2.3 Морфология и показатели качества угольного пласта m3

В пределах участка, исследуется угольный пласт m3 характеризуется как выдержанный, средней мощности (до 1,53 м), сложного строения. Пласт простирается в юго-восточном направлении. Увеличение глубины залегания наблюдается в северо-западном направлении под углом 8-200.

По степени метаморфизма углей пласта по ГОСТ 3472-96 относится к маркам Г, Ж и К.

По зольности, с учетом засорения внутришньопластовимы прослойками, углистых породами верхней и нижней части пласта угля пласта m3 - середньозольний.

По содержанию серы угля пласта m3 - пидвищеносирчанисте.

Обогатимость угля пласта - средняя и тяжелая.

Согласно ГОСТ 537-85 угля пласта может быть использовано для коксования после обогащения

Среднее содержание токсичных и потенциально токсичных элементов в углях и вуглевмищуючих породах оцениваемой площади, как правило, не превышает фоновых и предельно допустимых концентраций.

2.4 Исследование качественных показателей угля пласта m3

2.4.1 Одномерные математические модели

2.4.1.1 Зольность

Содержание золы в угле пласта m3 в пределах исследуемого участка изменяется от 9 до 21,2%, в среднем составляя 14%. Модальное значение показателя зольности составляет 17,8% что позволяет отнести уголь исследуемого пласта до середньозольного. Стандартное отклонение исследуемого показателя - 4,2%, коэффициент вариации - 23%. Подобное значение коэффициента вариации показателя содержания золы говорит об однородном пространственное распределение золы у исследуемого угле пласта. Незначительное левая асимметрия (0,37) и значительный эксцесс (-1,48). На гистограмме распределения показателей зольности угольного пласта наблюдается наличие двух групп по зольностью: I - от 9 до 15%, II - от 15 до 21,2%.

2.4.1.2 Сернистость

Содержание серы в угле пласта m3 в пределах исследуемого участка изменяется от 1,3 до 4,1%, в среднем составляя 2,9%. Модальное значение показателя зольности составляет 3,7% что позволяет отнести уголь исследуемого пласта, в большей степени, в пидвищеносирчанистого. Стандартное отклонение исследуемого показателя - 0,9%, коэффициент вариации - 31%. Подобное значение коэффициента вариации говорит о ступней распределения содержания золы близкий к однородному. Незначительное права асимметрия (-0,37) и значительный эксцесс (-1,39). На гистограмме распределения показателей сернистости угольного пласта наблюдается наличие двух групп по содержанию серы: I - от 1,3 до 3%, II - от 3 до 4,1%.

а)

б)

Рис. 2.2. Частотное распределение качественных показателей угольного пласта m3:

а - зольность б - сернистость.

2.4.1.3 Мощность

Мощность угольного пласта m3 меняется 1,36 до 1,69 м в пределах исследуемой площади. Средний показатель мощности угольного пласта составляет 1,54 м. Наиболее распространенная величина мощности угольного пласта составляет 1,50 м. Стандартное отклонение составляет 0,064 м, коэффициент вариации - 4%, что позволяет сделать вывод о крайне незначительную изменчивость мощности угольного пласта.

Мощность внутришньопластовий породного слоя пласта m3 изменяется от 0,04 до 0,14 м в пределах исследуемой площади. Средний показатель мощности слоя составляет 0,081 м. Наиболее распространенная величина мощности составляет 0,06 м. Стандартное отклонение составляет 0,027 м, коэффициент вариации - 33%, что позволяет сделать вывод о почти незначительную изменчивость мощности породного слоя. По гистограмме распределения показателей мощности можно сделать вывод, что распределение показателей мощности близок к нормальному, даже в присутствии изолированного пика в учебном диапазоне частот.

Рис. 2.3. Частотное распределение показателей мощности угольного пласта m3

2.5 Двумерная модель

Для построения двумерной модели качественных показателей угольного пласта (зольность, сернистость, мощность) проведен расчет коэффициентов корреляции для определения характера и силы связи показателей (табл. 2.2) и уравнений регрессии для прогнозирования показателей качества.

Таблица 2.2 Матрица коэффициентов корреляции качественных показателей угольного пласта m3

ПВП, м

Зольность,%

Сернистость,%

ПВПП, м

ПВП, м Коэффициент корреляции

Пирсона 1,000

Знч. (2-сторон).

Зольность,% Коэффициент корреляции

Пирсона

-0,074

1,000

Знч. (2-сторон) 0,727.

Сернистость,% Коэффициент корреляции

Пирсона

-0,004

-0,848

1,000

Знч. (2-сторон) 0,983 0,000.

ПВПП, м

Коэффициент корреляции

Пирсона

0,203

0,836

-0,704

1,000

Знч. (2-сторон) 0,105 0,000 0,002

Таким образом, в системе зольность - сернистость - мощность (угольный пласт и внутришньопластовий породный слой) выявлены следующие корреляционные взаимосвязи:

1. Сернистость - зольность: обратный, высокий (-0,848);

2. Зольность - мощность внутришньопластового породного слоя: прямой, высокий (0,804)

3. Сернистость - мощность внутришньопластового породного слоя: обратный, средний (-0,704).

Считая высокий уровень корреляционной связи содержания золы, серы и мощности внутришньопластового породного слоя, есть возможность составить прогнозные уравнения регрессии зольности и сернистости с мощностью внутришньопластового породного слоя.

В результате линейного регрессионного анализа построены следующие прогнозные уравнения

Ad = 116,773 ПВПП + 4,678 (R2 = 0,685);

Std = 4,647 - 21,091 ПВПП (R2 = 0,474);

Std = 5б509 - 0б182Ad (R2 = 0,707).

Итак, полученные результаты позволяют сделать следующие выводы. Тесная взаимосвязь показателей содержания золы и мощности внутришньопластового породного слоя обусловлено изменением режима торфоутворення из морских условиях на континентальные, закономерно повышает содержание золы в исследуемой пробе. По этой же причине наблюдается снижение содержания серы.

Полученные уравнения регрессии позволяют с разной степенью точности (от 47 до 70%) прогнозировать содержание золы и серы на исследуемом участке по мощности внутришньопластового породного слоя.

2.6 Пространственные особенности изменчивости качественных показателей угольного пласта m3

2.6.1 Зольность

Основная часть максимальных показателей содержания золы наблюдается в центральной части участка в виде зоны, простирающейся с юго-востока на северо-запад. Зона менее зольного угля наблюдается в западной части участка (рис. 2.4).

Уголь с относительно невысоким содержанием золы распространенное на юге и северо-востоке исследуемого участка.

Рис 2.4 - Схематическая карта изменчивости содержания золы угольного пласта m3

2.6.2 сернистость

Основная часть минимальных показателей содержания общей серы наблюдается в центральной части участка в виде овальной зоны простирается с юго-востока на северо-запад. Вторая зона угля с относительно невысоким содержанием серы наблюдается в западной части участка (рис. 2.5).

Зоны максимальных показателей содержания серы наблюдаются на северо-востоке, юге и частично на северо-западе исследуемого участка.

Рис 2.5 - Схематическая карта изменчивости содержания общей серы угольного пласта m3

Таким образом, в пределах исследуемого участка наблюдается концентрация в центральной части максимальных показателей содержания золы и относительно небольших по содержанию показателей общей серы.