Определение мощности угольного пласта по геологическому плану
Задание 4
Условие: Имеется план выхода угольного пласта на поверхность (рис. 4). Мощность наносов около 1 м.
Требуется:
1. Для уточнения залегания пласта и предварительного изучения качества угля вскрыть пласт двумя канавами, расположенными на расстоянии 50 м друг от друга.
2. Определить истинные мощности пласта в местах его вскрытия канавами.
Ход решения:
-
Выбор точек для заложения канав:
- Согласно условию, канавы должны быть расположены на расстоянии 50 м друг от друга.
- На плане (рис. 4) показаны горизонтали, обозначающие рельеф местности. Видно, что угольный пласт выходит на поверхность в виде вытянутой структуры.
- Для определения истинной мощности пласта, канавы следует закладывать перпендикулярно простиранию пласта, в местах, где его выход наиболее отчетливо прослеживается.
- Выберем на плане две точки (А и В), отстоящие друг от друга на расстоянии, соответствующем 50 м на местности, так, чтобы линия, соединяющая эти точки, была перпендикулярна линиям простирания пласта. Например, можно выбрать точки на оси симметрии выхода пласта, расположенные на расстоянии 50 м.
-
Графическое определение элементов залегания пласта и нормальной мощности:
- После того как канавы будут прорыты, в их стенках будут видны напластования, в том числе и угольный пласт.
- По изображениям напластований в стенках канав можно определить угол падения пласта.
- Истинная мощность пласта (h) - это мощность, измеренная перпендикулярно к его напластованию.
- Мощность пласта по стволу канавы (h') - это мощность, измеренная вертикально или по наклону ствола канавы.
- Если угол падения пласта равен \(\alpha\), а угол наклона канавы (или угол, под которым пласт пересекает дно канавы) равен \(\beta\), то истинная мощность пласта \(h\) связана с мощностью, измеренной по канаве \(h'\), соотношением:
\(h = h' \sin(\alpha)\) (если канава вертикальная)
Или более общая формула, учитывающая углы падения пласта и угла наклона ствола канавы. - На практике, измерение истинной мощности производится непосредственно по керну или стенкам выработки, перпендикулярно напластованиям. Графический метод используется для предварительной оценки или по данным бурения.
- В данном задании, предполагается графический метод. Можно использовать масштаб плана и горизонтали для определения угла падения пласта. Зная угол падения и высоту, на которой пласт обнажается в канаве, можно определить его истинную мощность.
- Более простой вариант: Если канавы проходят поперек пласта, то мощность, измеренная в канаве перпендикулярно к простиранию пласта, будет равна истинной мощности, если канава вертикальна, а пласт горизонтален. В случае наклонного залегания пласта, истинная мощность определяется как произведение измеренной мощности на синус угла падения пласта.
Примерный расчет (иллюстративный, т.к. точных данных на плане нет):
Предположим, что в одной канаве (А) измеренная мощность пласта составила \(h'_A = 1.2\) м, а в другой (В) – \(h'_B = 0.9\) м. По данным напластований на плане или по измерениям в канаве, определен угол падения пласта \(\alpha = 30^\circ\).
Тогда истинная мощность в точке А:
\(h_A = h'_A \sin(\alpha) = 1.2 \text{ м} \times \sin(30^\circ) = 1.2 \text{ м} \times 0.5 = 0.6 \text{ м}\).
Истинная мощность в точке В:
\(h_B = h'_B \sin(\alpha) = 0.9 \text{ м} \times \sin(30^\circ) = 0.9 \text{ м} \times 0.5 = 0.45 \text{ м}\).
Примечание: В реальности, мощность наносов около 1 м, поэтому угольный пласт выходит не прямо на поверхность, а под слоем наносов. Канавы должны пройти этот слой наносов, чтобы вскрыть угольный пласт. Расчет истинной мощности производится после вскрытия пласта.
Окончательный ответ:
- Канавы следует закладывать на расстоянии 50 м друг от друга, перпендикулярно простиранию угольного пласта, в местах его наиболее четкого обнажения на поверхности (или в предполагаемых местах выхода, если они нечетко видны).
- Истинные мощности пласта в местах вскрытия канавами определяются графически или путем прямых измерений по углу падения пласта и мощности, измеренной в канаве. Если угол падения пласта равен \(\alpha\), а мощность, измеренная в вертикальной канаве, равна \(h'\), то истинная мощность \(h = h' \sin(\alpha)\).
