Chương 3 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TIN CẬY CỦA CÔNG TÁC THĂM DÒ THAN
3.2. PHÂNTÍCHMỨCĐỘTIN CẬYCỦACÔNG TÁCTHĂMDÒBẰNGCÁC PHƯƠNGPHÁPMÔHÌNHTRUYỀN THỐNG
3.2.2. Phân tích bằng mô hình hàm xu thế (phân tíchTrend)
NCS sử dụng mô hình Hàm xu thế (Hàm Trend) để đánh giá đặc điểm biến đổi của trụ vỉa than, là một trong số thông số chủ yếu phản ảnh đặc điểm biến đổi hình thái - cấu trúc của vỉa. Đồng thời, từ kết quả phân tích bản đồ Trend, kết hợp bản đồ độ lệch Trend sẽ dự đoán được xu thế biến đổi của trụ vỉa than; phát hiện các vị trí phát triển nếp uốn bậc cao, các đứt gãy quy mô nhỏ mà trong thăm dò chưa có khả năng phát hiện.
Trong luận án, NCS sử dụng hàm Trend dạng Z = f(x,y) để khảo sát đặc điểm biến đổi trụ vỉa than (Z); hàm có thể là hàm số tuyến tính hoặc phi tuyến tính bậc 2, 3, ....
Phương trình Trend bậc 1, 2, 3, tóm tắt như sau:
- Hàm bậc 1: Z = a1+ a2y+ a3x (3.1)
- Hàmbậc 2: Z = a1+ a2y + a3y2+ a4x + a5xy+ a6x2
(3.2)Z = a1+ a2y + a3y2+ a4y3+ a5x + a6xy +a7xy2 - Hàm bậc 3: + a x2+ a x2y +a
x3 (3.3)
8 9 10
Trong các phương trình trên: Z là độ cao trụ vỉa than; y, x tọa độ vị trí lỗ khoang cắt trụ vỉa than. Dựa vào tài liệu thu nhận từ các vị trí lỗ khoan cắt vỉa, xác lập được 03 vectơ cộtdạng:
y1
Y= y2
….
X = x1x
2
….
Z = z1
z2
…
yn xn zn
Để xác định hàm Trend, cần tìm các giá trị aicủa các hàm tương ứng trong các công thức (3.1), (3.2), (3.3). Thường sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu theo nguyên tắc:
Nếu vi= f(xi, yi) - Zithì [ vi2]= min (3.4)Khi đó ta có phươngtrình:
a x D= b (3.5)
Trong đó: a - Vectơ hệ số của hàm Trend (a = a1, a2 …. Am); D - Ma trận chuẩn; b - Vecto hệ số tự do.
Giải phương trình trên ta được a = D-1b. Ma trận D và vectơ hệ số tự do của hàm Trend xác định như sau:
- Hàm Trend bậc 1:
n [yi] [xi] D = [yi] [yi2] [yixi]
[xi] [yixi] [xi2] b = ([zi] [yizi] [xizi]) - Hàm Trend bậc 2:
n [yi] [yi2] [xi] [yixi] [xi2] [yi] [yi2] [yi3] [yixi] [yi2xi] [yixi2] D= [yi2] [yi3] [yi4] [yi2xi] [yi3xi] [yi2xi] [xi] [yixi] [yi2xi] [xi2] [yixi2] [xi3] [yixi] [yi2xi] [yi3xi] [yixi2] [yi2xi2] [yixi3]
[xi2] [yixi2] [yi2xi] [xi3] [yixi3] [xi4] b= ([zi] [yizi] [yi2zi] [xizi] [yixizi] [xi2zi])
Tương tự, ta sẽ thành lập được ma trận chuẩn (D) và vecto hệ số tự do (b) của hàm Trend bậc 3, bậc 4,... Để xác định các ma trận D và vectơ b, NCS sử dụng theo nguyên lý sơ đồ thuật toán thể hiện trên hình 3.8.
Hình 3.8. Sơ đồ thuật toán xác định các ma trận D và vectơ b
“Nguồn: Nguyễn Đồng Hưng và nnk, 1991”
Dựa vào dữ liệu thực tế, [3], NCS xây dựng hàm Trend theo các bậc 1, 2, 3; từ đó thành lập bản đồ Trend và bản đồ độ lệch Trend tương ứng.
- Kết quả xây dựng hàm Trend bậc 1, 2, 3:
+ Vỉa 14-5:
Hàm bậc 1: Z = -0,5620 - 0,5270x + 0,4467y; R= 0,63.
Hàm bậc 2: Z= -0,3542 + 0,1199y - 0,0004y2- 0,0073x + 0,1392xy - 0,2171x2; R= 0,73.
Hàm bậc 3: Z= 0,7798 + 0,5405y + 0,1528y2-0,0565y3- 3,2950x - 0,0054xy + 0,0747xy2+ 1,3079x2- 0,0529x2y - 0,1876x3; R= 0,56
+ Vỉa 14-1:
Hàm bậc 1: Z= 0,3622 - 1,2847x + 0,6754y; R= 0,63.
Hàm bậc 2: Z= 1,7338 - 1,2452y - 0,0003y2- 0,0057x + 0,6181xy -
0,5560x2; R= 0,76.
Hàm bậc 3: Z= 0,0945 + 3,6002y - 0,8647y2-0,0202y3-5,4060x - 0,0015xy + 0,2879xy2+ 1,9362x2- 0,2590x2y - 0,2059x3; R = 0,58.
+ Vỉa 13-1:
Hàm bậc 1: Z= - 0,9893 - 0,8245x + 0,4056y;R= 0,66.
Hàm bậc 2: Z= - 0,7583 - 0,0998y - 0,0005y2- 0,0038x + 0,2489xy - 0,3830x2; R= 0,72.
Hàm bậc 3: Z= 0,16 + 0,043y + 0,1527y2-0,0357y3- 1,2230x + 0,0137xy - 0,0280xy2- 0,1016x2+ 0,0248x2y + 0,0057x3; R= 0,58.
+ Vỉa 10:
Hàm bậc 1: Z= -1,9439 - 0,7675x + 0,0736y; R= 0,83.
Hàm bậc 2: Z= -1,9949 - 0,3363y - 0,0004y2- 0,0040x + 0,2423xy - 0,3725x2; R= 0,84.
Hàm bậc 3: Z= 2,2680 - 6,3688y + 2,2311y2-0,2124y3+ 0,346x + 0,467xy - 0,1291xy2- 0,5005x2+ 0,238x2y - 0,0624x3; R=0,65.
- Kết quả tính toán hệ số tương quan (Rh(x,y))
Bậc của hàm Trend Hệ số tương quan (Rh(x,y))
Vỉa 10 Vỉa 13-1 Vỉa 14-1 Vỉa 14-5
Bậc 1 0,83 0,66 0,63 0,63
Bậc 2 0,84 0,72 0,76 0,73
Bậc 3 0,65 0,58 0,58 0,56
Dựa vào kết quả tính toán hệ số tương quan Rh(x,y), theo Davic John C., 2002[32], để phân tích cấu trúc các vỉa than khu mỏ Khe Chàm, bản đồ Trend và bản đồ độ lệch Trend bậc 2 (R = 0,72 ÷ 0,84) thể hiện rõ nét. NCS sẽ sử dụng hai loại bản đồ này để phân tích.
- Kết quả xây dựng bản đồ Trend và bản đồ độ lệch Trend bậc 2 các vỉa than: 14-5, 14-1, 13-1, 10 được thể hiện tại các hình 3.9, 3.10, 3.11.
83
Hình 3.9. Bản đồ Trend bậc 2 trụ vỉa 14-5, 14-1, 13-1, 10 (phi tỷ lệ, chỉ dẫn xem tại Phụ lục 1)
83
84
Hình 3.10. Bản đồ độ lệch Trend bậc 2 trụ vỉa13-1 (phi tỷ lệ, chỉ dẫn xem tại Phụ lục 1)
Hình 3.11. Bản đồ độ lệch Trend bậc 2 trụvỉa 10 (phi tỷ lệ, chỉ dẫn xem tại Phụ lục 1)
Trên cơ sở phân tích bằng mô hình hàm xu thế (phân tích Trend và độ lệch Trend), rút ra một số kết quả sau:
- Để phân tích xu thế và đặc điểm cấu trúc các vỉa than khumỏKhe Chàm, tốt nhất sử dụng bản đồ Trend và bản đồ độ lệch Trend bậc 2 (R =0,72
÷ 0,84).
- Các đường đẳng trị thành lập theo nội suy Trend thể hiện rõ và chi tiết về sự biến đổi trụ vỉa than (trơn, điều hòa…), bảo đảm tính khách quan hơn so với phương pháp truyền thống. (HìnhPL2.III.1)
- Trên bản đồ Trend trụ các vỉa 14-5, 14-1 và 13-1 nhận thấy, các vỉa than có xu thế chung cắm về Bắc - Tây bắc; riêng vỉa 10 có xu thế cắm về Bắc (Hình3.9).
- Trên bản đồ độ lệch Trend, các vỉa than được nghiên cứu đều bị uốn nếp do các hoạt động kiến tạo về sau, trục các nếp uốn lớn đều có phương Tây bắc - Đông nam và bị phức tạp hóa bởi các nếp uốn bậc cao. Đứt gãy FEcó khả năng phát triển từ T.VIII về T.VIB và cùng với đứt gãy F.L phân chia khumỏthành 03 khối đồng nhất tương đối bậc VI: Khối Tây nam đứt gãy F.E, khối Trung tâm và khối Đông bắc đứt gãy F.L. (Hình 3.10,3.11).
- Trên các bản đồ độ lệch Trend bậc 2 của vỉa 13-1, 10: có thể xác định khá rõ các nếp uốn bậc cao và các nếp oằn phát triển trên các cánh của nếp uốn lớn phương Tây bắc - Đông nam; đồng thời chính xác hóa vị trí của đứt gãy đã ghi nhận trong các báo cáo thăm dò (Ví dụ: Đứt gãy F.G từ T.XIIIb - T.XIV, đứt gãy F.L từ T.XIVb về phía Đông, đứt gãy F.E từ T.VIII về T.VI,...). (Hình 3.10,3.11).