Геометрия недр - Букринский В.А. 1985 г.


Геометрия недр - Букринский В.А. 1985 г.

 Геометрия недр - Букринский В.А. 1985 г.

 

Год издания: 1985

Автор: Букринский В.А.

Издательство: Недра

Язык: Русский

Формат: PDF

Качество: Отсканированные страницы + слой распознанного текста

Интерактивное оглавление: Да

Количество страниц: 526

Библиограф. запись: Букринский В.А. Геометрия недр: учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1985. - 526 с.

 

Богатства недр — национальное достояние. От объема добыч полезных ископаемых, зависит могущество и процветание на­шей Родины. Но полезные ископаемые в недрах не воспол­няются. Поэтому охрана недр, рачительное и комплексное их использование непреложный закон в социалистическом обществе. Об этом свидельствуют решения съездов КПСС, постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР об уси­лении охраны природы и улучшении использования природных ресурсов и принятые в 1975 г. Верховным Советом СССР Ос­новы законодательства Союза ССР и союзных республик о недрах.

Интенсивная разработка месторождений полезных ископа­емых на основе комплексной механизации и автоматизации процессов добычи, планирование добычи с наименьшими затра­тами средств и потерями полезного ископаемого, с заданным качеством руды и содержанием компонентов, применение ЭВМ при планировании разведочных и горных работ, а также безо­пасность ведения горных работ и решение ряда других вопросов предъявляют определенные требования к выявлению простран­ственного размещения горно-геологических показателей месторождения и математическому их выражению.

В этой связи геометризации недр, геометрическому и мате­матическому выражению размещения изучаемых показателей, которые затруднительно или невозможно выразить аналитиче­ски, уделяется все большее внимание как при разведке, так и особенно при разработке месторождений полезных ископаемых.

Решение сложных задач при разработке месторождений, связанное с определением взаимосвязи между горно-геологи­ческими, техническими и экономическими факторами, изме­няющимися, как правило, в больших пределах, стало возмож­ным при широком использовании математических методов ЭВМ и геометрическом выражении и интерпретации рассматри­ваемых горно-геологических показателей.

Геометрия недр — научно-техническая дисциплина, в кото­рой изучаются: формы и размеры залежей минерального сырья, их пространственное положение в недрах и условия залегания; размещение в недрах запасов полезных ископаемых в целом по сортам (маркам), по степени их подготовленности к добыче и по степени их изученности; размещение залежей, а также по­лезных и вредных компонентов; способы определения и учета добычи, потерь,, разубоживания при добыче, способы подсчета запасов и учета их движения при разработке местрождений; процессы при изменении формы и свойств во времени, проис­ходившие в недрах или происходящие в результате проведения горных выработок; геометрические методы решения различных задач горного и геологоразведочного дела.

Форма, условия залегания и размещение в недрах компо­нентов твердых полезных ископаемых имеют весьма разнооб­разную, часто очень сложную, но вполне определенную геомет­рию. Выявление и выражение этой геометрии, т. е. аппрокси­мация ее, с определенной степенью точности является одной из главных задач геометрии недр, которая осуществляется при их геометризации.

Под геометризацией месторождений полезных ископаемых понимают совокупность наблюдений, измерений, вычислитель­ных и графических работ, имеющих целью получить геометри­ческое выражение форм, свойств полезных ископаемых, усло­вий их залегания и процессов, происходящих в недрах.

Следует различать геометрию, присущую природным объ­ектам, и геометризацию — как аппроксимацию и выражение этой геометрии с точностью, соответствующей данной стадиипознания недр. Теоретическими основами методики геометризации место­рождений полезных ископаемых и геометрических методов и приемов решения задач горного и геологоразведочного дела служат учение о геологическом и, в частности, о геохимиче­ском поле, поверхностях топографического порядка и матема­тических действиях над ними, а также вероятностно-статистиче­ские и другие математические методы и учение о проекциях.

Геометризация месторождений полезных ископаемых стала одним из важнейших элементов работы маркшейдерско-геоло­гической службы шахты, рудника карьера. Если на маркшейдерских планах и разрезах, не будут изо­бражены форма разрабатываемой залежи, условия ее залегания и размещение запасов полезного ископаемого, его разно­видностей и компонентов, то нельзя правильно запроектировать и осуществить строительство горного предприятия, правильно выбрать систему разработки месторождения. Без этого нельзя также установить взаимосвязь в размещении минерализации со структурой месторождения, что необходимо для правильного ведения на месторождении дальнейших разведочных и горных работ.

В работе «О слоях земных» М. В. Ломоносов писал: «Ныне настоит употребить к вящему, пространнейшему и яс­нейшему познанию недр земли в помощь высокие науки, а особливо механику твердых и жидких тел, к измерению сил действующих натуры, металлургическую химию к разделению смешения минералов, слои составляющих, и обще — геометрию правительницу всех мысленных изысканий».

Первоначально в России горной или подземной геометрией называлось вообще маркшейдерское дело (в некоторых странах это название сохранилось и до сих пор). Ряд ученых и в позд­нейшие годы, в частности П. М. Леонтовский, считали термин «маркшейдерия» неудачным и заменяли его термином «горная геометрия». Таким образом, под этим названием одни авторы понимали подземную съемку и составление соответствующих маркшейдерских планов, другие — маркшейдерское дело в це­лом, а третьи — анализ форм залегания пластовых месторождений и различных видов нарушений и некоторые практические задачи горного дела, решаемые геометрическими методами.

В горной геометрии объектом исследований является по су­ществу «геометрия», т. е. пространственные отношения (взаим­ное расположение) и формы (например, геометрические тела) и их обобщения. Новую научную дисциплину П. К. Соболевский в отличие от горной геометрии назвал геометрией недр. В гео­метрии недр объектом исследований являются недра, а метод исследований — математико-геометрический. Этим отличается геометрия недр от горной геометрии. При решении горно-гео­метрических задач в геометрии недр хотя и используются по­ложения общей геометрии, однако это лишь небольшая ее часть.

Основной предмет, который находится в поле зрения науки, П. К. Соболевский определял двояко: в своей теоретической части — это физико-математический анализ или геометрический анализ геохимического поля, а в прикладной — промышленно­ геологическая разведка и геометризация месторождений по­лезных ископаемых как основа планирования горных работ и рациональной разработки недр.

Основные теоретические положения «Геометрии недр» были опубликованы П. К. Соболевским в 1932 г. в журнале «Социа­листическая реконструкция и наука» № 7. Эта работа послу­жила основой для разработки методики геомётризации многих месторождений полезных ископаемых на всех стадиях разведки.

Наибольшее развитие учение о геометризации месторожде­ний полезных ископаемых получило после Великой Октябрь­ской социалистической революции в 30—40-е годы— в период реконструкции народного хозяйства. За эти годы были прове­дены большие работы по геометризации многих десятков место­рождений различных типов полезных ископаемых и целых бас­сейнов, особенно на Урале.

В послевоенные годы геометризация месторождений раз­личных полезных ископаемых получила дальнейшее развитие и совершенствование, особенно в связи с широким применением ЭВМ и требованиями АСУ на горных предприятиях, в работах П. А. Рыжова, Г. И. Вилесова, И. Н. Ушакова, Д. А. Казаковского, А. Ж. Машанова, А. А. Трофимова, Е. Ф. Фролова, И. В. Францкого, В. М. Гудкова, В. В. Ершова, В. Ф. Мягкова, Е. П. Тимофеенко, Л. И. Четверикова и др. Богатый опыт Советского Союза по геометризации недр используется учеными различных стран. Специалисты социали­стических стран принимают участие в международных симпо­зиумах по вопросам маркшейдерии и геометризации месторож­дений, которые проводятся регулярно через каждые три года.

Геометрия недр, как и всякая научная дисциплина, много­гранна. Она входит в общий комплекс геологоразведочных, гор­ных и маркшейдерских дисциплин. Научными основами гео­метрии недр, как уже отмечено, являются: теория геологиче­ского (геохимического) поля, учение о топографических функциях и математических действиях с ними; теория вероят­ностей и математическая статистика; учение о проекциях, позволяющие выявить, математически охарактеризовать и на­глядно геометрически выразить закономерности размещения показателей недр. Геометрия недр опирается на непосредственные геологические наблюдения, геодезическо-маркшейдерские съемки, измерения, которые проводят в обнажениях горных пород на земной по­верхности, в различных горных выработках; на данные разве­дочных буровых скважин, геофизические наблюдения, лабора­торные исследования. Многочисленная исходная информация при геометризации недр требует ее систематизации, предварительной обработки и оценки точности. Поэтому имеется органи­ческая связь геометрии недр с общетеоретическими науками — физикой, химией, математикой. Геометрия недр без геологии немыслима. Это две неразрывные стороны одного и того же объекта. Геометрическое моделирование месторождений необхо­димо для его всестороннего геологического изучения и рацио­нального освоения. В связи с последним геометрия недр тесно связана с горнотехническими дисциплинами, такими как мето­дика и техника разведки, вскрытие месторождений, системы разработки, комплексная механизация производства горных работ и др.

Научно-производственное значение геометрии недр состоит в том, что она может показать, изобразить и графически выра­зить с требуемой точностью на чертеже все то, что было объек­том разведки и что необходимо горняку для рационального ос­воения недр.

Математическая обработка геологоразведочной информации, моделирование месторождений на ЭВМ и прогнозирование раз­мещения показателей на соседние участки позволило опера­тивно находить оптимальные решения задач комплексного освоения недр с учетом геологических, технологических и эко­номических факторов. Особое значение это имеет при функ­ционировании АСУ на горных предприятиях. Здесь эффективность АСУ зависит от заблаговременного знания горно-геоло­гических условий на планируемом к разработке участке.

Большой объем геологической и геометрической информа­ции, поступающей при разведке и особенно при разработке месторождений, требует новых методов сбора, хранения и об­работки этой информации с применением ЭВМ.

В связи с этим еще более остро ставится вопрос об оперативном и наглядном представлении решаемых задач и, в част­ности, учитываемых параметров месторождения. Необходимостъ видеть не только математические формулы, соотношения (хотя это тоже модель), но и пространственное размещение параметров месторождения, горных выработок и т. п. привела к широкому использованию специальных приставок к ЭВМ — графопостроителей. Комплекс «ЭВМ — графопостроитель» все большее приме­нение находит при геометризации недр. Вводимая исходная ин­формация по заданной программе обрабатывается ЭВМ, а с помощью графопостроителя выдается в виде графической модели месторождения. Все это существенно расширяет теоре­тические основы и практические приемы геометризации недр.

При изложении материала в учебнике автор старался при­держиваться идеи решения двух основных задач: первой — как по ограниченному количеству уже имеющейся информации по­ строить максимально правдоподобную геометрическую модель размещения интересующих нас показателей недр; и второй — какое рациональное количество наблюдений необходимо, чтобы возможно было построить геометрическую модель размещения показателей в недрах с точностью, удовлетворяющей требова­ниям производства.

Изучение «Геометрии недр» позволяет маркшейдерам при­ обрести навыки проводить наблюдения в горных и разведочных выработках, осуществлять их обработку, выявлять и отобра­жать закономерности изменения формы, свойств и условий за­легания залежи в недрах и процессов в породном массиве, вы­званных проведением горных выработок, и использовать их для планирования рациональной разведки и разработки полез­ных ископаемых с учетом комплексного использования и охраны недр и окружающей среды.

Учебник написан для студентов маркшейдерской специаль­ности горных и политехнических институтов в соответствии с типовой программой дисциплины «Геометрия недр», утвержден­ной Министерством высшего и среднего специального образо­вания СССР. Книга может быть полезна студентам горно­технологических и геологоразведочных специальностей, а также инженерно-техническим работникам маркшейдерской и геологической службы горных предприятий и геологоразведочных партий.

 

Часть первая. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕОМЕТРИИ И ГЕОМЕТРИЗАЦИИ НЕДР

Глава 1. Математическая интерпретация и моделирование размещения показателей недр

  § 1. Общие положения

  § 2. Геометрический анализ геохимического поля (способом П. К. Соболевского)

  § 3. Методы и виды геометризации недр

  § 4. Математическое моделирование размещения показателей недр с применением ЭВМ и графопостроителей

Глава 2. Проекции, применяемые при геометризации недр

  § 1. Общие положения

  § 2. Проекции с числовыми отметками

  § 3. Аффинные проекции

  § 4. Векторные проекции

  § 5. Аксонометрические проекции

  § 6. Стереографические проекции

  § 7. Стереоаксонометрия, анаглифы и голография

Глава 3. Вероятностно-статистические методы обработки и оценки данных при геометризации недр

  § 1. Общие замечания

  § 2. Случайные величины и законы их распределения

  § 3. Сравнение эмпирического распределения с теоретическим

  § 4. Вычисление числовых характеристик случайных величин по небольшому числу наблюдений

  § 5. Вычисление числовых характеристик при большом числе наблюдений

  § 6. Определение наличия и тесноты корреляции между показателями месторождения

  § 7. Определение вида корреляции между двумя признаками

  § 8. Множественная корреляция

  § 9. Применение теории информации

  § 10. Применение теории случайных функций

  § 11. Эргодическое свойство функции размещения и определение ее характеристик по одной реализации

  § 12. Размер статистического окна при сглаживании реализаций

Глава 4. Функции топографического порядка и математические действия с их графическими выражениями

  § 1. Общие положения

  § 2. Арифметические действия с поверхностями топографического порядка

  § 3. Алгебраические действия с поверхностями топографического порядка

  § 4. Определение некоторых характеристик топографической функции по ее графическому выражению

 

Часть вторая. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ГЕОМЕТРИЗАЦИИ ФОРМ ЗАЛЕЖЕЙ, РАЗМЕЩЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ПРОЦЕССОВ

Глава 5. Геометрические параметры залежи, их определение и документация

  § 1. Элементы залегания залежи   и их определение

  § 2. Документация обнажений залежи и ее унификация на перфокартах

  § 3. Съемка и документация скважины

  § 4. Определение координат точки пересечения скважины с залежью и геометризация оси скважины

  § 5. Погрешность определения положения точек пересечения скважины с залежью

  § 6. Проектирование направленных скважин и поиски их из горных выработок

  § 7. Определение параметров залежи по данным разведочного бурения

Глава 6. Характеристика изменчивости показателей залежи и сложности месторождений

  § 1. Общие положения

  § 2. Количественная оценка изменчивости

  § 3. Коэффициент изменчивости

  § 4.  Показатель сложности

Глава 7. Плотность, расположение точек и оценка точности реализаций функции размещения показателей залежи

  § 1. Общие замечания

  § 2. Оценка точности реализации размещения показателя, представленного топографической поверхностью

  § 3. Оценка точности реализации размещения показателя, представленного контуром

Глава 8. Геометризация структуры месторождения, формы, условий залегания и положения залежи в недрах

  § 1. Понятие о структуре месторождения и ее геометрических элементах

  § 2. Геологические разрезы и профили, методы их построения

  § 3. Гипсометрические планы залежи, методы построения и практическое Значение

  § 4. Гипсометрический план изоповерхности с заданным значением показателя

  § 5. Мощность залежи полезного ископаемого и ее изображение

  § 6. Глубина залегания полезного ископаемого и ее изображение

  § 7. Геометризация условий залегания полезных ископаемых

  § 8. Применение ЭВМ и графопостроителей при геометризации месторождений

Глава 9. Геометризация складок

  § 1. Складчатость и ее генезис

  § 2. Геометрические элементы и параметры складки

  § 3. Формы складок и их классификация

  § 4. Определение геометрических параметров и элементов складки

  § 5. Изображение складок

Глава 10. Геометризация разрывных структур (дизъюнктивов)

  § 1. Общие сведения о дизъюнктивах

  § 2. Признаки и методы выявления разрывных нарушений

  § 3. Геометрические элементы и параметры разрывных нарушений

  § 4. Классификация разрывных нарушений

  § 5. Геолого-геометрическая документация и графическое моделирование разрывных нарушений

  § 6. Характеристика тектонической нарушенности угольных пластов и шахтных полей и ее влияние на комплексно-механизированную разработку

  § 7. Прогнозирование разрывных нарушений при разработке месторождений

  § 8. Поиски смещенной части пласта и задание выработок на смещенную часть

Глава 11. Геометризация трещиноватости массива горных пород

  § 1. Виды трещин и их классификация

  § 2. Наблюдения и обработка наблюдений трещиноватости

  § 3. Геометрические показатели трещиноватости

  § 4. Связь трещиноватости с тектонической структурой месторождения

  § 5. Влияние трещиноватости массива на производство горных работ

Глава 12. Геометризация физико-химических и геомеханических свойств залежей полезных ископаемых и массива горных пород

  § 1. Общие замечания

  § 2. Исходные данные для качественной характеристики месторождения, методы измерения и опробования

  § 3. Геолого-маркшейдерская документация при опробовании и ее унификация на перфокартах

  § 4. Методика обработки данных измерения и опробования

  § 5. Графики изменения содержаний компонентов по разведочным выработкам, их построение и методы сглаживания

  § 6. Изолинии качественных свойств полезного ископаемого и методы их построения

  § 7. Связь между компонентами минерализации и структурой и ее практическое использование

  § 8. Геометризация геомеханических свойств массива горных пород

Глава 13. О геометризации процессов в массиве горных пород

  § 1. Общие замечания о геометризации потока

  § 2. Геометризация геодинамики массива горных пород в районе месторождений

  § 3. Геометризация процесса рудообразования

  § 4. Геометризация изменений напряженного состояния массива горных пород при проведении горных выработок

 

Часть третья. ГЕОМЕТРИЗАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ РАЗВЕДКЕ И РАЗРАБОТКЕ

Глава 14. Особенности геометризации некоторых типов месторождений

  § 1. Геометризация угольных месторождений

  § 2. Геометризация железорудных месторождений

  § 3. Геометризация месторождений цветных металлов и золота

  § 4. Геометризация месторождений горно-химического сырья

  § 5. Геометризация месторождений нерудных строительных материалов

Глава 15. Прогнозирование размещения показателей месторождений

  § 1. Общие замечания

  § 2. Количественные методы прогнозирования размещения показателей месторождения

  § 3. Прогнозирование морфологических показателей залежи

  § 4. Прогнозирование функции размещения компонентов

Глава 16. Планирование горных работ в режиме усреднения с использованием ЭВМ

  § 1. Общие сведения и исходные данные

  § 2. Планирование на этапе проектирования

  § 3. Перспективное и текущее планирование добычи на этапе эксплуатации

  § 4. Применение ЭВМ при планировании добычи с заданным содержанием компонента

 

Часть четвертая. ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ И УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ПРИ ИХ РАЗРАБОТКЕ

Глава 17. Запасы полезных ископаемых, их параметры и классификация

  § 1. Общие сведения, терминология и классификация запасов

  § 2. Подготовленность месторождений (участков) для промышленного освоения

  § 3. Рациональное использование и охрана недр

  § 4. Параметры подсчета запасов и их определение

Глава 18. Способы подсчета запасов месторождений твердых полезных ископаемых

  § 1. Способ среднего арифметического

  § 2. Способ изолиний и объемной палетки проф. П. К. Соболевского

  § 3. Способ разрезов

  § 4. Способ многоугольников и треугольников

  § 5. Комбинированные способы подсчета запасов и статистический способ

  § 6. Применение ЭВМ при подсчете запасов

Глава 19. Оценка точности подсчета запасов

  § 1. Общие сведения

  § 2. Факторы, влияющие на точность определения запасов в недрах

  § 3. Погрешность подсчета запасов

Глава 20. Учет состояния, движения запасов, потерь и разубоживания при разработке месторождений

  § 1. Общие положения

  § 2. Классификация запасов по степени подготовленности к добыче

  § 3. Нормирование и учет состояния вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов

  § 4. Показатели извлечения полезного ископаемого из недр

  § 5. Классификация, определение и учет потерь и разубоживания

  § 6. Нормирование потерь и разубоживания полезного ископаемого при его добыче

  § 7. Экономический ущерб от сверхнормативных потерь и разубоживания

  § 8. Методы определения фактических потерь и разубоживания при добыче полезных ископаемых

Заключение

Список литературы

 

Скачать Геометрия недр - Букринский В.А. 1985 г.

Размещено: 16.12.2016


Оценка: 5, Голосов: 2  

Работа для студентов
 
Ручная работа

 
Студентам

 

 
Группа Вконтакте
 
Посещение сайта