煤炭储量计算方法之等高线法
煤层储量的计算方法
煤层储量的计算方法小结- [笔记]目前我实现过三种方法：1，根据等值线数据，用每条等值线的“走势”区分其所在柱体的体积的正负。
所谓趋势是指柱体位于“谷”还是“峰”上。
这种方法不能处理煤体中有空洞的情况，比如同一标高有数条等值线，有的勾勒的是煤体轮廓，有的勾勒的是煤体内部的岩体的轮廓。
2，根据等值线数据，用等值线面积的正负剔除每一梯级的无效面积。
对每一梯级按台体模型计算体积。
等值线的面积正负由其被包围圈数决定：偶数为正，奇数为负。
这种方法能处理空洞，但目前的实现的效率不高，判断两个等值线的包含关系很费时，一条等值线很容易有近千个顶点。
利用等值线数据计算体积的一个致命缺点是：没法处理边界上的未闭合等值线。
看过国外一个人的做法是人为在原始数据点周围增加一圈伪数据点。
3，根据三角网数据，把上表面为三角网、下表面为水平面的实体分解为一系列三角柱体（顶部一般是斜的）。
这种方法既快又好。
以上方法都受限于数据源：离散点坐标->三角网->等值线。
4，商业软件Surfer是先把数据点网格化，在网格数据的基础上进行包括体积在内各种统计。
网格数据有很多好处：1，可以生成相对平滑的等值线。
从三角网得用等值线是大尺度的折线，要拟合成平滑的曲线并不是件容易的事。
从网格数据得到的等值线最然也是折线，但尺度要小得多。
2，可以计算上下两个表面都是曲面的实体的体积。
如果用三角网，不易处理上下两个表面相交的情况。
3，生成剖面很容易。
§2 矿藏储量计算1.Бауман方法假定有一张矿藏的等高线图，高程差是h，地图上所表示的一圈，实际上便是一定高程的矿体的截面积.我们来估计两张这样的平面之间的矿藏的体积.这两张平面之间的距离便是高程差h.我们以A，B各表示下、上两个等高线圈所包围的截面(见图1，它们的面积亦记为A，B).Бауман建议用来估算这两个高程间的一片的体积υ，此处T(A，B)是用以下方法所画出的图形的面积，称它为Бауман改正数.如图2中，从制高点O出发，作放射线OP，这放射线在地图上A，B之间的长度是l.另作图3，取一点O′，与OP同方向取O′P′=l.当P 延着A的周界走一圈时，P′也得一图形，这图形的面积就称为Бауман改正数.因为它依赖于两截面A与B，所以我们用T(A，B)来表示它.把算出来的矿体体积一片一片地加起来，就得到矿藏的体积V.换言之，设矿体的等高线图的n+1条等高线所围成的面积依次为S0，S1，…，S n，则矿体的体积V由下式来近似计算：此处h为高程差(图4).定理①(Бауман)已知物体的下底A与上底B 其面积亦记为A，B)均为平面，且A平行于B，h为它们之间的高，O为B上一点，若用任意通过O而垂直于B的平面来截物体，所得的截面都是四边形，则物体的体积υ恰如(1)式所示.证以O为中心，引进极坐标(见图5).命高度为z的等高线的极坐标方程为ρ=ρ(z，θ)(O≤θ≤2π)，其中，ρ(z，O)=ρ(z，2π).今后我们常假定ρ(z，θ)(O≤θ≤2π，O≤z≤h)是连续的，我们不妨假定A，B的高程各为O及h.并且记ρ1(θ)=ρ(O，θ)，ρ2(θ)=ρ(h，θ).由假定可知因此物体的体积为，．定理证完.2.Бауман公式，截锥公式与梯形公式的关系假定物体的下底A与上底B均为平面，且A平行于B，h为它们之间的高，O为B上一点，除Бауман公式外，常用下面两公式来近似计算物体的体积：式(4).定理1 不等式υ≤υ1≤υ2(5)恒成立，当且仅当物体为截锥，且此锥体的顶点至底面A的垂线通过点O时，υ=υ1，当且仅当A=B时，υ1=υ2.证如Бауман定理中的假定.由Бауман公式及Буняков-cкий-Schwarz不等式可知当且仅当ρ1(θ)=cρ2(θ)(0≤θ≤2π，c为常数)时，即当这物体为一截头锥体，而此锥体的顶点至底面A的垂线通过点O时，才会取等号(图6).又由于所以，υ1≤υ2当且仅当A=B时取等值，定理证完.关于这三个公式的比较问题，我们认为主要应该从量纲来看，面的量纲为2.所以把面的量纲考虑为1所得出的公式，局限性往往是比较大的.梯形公式是把中间截面看成上底与下底的算术平均而得到的，所以把面的量纲当作1.Бауман公式则是将中间截面作为量纲2来考虑的.详言之它假定了ρ(z，θ)，为ρ(0，θ)，与ρ(h，θ)关于z的线性_到的(见1).截锥公式亦是将中间截面的量纲考虑为2.但比Бауман公式还多假定了ρ(0，θ)=cρ(h，θ)(0≤θ≤2π)，此处c为一常数.因此我们认为Бауман公式更具有普遍性，所以用它来近似计算物体的体积，一般说来，应该比较精确，但这并不排斥对于某些个别物体，用其他两个公式更恰当些的可能性.例如有一梯形，其上底与下底的宽度相等(如图7所示).用梯形公式反而能获得它的真正体积，而用Бауман公式与截锥公式来计算，结果就偏低了.不过，我们注意此时这梯形的截面的量纲为1(由于沿y轴未变).相对于Бауман公式，我们还可以估计用梯形公式与截锥公的相对偏差.对于Бауман公式算出的结果的相对偏差为_因为T(A，B)≤A-B 即此不等式显然成立)，所以3.建议一个计算矿藏储量的公式Бауман公式是假定ρ(z，θ)为ρ(0，θ)与ρ(h，θ)关于z的线性关系而得到的.如果我们将两相邻分层放在一起估计，即已知相邻三等高线ρ(0，θ)，ρ(h，θ)与ρ(2h，θ).我们用通过ρ(0，θ)，ρ(h，θ)与ρ(2h，θ)的抛物线所形成的曲面ρ=ρ(z，θ)来逼近矿体这两分层的表面，因此我们建议用如下的计算方法.命A，B，C分别表示连续三等高线所围成的截面(面积亦记为A，B，C)，A与B及B与C之间的距离都是h，则这两片在一起的体积可用以下公式来近似计算+2T(B，C)-T(A，C)).(6)如果不计(6)式中的第二项，就是熟知的(Соболевский公式.把二片二片的体积总加起来，就得到矿藏的总体积V的近似公式.换言之，设矿藏的等高线图的2n+1条等高线所围成的面积依次为S0，S1，…，S2n，而高程差为h，则矿藏的体积V由下式来近似计算注意：如果等高线图含有偶数条等高线，则最上面一片可以单独估计，其余的用公式(7).定理2 已知物体的上底C与下底A均为平面，B为中间截面(面积亦分别记为C，A，B)，且A，C都与B平行，A与B之间及B与C间的距离都是h，O为C上一点(图8).若用任意通过O而垂直于C的平面截物体，所得的截面的周界均由两条直线及两条抛物线所构成，则物体的体积υ3恰如(6)式所示.证以O为中心，引进极坐标，命高度为z的等高线的极坐标方程为ρ=ρ(z，θ)(O≤θ≤2π，ρ(z，O)=ρ(z，2π)).不妨假定A，B，C的高程分别为0，h，2h，并且记ρ1(θ)=ρ(O，θ)，ρ2(θ)=ρ(h，θ)，ρ3(θ)=ρ(2h，θ)由假定可知因此物体的体积υ3为定理证完.。
等高线法煤山体积计算
·
１１ ·
２００１年第４期
中州煤炭
总第１１２期
这３个表之间，通过索引指针相互发生联系，即 由某一个三角形，可以检索出构成该三角形的３条 边，从而又可检索出该三角形的３个顶点；另外，由 某条边，又可很方便地检索出共用该边的２个三角 形，这种结构关系，在追踪等高线时是非常有ＹＦＩ的。
· １２万· 方数据
２００１年第４期
中州煤炭
总第１１２期
等高线法煤山体积计算
原东方１，慕松利２ （１．焦作工学院测量工程系，河南焦作４５４０００；２．焦煤集团公司小马村矿，河南焦作４５４１７１）
摘要：采用常规测量方法或摄影测量方法测量煤山特征点三维坐标，然后利用煤山碎部点三维坐标，通过微机自
动组网并追踪等高线，计算各相邻等高线间的台体体积之和，得出整个煤山体积。
３追踪等高线
等高线追踪的基本思想是：先找出要追踪的最 小等高线值，对于给定值的等高线，从三角网数字高 程模型的第１条边开始扫描，判断扫描边上是否有 该高程值的等高线通过，若有，则将该边作为起始边 追踪，如图１中的１点，根据等高线理论，１号点所 在边的三角形中一定有另一条边存在相同等值点， 按三角形的相邻关系依次找出下一等值点２，３，４， ……，若最后又回到１号点，则所形成的等值线为一 闭曲线。再如，若从图１中６点开始追踪。经７，８ 到达边界点９，则该等高线为１条开曲线，这时，还 应从６号点开始反向追踪，经ｌＯ号点到达边界点 １１，完成这Ｏｋ－开曲线追踪，然后，将刚追踪的高程值 加上１个等高距，得出下一条要追踪的等高线，依次 进行各条等高线的追踪。直到追踪的等高值超过煤 山的最高高程为止。
台体的上下底面积即是由等高线围成的等高面 面积，而等高面边界是闭曲线，该闭衄线又可看作是 由边长很短的多边形组成，利用多边形面积计算公 式便可计算出一个闭曲线围成的等高面近似面积， 由于相邻３个等高面围成的煤山形状外围表面呈抛 物面变化，利用Ｓｉｍｐｓｏｎ公式扭Ｊ，可得出相邻３个截 面构成的煤山体积Ｋ
煤层底板等高线图及应用
煤层底板等高线图及应用
同，轴面可以是直立的平面(或曲面)，也可以是倾斜的平面〈或曲面)，因而轴线可以是直线， 也可以是曲线。 (3)枢纽 褶曲中同一岩层的层面与轴面的交线称为枢纽。枢纽的形态取决于褶曲的形态，可以是水 平的、倾斜的或波浪状。枢纽用来表示褶曲在延长方向上产状的变化。 2.褶曲在煤层底板等高线图上的表现 褶曲的形态是多种多样的。 褶曲的枢纽为水平或近于水平的称为水平褶曲；褶曲沿一定方 向倾伏，枢纽为倾斜的称为倾伏褶曲，如图 8 所示，褶曲中同一岩层面与水平面交线的纵向长 度和横向宽度之比小于 3:1 时，背斜称穹隆，向斜称构造盆地。
陈慎心@2015整理 +8618636937693 不同标高的煤层底板等高线及高程值。 太原理工大学矿业工程学院采矿系 Email:chenshenxin@
1
原文见于多种《矿图》教材，有修改。 1
煤层底板等高线图及应用
7．资源（储量）计算要 素 煤 层 底 板等 高线图 作为 煤炭资源（储量）计算图时， 应标示最低可采边界线；煤种 分类界线；资源（储量）分类 界线及编号；计算块段的界 线、面积、编号、煤层平均倾 角、计算厚度及资源（储量） 计算结果。
煤层底板等高线图及应用1
一、概述
（一）煤层底板等高线图的基本概念
不同高程的水平面与煤层底板的交线称为煤层底板等高线。将各条煤层底板等高线，用标 高投影的方法，投影到同一水平面上，按照一定比例尺和规定的线条、符号绘制而成的图纸， 称为煤层底板等高线图，如图 1 所示，图 1(a)表示煤层底板等高线投影示意图；图 1(b）表示 绘出的煤层底板等高线图。
陈慎心@2015整理 +8618636937693 采水平的划分、布置大巷、布置采区等都离不开的重要资料。 太原理工大学矿业工程学院采矿系 Email:chenshenxin@ ②在矿井建设阶段，煤层底板等高线图是指导井巷工程施工的主要依据之一。
煤层底板等高线
谢谢
THANKS
瓦斯压力测定
利用专业设备对煤层中的瓦斯压力进行测定，分析其 与煤层底板等高线的关系。
煤体结构分析
通过对煤体结构的观察和测试，了解其对瓦斯赋存状 态的影响。
瓦斯运移规律探讨
瓦斯运移通道
研究煤层中的裂隙、孔隙等瓦斯运移通道的发 育程度和分布情况。
瓦斯运移驱动力
分析地应力、水动力等因素对瓦斯运移的驱动 作用。
CHAPTER
技术创新方向展望
高精度数据采集技术
利用先进的测量设备和技术，提高煤层底板等高线数据采集的精 度和效率。
智能化处理技术
借助人工智能、机器学习等技术，实现煤层底板等高线数据的自 动化处理和智能分析。
三维可视化技术
通过三维建模和可视化技术，将煤层底板等高线数据以更直观、 立体的方式展现出来，提高数据利用价值。
无人机倾斜摄影技术
通过无人机搭载相机获取煤层底板影像数据，利用倾斜摄影测量技术提取三维 信息，具有快速、灵活、成本低的优点。
数据处理与成图方法
01
02
03
数据预处理
对测量数据进行去噪、平 滑等处理，提高数据质量。
三维建模
利用测量数据建立煤层底 板三维模型，直观展示煤 层底板形态。
高线图，用于指导煤 矿开采设计。
映在煤层底板等高线的形态上。
03
岩浆活动
岩浆活动对煤层底板等高线的影响主要表现在局部地区。岩浆侵入煤层
或围岩中，会导致煤层和围岩发生变质作用或热液交代作用，从而影响
煤层底板等高线的形态和分布。
04 煤层底板等高线与瓦斯赋存关系研究
CHAPTER
瓦斯赋存状态分析
瓦斯含量测定
通过实验室测定和现场实测，获取煤层中瓦斯含量的 准确数据。
煤层储量计算图的编制方法
煤层储量计算图的编制方法摘要:通过储量图的编制,掌握底板等高线的制作方法,储量块段的圈定方法,可采边界的划分,储量级别的确定,为煤矿的生产和设计奠定一定的技术基础。
关键词:储量计算等高线可采边界储量级别生产矿井的煤层储量计算图是以煤层等高线图或煤层立面投影图（附有采掘工程）为基础,注记各种煤层储量计算数据,圈定各级储量计算块段即成储量计算图。
一、比例尺和内容储量计算图的比例尺为1:500——1:5000。
图面内容主要包括以下几方面:地理坐标方格网、指北线,以及图名、图签、图例和比例尺等。
1.煤层上方地面主要建筑、铁路、公路及地表水体（河流、湖泊、水库等）2.通过该煤层的所有井巷工程、钻孔、探槽、探井、探巷、生产小窑和老窑,以及它们的名称和编号;勘探线及编号。
3.各勘探工程及井巷工程的见煤点位置或煤层厚度测量点位置、每层厚度及底板标高。
4.煤层底板等高线及标高值;断煤交线及断层名称或编号;煤层尖灭界线、岩浆侵入体界线、陷落柱界线、煤层冲蚀界线等。
5.井田边界、煤层露头线、采空区边界线、老窑积水范围界线、煤层风氧化带边界线等。
6.还应绘出储量计算边界、不同储量类别和级别的界线、各种煤柱界线、储量计算块段界线（每一块段均标注出编号、储量级别、平均煤厚、平均倾角和储量值等）;各勘探工程及井巷工程的见煤点或煤层厚度测量点,要绘出煤层小柱状（比例尺1:200或1:100）,注示主要煤质指标（灰分）。
二、编制方法和步骤储量计算图的编制,首先要绘制煤层等高线图,然后在煤层等高线图的基础之上划分块段、圈定储量和进行储量计算,最后进行检查、校对和整理。
（一）绘制煤层等高线图1.准备底图。
依据编图范围和比例尺确定图幅;绘制地理坐标方格网,注明每一经、纬线的坐标值,标出指北线。
2.根据地形地质图或地形图,转绘地面建筑、铁路、公路及地表水体等。
3.依据分层采掘工程平面图,将通过该煤层的所有井巷工程转绘下来,依据坐标值,将穿过该煤层的各个勘探工程、生产小窑及老窑等投绘到图上;注明上述每一工程的名称或编号。
煤炭储量计算方法之储量计算地基本全参数
煤炭储量计算方法之储量计算的根本参数煤炭储量计算方法二、储量计算的根本参数(一)计算面积确实定根据储量计算一般要求与通用公式，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。
~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式中，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60。
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式中，S为真面积;S〞为在煤层立面投影图上测定的立面面积;a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。
以上种种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)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，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。
每一种求积仪都带有详细的说明书，对其原理和使用说明不再赘述。
(2)透明纸格法。
先将绘有间隔1cm平行线的透明纸蒙在待测的平面图形上，如图2-8-5，整个欲测图形的面积即等于假如干小梯形面积之和，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。
图2-8-5用曲线仪和透明方格纸测量面积使用本方法要注意两个问题：其一，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0.5cm;其二，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。
复杂条件下煤层底板等高线生成算法研究.kdh
复杂条件下煤层底板等高线生成算法研究摘要:详细介绍了一个利用ARX 进行的AutoCAD 二次开发的实例，利用ARX 、MFC 、数据库等来生成煤层底板等高线。
本算法较原来的算法有极大的改进，在运算速度和生成的等高线的效果上都很理想，和目前煤炭行业比较流行的龙软RIS 相比，本算法在处理含断层的复杂地质条件下等高线的生成上有明显优势。
关键词:ARX ；煤层底板等高线；二次开发中图分类号:TD80文献标识码:A 文章编号:1008-8725（2010）07-0052-03Research of a Algorithm to Generate the Coal-basedBottom Contour Under Complicated ConditionsTANG Wan-jun,JIANG Xin-yu,LIU Shan-zhong（College of Resource and Environment Engineering,Liaoning Technical University,Fuxin 123000,China ）Abstract:This paper introduces an instance of AutoCAD second development carried out by ARX,using ARX,MFC,databases,etc.to generate the coal seam floor contour lines.This algo －rithm is better than the original algorithm in the computing speed and the resulting effect on the contour paring with one of the most popular soft,longruan RIS,our algorithm has an obvious advantage in dealing with the generation of contour lines under complicated conditions which has the geological faults.Key words:ARX;coal seam floor contour;redevelopment收稿日期:2009-11-20;修订日期:2010-04-20作者简介:汤万钧（1988-），男，河南焦作人，现为辽宁工程技术大学资源与环境学院学生。
煤层 储量计算
第二节 储量/资源量的估算指标与参数
2) 内边界线 在勘探区内，凡煤厚及煤 质(主要指灰分)符合工业要求的最边缘钻 孔(或巷道)的联线，称为内边界线。 3) 外边界线 内边界线以外的边界线， 统称为外边界线，如零点边界线，即煤层 厚度为零点的联线。
第二节储量/资源量的估算指标与参数
4） 最低可采边界线 煤层最低可采厚度的各点联线，称为煤 层最低可采边界线。所谓圈定边界线，一 般指的都是固定煤层最低可采边界线，亦 就是估算面积的界线。 最低可采边界线的确定：
第二节 储量计算基本参数的确定
2． 煤层厚度的选用 煤层倾角不大于 15 °时，可用煤层的伪厚度 计算储量；如果煤层倾角大于15°时，必须用煤 层的真厚度计算储量。 如果是山地工程揭露的煤层，其厚度可直接 测出。如果是钻探工程揭露煤层，当煤层及其顶 板岩芯采取率较高时，一般采用钻探的厚度。如 钻探打丢或达薄煤层，也可用测井厚度，有时钻 探资料与测井资料差别很大时，应需经过研究在 确定。
（1）公式法 利用相似三角形原理，求出煤层厚度可 采钻孔至最低可采厚度点的层厚距离；该距离的联 线即为最低可采边界线(图10—2)。 在图10-2A中，10号孔为可采厚度m1，13号孔为不可采 厚度 m3，联接两钻孔，并作煤厚剖面图 ( 图 10 — 2B)。 由图在 m1 与 m3 之间找出最低可采煤厚 m2，然后分别以 煤厚 m2、m3 为距作平行线 AB 和 CD，则△ ABE 与△ CDE 为两个相似三角形，其中AB长度即为所求之 l，可用 下式表示： l=L（m1-m2）/（m1-m3） （10-2）
第二节 储量计算基本参数的确定
(三) 煤层斜面积的计算方法 当面积测定之后，尚需考虑煤层的倾角，当煤层倾角 小于15°时，可用测定的平面积直接计算储量。接计算 储量，当煤层倾角大于15°时，则有以下两种情况， (1) 煤层倾角小于60°时，需按平面积换算成斜面积， S=S1╳（1/cosα） 式为：S——斜面积， S1——水平投影面积， α——煤层倾角．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
煤炭储量计算方法之等高线法
储量计算方法
(二)等高线法
这种方法是在煤层底板等高线图上求出两相邻等高线间的面积，再计算储量的方法，根据求面积方法不同，又分两种情况：
1.直接计算法(如图2-8-13)
图2-8-13 等高线法计算储量示意图
即根据已知数据，直接计算储量，其公式如下:
式中，Q 为两等高线间煤炭储量，I 为两等高线间中线长度，可用曲线仪或
曲线尺测得;b 为两等高线间的水平投影长度(平距);h 为等高距;m 为煤层平均厚度;d 为煤层平均容重。
这一方法因其按等高线分水平计算和统计储量，也就可以最大限度地满足矿井设计和开采部门的需要，计算方法也较简单，精度较高。
适宜于稳定或较稳定煤层而且构造有明显变化的地区。
2.平均倾角法
该方法主要是想弥补直接计算法中对煤层面积的测定和计算工作比较繁杂的缺陷。
相邻两等高线间煤层的真面积等于该面积的水平投影与两等高线间煤层平均倾角的正割的乘积是这一方法的实质。
推导后的计算公式为：
Q = B x secα x M x d
式中，Q 为欲求两等高线间煤炭储量;B 为两等高线间煤层的水平投影面积; α为计算块段内煤层的平均倾角;M 为计算块段内煤层的平均厚度;d 为计算块段内煤的平均容重。
对于倾角大于60。
的急倾斜煤层，储量计算必须在煤层立面投影图上进。