论厚度大小 ， 一般都含有厚度大小不等和层数不等的

夹矸 ， 对有夹矸的煤层， 其采用厚度如何计算， 规范有严格规定， 主

胡毓达. 多目标决策—— 实用模型和优选方法[M ]. 上海： 中国人民解放军理工大学， 2010.

上海科学技术出版社， 2010. [7] 徐泽水. 直觉模糊信息集成理论及应用[M ]. 北京： 科学出

徐旭东. 直觉模糊信息集成方法及其应用研 究[D ]. 南京： 版社 ， 2008.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

收稿 日期 ： 20 14 -03-27

作者简介 ： 宫 莹 (1985- )， 男 ， 助理工程师

第 40 卷 第 17 期

· 96 · 2 0 1 4 年6 月 山 西 建 筑

要内容有： 1) 计算煤层采 用厚度 时， 煤层 中单层 厚度不大 于

0 . 05 m 的夹矸 ， 可以和煤分层合并计算采用厚度， 但合并后全层

的灰分和发热量指标应符合要求; 2)煤层中央矸的单层厚度不小

于煤层最低可采厚度时， 被夹矸所分开的煤分层应视为独立煤

层， 一般应分别计算储量。但其夹矸仅见于个别煤层点时， 可不

必分层计算; 3)煤层中央矸的单层厚度小于煤层最低可采厚度

时， 煤分层不作独立煤层。煤分层厚度不小于夹矸厚度时， 上下

煤分层加在一起作为采用厚度 ; 4 )对于复杂结构煤层， 如夹矸

比较稳定， 煤分层可以对 比时， 应按上述规定分别计算各煤分层

的采用厚度。否则， 虽其夹矸的单层厚度有时不小于煤层最低可

采厚度， 但当夹矸的总厚度不超过煤分层总厚度的 1/ 2 时⋯， 可

以将各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度 。

表 1 一般地 区储量计算标准

储量类别

能利 用储量 暂不能利 用储量

煤类 项 目

炼焦 非炼焦 炼焦 非炼焦

用煤 用煤 褐煤 褐煤 用煤 用煤

标准

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

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

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

露天开采 I. 0 0. 5

最高可采灰分Ag/ % 40 50 不作具体规定

表 2 煤炭 资源贫缺地区储量计 算标 准

储量类别

能利用储量 暂不能利用储量

煤类 项目

炼焦 非炼焦 褐煤 炼 焦 非炼焦 褐煤

用煤 用煤 用煤 用煤

标准

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

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

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

最低发热量 Q / MJ · kg 12. 5 10. 5 l0. 5

最高可采灰分 A g/ % 40 不作具体规定 50 不作具体规定

2 . 2 煤层厚度的确定和真厚度的换算

1)煤层厚度的测定方法。煤层厚度的测定分直接测定和间

接测定两种方法。直接测定是从探槽、 坑道揭露的煤层和钻孔的

岩煤芯中直接量取煤层厚度。而间接测定是从物理测井资料上

确定煤层厚度。煤层厚度测定要求 ： a. 直接测定时煤层顶底必须

十分清楚 ， 且顶底必须保持基岩原始特征 ， 而不是人为松动过的

或坍塌滑动过的， 必须垂直于顶底板丈量 ; b. 利用钻孔的煤芯确

定煤厚分两种情况 ， 取芯率 100%， 这时可在取芯管内直接量取煤

厚 ， 取芯率不到 100% ， 但不小于规范的规定 ， 这时要根据岩性、 见

煤及止煤深度以及岩煤芯磨损情况、 周围煤厚情况、 下见煤预告

情况等判断煤层厚度， 力求真实; C. 利用测井资料确定煤层厚度 ，

必须按有关部门正式颁布的测井规程的要求进行。

2)煤层真厚度的换算。当煤层倾角大于 l5。 时， 必须用煤层

的真厚度计算储量。在进行煤层真厚度计算时， 可以采用下述简

化计算公式： M = M / eosa。其中， 为煤层真厚度; 为煤层伪厚

度(钻探厚度) ; a 为煤层倾角。这是个近似值， 但误差在允许范

围内， 适用于任意斜孔。

3)平均厚度的确定。在煤炭储量计算 的通用公式中有一个

参数是 (煤层厚度) ， 它一般不是由一个见煤点确定的， 而往往

是由几个甚至更多个见煤点共同确定的平均数， 确定计算储量用

的煤层平均厚度， 一般分两步走 ： 确定哪些见煤点参加煤层平均

厚度的计算和煤层平均厚度的计算方法。参与煤层平均厚度计

算的一般是预先确定的块段范围内的够资格的见煤点， 但有时也

有特殊情况。有时可借用块段范围之外的够资格的见煤点， 这种

情况一般是块段范围内见煤点相对较少， 或者分布很不均匀 ， 而

且块段范围以外有距离较近的见煤点。无论是借用块段之外的，

还是人为的增加或减少见煤点， 其 目的是使计算出来的煤层平均

厚度在这个块段内有代表性， 够用即可， 切忌多用。在确定 了哪

些煤层点参与平均厚度计算之后， 可采用算术平均法或加权平均

法确定该块段煤层的平均厚度。但在实际应用中绝大多数都是

采用算术平均法， 而很少用加权平均法。算术平均法的计算公式

为： M ： 堕_± 丝

。 其中， 肼为块段的算术平均厚度; M . ，

： ， ⋯， M 均为各煤层点厚度; n 为参与厚度平均的勘探工程数

目。对特厚煤层点， 按规范的要求， 要查明原因， 作适当处理。什

么是特厚煤层点， 一般理解是厚度超过周围见煤点平均厚度的

3 倍以上。如果其厚度没有怀疑， 在没有更合适的处理方法时， 可

采用以下方法处理： 先采用算术平均法计算出平均厚度， 把这个平

均厚度视为特厚见煤点的厚度 ， 再参与块段的平均煤厚的计算。

3 容重的确定

容重即单位体积内煤的重量。按其本意讲就是单位体积的

煤在其原有空隙度、 裂隙度和含水分的状态下的重量。从计算储

量的通式中可以看 出， 容重的细小变化， 就会引起储量数据的很

大变化 ， 因为它要和一个庞大的体积数字相乘。这不是说其他不

重要 ， 而是说煤的容重更重要， 而实际情况往往是对此不太重视。

煤的容重主要决定于灰分的成分和含量， 煤的变质程度， 其次决

定于煤的结构、 构造、 煤岩成分和水分等因素。煤的容重从采样、

制样 、 采样密度到整个测试工作的完成都应严格按有关规程规定

进行， 确保容重质量的准确性。

4 结语

在煤炭储量计算过程中， 应根据要求和所获得的数据和资料，

采用合适的参数计算方法来确定参数， 从而提高计算的精确性。

参考文献 ：

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[2] 王 存， 刘 媛， 董 高超. 含煤地层中资源储量的估算方法

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[3] 王 波. 煤矿勘查中资源量估算相关问题的探讨[J]. 内蒙

古煤 炭经济 ， 20 13 (6) ： 68— 69，

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

G o N G Y i n g

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

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

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

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

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