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一种煤系石墨矿产资源分级评定方法

文献发布时间:2023-06-19 11:29:13



技术领域

本发明属于煤系石墨资源评价技术领域,具体涉及一种煤系石墨矿产资源分级评定方法。

背景技术

石墨属于新兴战略性矿产,广泛应用于耐火材料、储能、导电材料、核工业、军工航天、新能源汽车等领域。《全国矿产资源规划(2016—2020)》首次将石墨等24种矿产列入战略性矿产,美国2018年将石墨列为35种“关键矿物”之一。

石墨可分为晶质石墨和隐晶质石墨(煤系石墨)两大类。据中国非金属矿工业协会数据显示,截止2018年底,我国晶质石墨矿床(点)查明资源储量4.37亿吨;隐晶质石墨(煤系石墨)矿床(点)查明资源储量1.00亿吨。实际上,由于缺乏鉴别煤系石墨的科学指标,约有一半的煤系石墨被混同为无烟煤使用,因此,现有煤系石墨查明资源储量可能被大大低估。

煤系石墨又称煤成石墨,是隐晶质石墨的主要类型,是煤受岩浆热接触变质及构造动力变质作用的产物。我国煤系石墨矿主要分布在湖南、广东、福建等地,几个大型石墨矿基地的石墨品位最低都在70%以上,平均在80%左右,开采出来的石墨资源基本不需经过选矿便能直接出口,在国际市场上具有强大的竞争力。与晶质石墨相比,煤系石墨具有矿体集中、品位高、易开发等特点。

然而,迄今尚无针对煤系石墨鉴别的指标和评价规范,矿政管理无据可依,导致已发现的煤系石墨矿产难以得到认可,抑制了煤系石墨矿产资源勘查的积极性,甚至部分矿山将煤系石墨当做煤开采利用,造成战略性资源的极大浪费。

发明内容

针对上述问题,本发明提供了一种煤系石墨矿产资源分级评定方法,可增强我国石墨需求的战略保障能力,提高煤系矿产资源合理开发利用程度,促进煤炭由单一燃料向燃料和工业原料并重转变。

所述煤系石墨矿产资源分级评定方法,包括煤系石墨类型的鉴别和煤系石墨资源的评价;

所述煤系石墨类型的鉴别包括:从煤矿区采集煤岩样品,对所述煤岩样品进行检测;

根据检测结果数据和预先确定的各个类别的煤系石墨的评价标准,对煤岩样品进行分级和鉴别;

所述煤系石墨资源的评价包括:对所述煤岩样品进行测试;

将测试结果数据与预先确定的工作程度、地质条件和矿产条件的评价标准进行比较,对煤系石墨进行评价。

可选的,所述从煤矿区采集煤岩样品包括:从所述煤矿区的煤层、夹矸及煤层顶底板采集煤岩样品。

可选的,所述各个类别的煤系石墨包括石墨、半石墨和石墨化无烟煤。

可选的,所述根据检测结果数据和预先确定的各个类别的煤系石墨的评价标准,对煤岩样品进行分级和鉴别,之前包括:

根据预先确定的镜质体反射率的分级、挥发分产率的分级和氢碳元素比的分级,确定成分参数的评价标准;

根据预先确定的碳层间距的分级和结构缺陷参数的分级,确定结构参数的评价标准。

可选的,所述将测试结果数据与预先确定的工作程度、地质条件和矿产条件的评价标准进行比较,对煤系石墨进行评价,之前包括:

根据预先确定的采样点密度的分级,确定工作程度的评价标准;

根据预先确定的构造变形强度的标准、构造应力的标准、岩体规模与热作用强度的标准和岩体与煤层距离的标准,确定地质条件的评价标准;

根据上述的成分参数的评价标准和结构参数的评价标准,确定矿产条件的评价标准。

可选的,所述镜质体反射率的分级为:<5.5%,5.5-6.5%,6.5-7.5%及>7.5%。

可选的,所述挥发分产率的分级为:<3.8%,3.8-4.5%,4.5-6.5%及>6.5%。

可选的,所述氢碳元素比的分级为:<0.1,0.1-0.15,0.15-0.2及>0.2。

可选的,所述碳层间距的分级为:0.3354-0.3370,0.3370-0.3440及>0.3440。

可选的,所述结构缺陷参数的分级为:≤0.60,0.60-0.65,0.65-0.70及>0.70。

可选的,所述采样点密度的分级包括<3,3-6及≥6。

可选的,所述构造变形强度的标准为:构造复杂程度分为三级:简单、中等、复杂;简单的标准为:矿体(层)呈单斜或开阔向、背斜,无断裂构造及脉岩;中等的标准为:矿体(层)有次一级褶曲或局部紧密褶曲,有断裂及脉岩切割;复杂的标准为:断层、褶曲或脉岩发育,矿体(层)受到严重破坏。

可选的,所述构造应力的标准为:<20MPa,20-30MPa及>30MPa。

可选的,所述岩体规模与热作用强度的标准为:根据岩体性质分为三级:(1)岩脉、岩墙和岩床侵入;(2)酸性和中酸性岩基、岩株侵入;(3)酸性花岗岩类或中酸性闪长岩类侵入。

可选的,所述岩体与煤层距离的标准为:>10km,3-10km,1-3 km。

根据煤岩样品的成分参数和结构参数,鉴别煤与煤系石墨,并划分煤系石墨的石墨化等级;所述石墨化等级分为I级、II

可选的,所述煤系石墨类型的鉴别中,所述成分参数包括镜质体反射率(Romax)、挥发分产率(Vdaf)和氢碳元素比(H/C),以物质组成差异为基础,用于评价煤和煤系石墨的质量,在资源勘查阶段也可用于初步区分煤和煤系石墨。所述结构参数包括碳层间距(d

所述煤系石墨资源的评价建立了煤中煤系石墨的资源评价指标体系,所述资源评价指标体系包括条件层次和指标层次,所述条件层次包括工作程度、地质条件和矿产条件;所述指标层次包括七个指标。

所述工作程度中包括采样点密度的指标,地质条件中包括构造变形强度、构造应力、岩体规模与热作用强度、岩体与煤层距离四个指标,矿产条件中包括结构参数和成分参数两个指标。

所述煤系石墨资源的评价对于所述七个指标分别设有对应的指标预设值和权重值;煤岩样品的实际数据分别与对应的指标预设值进行比较,根据比较的结果取相应的数值,并将所取数值乘以对应指标的权重值,得到对应指标的评估值;

属于同一条件的各个指标的评估值相加,得到该条件的评估值;

所述条件层次的三个条件分别设有对应的预设范围,根据不同条件的评估值分别落入对应的预设范围,对煤矿区进行评级,根据评级采用对应的开发策略。

可选的,所述煤岩样品的实际数据分别与对应的指标预设值进行比较,根据比较的结果取相应的数值的具体方法为:上述七个指标的实际值与预设值比较后,进行取值时,在确定的取值范围内,以预设值为横坐标、取值范围的边界值为纵坐标,数据少于两组时,以0补足,绘制拟合直线,然后将实际值作为横坐标带入得到的拟合直线的方程,计算得到对应的取值;当取值在[0.8,1.0)时,计算得到的取值大于1,则取值为1。

可选的,所述工作程度设有两个预设范围,即(0,0.6)和[0.6,1.0);工作程度的评估值落入(0,0.6)的范围内,表示工作程度较差,采样点较少,所得的其它六个指标的数据代表性不够,建议增加采样点;工作程度的评估值落入[0.6,1.0)的范围内,表示工作程度合格。

可选的,所述地质条件设有三个预设范围,即(0,0.6)、[0.6,0.8)和[0.8,1.0);地质条件的评估值落入(0,0.6)的范围内,表示煤系石墨的地质条件较差,开采难度较大;地质条件的评估值落入[0.6,0.8)的范围内,表示煤系石墨的地质条件适中,开采难度适中;地质条件的评估值落入[0.8,1.0)的范围内,表示煤系石墨的地质条件较好,开采难度较小。

可选的,所述矿产条件设有三个预设范围,即(0,1.56)、[1.56,2.08)和[2.08,2.6);矿产条件的评估值落入(0,1.56)的范围内,表示开发资源为石墨化无烟煤,评级为III级;矿产条件的评估值落入[1.56,2.08)的范围内,表示开发资源为半石墨,评级为II级;矿产条件的评估值落入[2.08,2.6)的范围内,表示开发资源为石墨,评级为I级。

本发明所述的煤系石墨矿产资源分级评定方法,先对煤中的石墨类资源进行鉴别,区分出煤和煤系石墨,再通过为煤系石墨的评级,进一步区分煤系石墨中的石墨、半石墨和石墨化无烟煤,便于本领域技术人员后续的针对不同品质的煤系石墨制定不同的开发策略。具体的,本发明选择了所述成分参数和结构参数这两类最能体现煤和煤系石墨区别以及煤系石墨不同品质的参数,能够更为准确便捷地鉴别煤系石墨。

本发明所述的煤系石墨资源的评价,在上述煤系石墨类型鉴别的基础上,设计了条件层次及其下属的指标层次,搭建了一个既适合煤矿探查又有利于表征煤中煤系石墨的评价指标体系,实现了煤中煤系石墨的综合评价。所述工作程度是煤中煤系石墨评价的基础,评价结果的可信程度随着工作程度的提高而增加;采样点密度能够简单直观的体现工作程度。所述地质条件考虑了煤系石墨成矿及开发利用规模的影响因素,选择了构造变形强度、构造应力、岩体规模与热作用强度、岩体与煤层距离四个指标,从煤系石墨成矿的原理出发,科学合理的表征了煤系石墨的地质条件。所述矿产条件是计算评价单元的煤系石墨资源量的主要参数,决定了煤系石墨矿产的经济价值和开发效益。

具体实施方式

本实施例提供了一种煤系石墨矿产资源分级评定方法,包括煤系石墨类型的鉴别和煤系石墨资源的评价;

所述煤系石墨类型的鉴别包括:从煤矿区采集煤岩样品,对所述煤岩样品进行检测;

根据检测结果数据和预先确定的各个类别的煤系石墨的评价标准,对煤岩样品进行分级和鉴别;

所述煤系石墨资源的评价包括:对所述煤岩样品进行测试;

将测试结果数据与预先确定的工作程度、地质条件和矿产条件的评价标准进行比较,对煤系石墨进行评价。

可选的,所述从煤矿区采集煤岩样品包括:从所述煤矿区的煤层、夹矸及煤层顶底板采集煤岩样品。

可选的,所述各个类别的煤系石墨包括石墨、半石墨和石墨化无烟煤。

可选的,所述根据检测结果数据和预先确定的各个类别的煤系石墨的评价标准,对煤岩样品进行分级和鉴别,之前包括:

根据预先确定的镜质体反射率的分级、挥发分产率的分级和氢碳元素比的分级,确定成分参数的评价标准;

根据预先确定的碳层间距的分级和结构缺陷参数的分级,确定结构参数的评价标准。

可选的,所述将测试结果数据与预先确定的工作程度、地质条件和矿产条件的评价标准进行比较,对煤系石墨进行评价,之前包括:

根据预先确定的采样点密度的分级,确定工作程度的评价标准;

根据预先确定的构造变形强度的标准、构造应力的标准、岩体规模与热作用强度的标准和岩体与煤层距离的标准,确定地质条件的评价标准;

根据上述的成分参数的评价标准和结构参数的评价标准,确定矿产条件的评价标准。

可选的,所述镜质体反射率的分级为:<5.5%,5.5-6.5%,6.5-7.5%及>7.5%。

可选的,所述挥发分产率的分级为:<3.8%,3.8-4.5%,4.5-6.5%及>6.5%。

可选的,所述氢碳元素比的分级为:<0.1,0.1-0.15,0.15-0.2及>0.2。

可选的,所述碳层间距的分级为:0.3354-0.3370,0.3370-0.3440及>0.3440。

可选的,所述结构缺陷参数的分级为:≤0.60,0.60-0.65,0.65-0.70及>0.70。

可选的,所述采样点密度的分级包括<3,3-6及≥6。

可选的,所述构造变形强度的标准为:构造复杂程度分为三级:简单、中等、复杂;简单的标准为:矿体(层)呈单斜或简单的开阔向、背斜,无断裂构造及脉岩,对矿体形态影响小;中等的标准为:矿体(层)有次一级褶曲或局部紧密褶曲,有断裂及脉岩切割,对矿体(层)形态有一定的影响;复杂的标准为:断层、褶曲或脉岩发育,矿体(层)受到严重破坏。

所述构造复杂程度的分级参照DZ/T0326—2018 《石墨、碎云母矿产地质勘查规范》判定。

可选的,所述构造应力的标准为:<20MPa,20-30MPa及>30MPa。

可选的,所述岩体规模与热作用强度的标准为:根据岩体性质和热作用时间分为三级:(1)岩脉、岩墙和岩床侵入,热作用时间短;(2)酸性和中酸性岩基、岩株侵入,热量作用时间较长;(3)大规模酸性花岗岩类或中酸性闪长岩类侵入,热量充足,作用时间长。

可选的,所述岩体与煤层距离的标准为:>10km,3-10km,直接接触,接触变质-变形带宽度1-3 km。

根据煤岩样品的成分参数和结构参数,鉴别煤与煤系石墨,并划分煤系石墨的石墨化等级;所述石墨化等级分为I级、II

所述煤系石墨资源的评价根据煤矿区的工作程度、地质条件和矿产条件的情况,对煤系石墨的资源量进行评估。

可选的,所述煤系石墨类型的鉴别中,所述成分参数包括镜质体反射率(Romax)、挥发分产率(Vdaf)和氢碳元素比(H/C),以物质组成差异为基础,用于评价煤和煤系石墨的质量,在资源勘查阶段也可用于初步区分煤和煤系石墨。所述结构参数包括碳层间距(d

可选的,所述碳层间距应用X射线衍射分析,结构缺陷参数由拉曼光谱表征。

所述镜质体反射率是反映煤变质程度的参数,本发明人根据本领域技术人员对于煤系石墨的长期研究结果,总结分析了煤和煤系石墨在镜质体反射率上的区别,设置了合理的煤和煤系石墨及煤系石墨不同种类的镜质体反射率的鉴别范围。

可选的,如表1所示,所述镜质体反射率设有第一预设值、第二预设值和第三预设值,样品的镜质体反射率小于第一预设值时,样品鉴定为煤;样品镜质体反射率不小于第一预设值且小于第二预设值时,样品鉴定为III级,III级对应石墨化无烟煤;样品镜质体反射率不小于第二预设值且不大于第三预设值时,样品鉴定为II级,对应半石墨;样品镜质体反射率大于第三预设值时,样品鉴定为属于I级,对应石墨。

可选的,所述第一预设值为5.5%,第二预设值为6.5%,第三预设值为7.5%。

所述挥发分产率是反映变质程度的参数,石墨化作用是煤化作用的延续,其演化实质,在元素变化上表现为富碳、去氢、脱氧,在分子排列上表现为有序化增强。通过对大量文献和研究实例的煤和煤系石墨的挥发分数据分析,本发明规定挥发分产率V

可选的,所述挥发分产率设有第四预设值、第五预设值和第六预设值,样品的挥发分产率小于第四预设值时,样品鉴定为I级,I级对应石墨;样品挥发分产率不小于第四预设值且不大于第五预设值时,样品鉴定为II级,II级对应半石墨;样品挥发分产率大于第五预设值且不大于第六预设值时,样品鉴定为III级,III级对应石墨化无烟煤;样品挥发分产率大于第六预设值时,样品鉴定为煤。

可选的,所述第四预设值为3.8%,第五预设值为4.5%,第六预设值为6.5%。

所述氢碳元素比反映了碳元素的富集程度,是评价石墨化程度的一个良好指标。

可选的,所述氢碳元素比设有第七预设值、第八预设值和第九预设值,样品的氢碳元素比小于第七预设值时,样品鉴定为I级,I级对应石墨;样品氢碳元素比不小于第七预设值且小于第八预设值时,样品鉴定为II级,II级对应半石墨;样品氢碳元素比不小于第八预设值且不大于第九预设值时,样品鉴定为III级,III级对应石墨化无烟煤;样品氢碳元素比大于第九预设值时,样品鉴定为煤。

可选的,所述第七预设值为0.1,第八预设值为0.15,第九预设值为0.2。

石墨的XRD分析表明,d

可选的,所述碳层间距设有第10预设值、第11预设值和第12预设值,样品的碳层间距不小于第10预设值且不大于第11预设值时,样品鉴定为I级,I级对应石墨;样品碳层间距大于第11预设值且不大于第12预设值时,样品鉴定为II级,II级对应半石墨;样品碳层间距大于第12预设值时,样品鉴定为III级及III级以上,对应石墨化无烟煤和煤。

可选的,所述第10预设值为0.3354,第11预设值为0.3370,第12预设值为0.3440。

可见,只凭借碳层间距无法区分石墨化无烟煤和煤,因此需要设置其它结构参数辅助鉴别。

目前,利用拉曼光谱评价煤系石墨,常采取的指标有强度比R

可选的,所述结构缺陷参数设有第13预设值、第14预设值和第15预设值,样品的结构缺陷参数不大于第13预设值时,样品鉴定为I级,I级对应石墨;样品结构缺陷参数大于第13预设值且不大于第14预设值时,样品鉴定为II

可选的,所述第13预设值为0.6,第14预设值为0.65,第15预设值为0.7。

可见,II

由上述煤系石墨类型的鉴别的方法,将煤系石墨分为三级。I级石墨,结构有序度较高,碳层尺寸发育较大,煤的有机组分完全消失,转变成颗粒状、丝状等石墨组分,具有典型石墨矿物的理化性能。II级半石墨,其中II

本发明所述的煤系石墨类型的鉴别,通过对煤和煤系石墨的成分和结构特点的分析,找到鉴别煤和煤系石墨的方法,并将煤系石墨进行分级,极大的丰富了煤系石墨的评价理论体系,为实际开采和工业应用提供了依据。另外,所述成分参数和结构参数相互配合,彼此补充,形成了一套完整的鉴别体系和方法,便于实际操作和推广应用。

所述煤系石墨资源的评价建立了煤中煤系石墨的资源评价指标体系,所述资源评价指标体系包括条件层次和指标层次,所述条件层次包括工作程度、地质条件和矿产条件;所述指标层次包括七个指标。

所述工作程度中包括采样点密度的指标,地质条件中包括构造变形强度、构造应力、岩体规模与热作用强度、岩体与煤层距离四个指标,矿产条件中包括结构参数和成分参数两个指标。

所述煤系石墨资源的评价对于所述七个指标分别设有对应的指标预设值和权重值;所述样品的实际数据分别与对应的指标预设值进行比较,根据比较的结果取相应的数值,并将所取数值乘以对应指标的权重值,得到对应指标的评估值;

属于同一条件的各个指标的评估值相加,得到该条件的评估值;

所述条件层次的三个条件分别设有对应的预设范围,根据不同条件的评估值分别落入对应的预设范围,对煤矿区进行评级,根据评级采用对应的开发策略。

可选的,如表2所示,所述采样点密度设有第16预设值和第17预设值,实际采样点密度小于第16预设值时,采样点密度指标对应的取值范围为(0,0.6);实际采样点密度不小于第16预设值且小于第17预设值时,采样点密度指标对应的取值范围为[0.6,0.8);实际采样点密度不小于第17预设值时,采样点密度指标对应的取值范围为[0.8,1.0)。

可选的,所述第16预设值为3点/km

可选的,采样点密度对应的权重值为1。

可选的,样品的构造变形强度判定为简单时,构造变形强度指标对应的取值为0.6;样品的构造变形强度判定为中等时,构造变形强度指标对应的取值为0.8;样品的构造变形强度判定为复杂时,构造变形强度指标对应的取值为1.0。

可选的,构造变形强度对应的权重值为0.3。

可选的,所述构造应力设有第18预设值和第19预设值,样品的构造应力小于第18预设值时,构造应力指标对应的取值范围为(0,0.6);样品的构造应力不小于第18预设值且不大于第19预设值时,构造应力指标对应的取值范围为[0.6,0.8);样品的构造应力大于第19预设值时,构造应力指标对应的取值范围为[0.8,1.0)。

可选的,所述第18预设值为20 MPa,第19预设值为30 MPa。

可选的,构造应力对应的权重值为0.2。

可选的,所述样品的构造应力为所有采样点构造应力的平均值,构造应力的计算如下:

其中,

根据《石墨、碎云母矿产地质勘察规范》的石墨矿床成因类型划分,煤系石墨属于接触变质型,接触变质作用使碳质(煤)分解,碳质重新富集形成以隐晶质(土状)为主的石墨矿。矿石质量与规模与接触变质作用密切相关,石墨以层状产出。即煤系石墨由岩浆侵入煤层接触变质而成,岩体的性质一般为酸性或中酸性岩体,如岩基、岩株有关。酸性岩浆稠度低、流动性好,有利于热传递,同时此类岩浆富含氟和硼等挥发性气体,起到催化剂和助熔剂的作用,有利于碳质转变为石墨。因此,本发明设置所述岩体规模与热作用强度的指标评价煤系石墨。

可选的,样品岩体判定为岩脉、岩墙和岩床侵入时,岩体规模与热作用强度指标对应的取值范围为0.6;样品岩体判定为酸性和中酸性岩基、岩株侵入时,岩体规模与热作用强度指标对应的取值范围为0.8;样品岩体判定为大规模酸性花岗岩类或中酸性闪长岩类侵入时,岩体规模与热作用强度指标对应的取值范围为1.0。

可选的,岩体规模与热作用强度对应的权重值为0.3。

所述样品岩体判定可采用观察法。

可选的,所述岩体与煤层距离设有第20预设值和第21预设值,实际岩体与煤层距离大于第20预设值时,岩体与煤层距离指标对应的取值范围为(0,0.6);实际岩体与煤层距离不大于第20预设值且大于第21预设值时,岩体与煤层距离指标对应的取值范围为[0.6,0.8);实际岩体与煤层距离不大于第21预设值时,岩体与煤层距离指标对应的取值范围为[0.8,1.0)。

可选的,所述第20预设值为10km,第21预设值为3km。

可选的,岩体与煤层距离对应的权重值为0.2。

可选的,所述实际岩体与煤层距离可采用实地测量法。

可选的,所述结构参数包括碳层间距和结构缺陷参数两个指标,结构参数对应的权重值为0.4。

可选的,所述碳层间距设有第10预设值、第11预设值和第12预设值,样品的碳层间距大于第12预设值时,碳层间距指标对应的取值范围为(0,0.6);样品碳层间距大于第11预设值且不大于第12预设值时,碳层间距指标对应的取值范围为[0.6,0.8);样品碳层间距不小于第10预设值且不大于第11预设值时,碳层间距指标对应的取值范围为[0.8,1.0)。以碳层间距为0.3441nm为极限,对应取值为0。

可选的,所述结构缺陷参数设有第13预设值、第14预设值和第15预设值,样品结构缺陷参数不小于第14预设值且不大于第15预设值时,结构缺陷参数指标对应的取值范围为(0,0.6);样品结构缺陷参数大于第13预设值且不大于第14预设值时,结构缺陷参数指标对应的取值范围为[0.6,0.8);样品的结构缺陷参数不大于第13预设值时,结构缺陷参数指标对应的取值范围为[0.8,1.0)。

可选的,所述成分参数包括镜质体反射率(Romax)、挥发分产率(Vdaf)和氢碳元素比(H/C)三个指标,成分参数对应的权重值为0.6。

可选的,所述镜质体反射率设有第一预设值、第二预设值和第三预设值,样品的镜质体反射率不小于第一预设值且小于第二预设值时,镜质体反射率指标对应的取值范围为(0,0.6);样品镜质体反射率不小于第二预设值且小于第三预设值时,镜质体反射率指标对应的取值范围为[0.6,0.8);样品镜质体反射率不小于第三预设值时,镜质体反射率指标对应的取值范围为[0.8,1.0)。

可选的,所述挥发分产率设有第四预设值、第五预设值和第六预设值,样品的挥发分产率大于第五预设值且不大于第六预设值时,挥发分产率指标对应的取值范围为(0,0.6);样品挥发分产率不小于第四预设值且不大于第五预设值时,挥发分产率指标对应的取值范围为[0.6,0.8);样品的挥发分产率小于第四预设值时,挥发分产率指标对应的取值范围为[0.8,1.0)。

可选的,所述氢碳元素比设有第七预设值、第八预设值和第九预设值,样品的氢碳元素比不小于第八预设值且不大于第九预设值时,氢碳元素比指标对应的取值范围为(0,0.6);样品氢碳元素比不小于第七预设值且小于第八预设值时,氢碳元素比指标对应的取值范围为[0.6,0.8);样品的氢碳元素比小于第七预设值时,氢碳元素比指标对应的取值范围为[0.8,1.0)。

可选的,所述样品的实际数据分别与对应的指标预设值进行比较,根据比较的结果取相应的数值的具体方法为:上述七个指标的实际值与预设值比较后,进行取值时,在确定的取值范围内,以预设值为横坐标、取值范围的边界值为纵坐标;当取值在(0,0.6)时,数据少于两组时,以0补足,绘制拟合直线,然后将实际值作为横坐标带入得到的拟合直线的方程,计算得到对应的取值;当取值在[0.8,1.0)时,计算得到的取值大于1,则取值为1。

例如,对于采样点密度这个指标,实际采样点密度为5点/km

又如,对于地质条件,根据DZ/T0326—2018《石墨、碎云母矿产地质勘查规范》判定,样品的构造复杂程度判定为中等,取值为0.8,乘以构造变形强度的权重值0.3,得0.24,即为构造变形强度指标的评估值;

样品构造应力为40 MPa,取值范围为[0.8,1.0),以(0,0)和(30,0.8)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=2x/75,然后将40作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为1.067,大于取值范围的边界值1,所以取值为1,乘以构造应力的权重值0.2,得0.2,即为构造应力指标的评估值;

实际岩体与煤层距离为7km,取值范围为[0.6,0.8),以(3,0.6)和(10,0.8)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=1x/35+0.514,然后将7作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为0.714,乘以岩体与煤层距离的权重值0.2,得0.143,即为岩体与煤层距离指标的评估值;

样品岩体判定为酸性和中酸性岩基、岩株侵入且热量作用时间较长,岩体规模与热作用强度指标对应的取值为0.8,乘以岩体规模与热作用强度对应的权重值0.3,得0.24;地质条件的评估值为0.24+0.2+0.143+0.24=0.823。

对于矿产条件,样品碳层间距为0.34405nm,取值范围为(0,0.6),以(0.344,0.6)和(0.3441,0)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=-6×10

样品结构缺陷参数为0.67,取值范围为(0,0.6),以(0.7,0)和(0.65,0.6)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=-12x+8.4,然后将0.67作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为0.36;

样品碳层间距的取值与结构缺陷参数的取值之和为0.3+0.36=0.66,再乘以结构参数的权重值0.4,得结构参数的评估值0.264。此时,鉴定该样品为III级,对应石墨化无烟煤。

样品镜质体反射率为6.0%,取值范围为(0,0.6),以(5.5,0)和(6.5,0.6)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=0.6x-3.3,然后将6.0作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为0.3;

样品挥发分产率为5.6%,取值范围为(0,0.6),以(6.5,0)和(4.5,0.6)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=-0.3x+1.95,然后将5.6作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为0.27;

样品氢碳元素比为0.17,取值范围为(0,0.6),以(0.2,0)和(0.15,0.6)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=-12x+2.4,然后将0.17作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为0.36;

样品镜质体反射率、挥发分产率与氢碳元素比之和为0.3+0.27+0.36=0.93,再乘以成分参数的权重值0.6,得成分参数的评估值为0.558。矿产条件的评估值为0.264+0.558=0.822。

另外,样品的成分参数的检测值均在III级对应的取值范围内,说明本发明所述的煤系石墨类型的鉴别具有通用性。

可选的,所述工作程度设有两个预设范围,即(0,0.6)和[0.6,1.0);工作程度的评估值落入(0,0.6)的范围内,表示工作程度较差,采样点较少,所得的其它六个指标的数据代表性不够,建议增加采样点;工作程度的评估值落入[0.6,1.0)的范围内,表示工作程度合格。

可选的,所述地质条件设有三个预设范围,即(0,0.6)、[0.6,0.8)和[0.8,1.0);地质条件的评估值落入(0,0.6)的范围内,表示煤系石墨的地质条件较差,开采难度较大;地质条件的评估值落入[0.6,0.8)的范围内,表示煤系石墨的地质条件适中,开采难度适中;地质条件的评估值落入[0.8,1.0)的范围内,表示煤系石墨的地质条件较好,开采难度较小。

可选的,所述矿产条件设有三个预设范围,即(0,1.56)、[1.56,2.08)和[2.08,2.6);矿产条件的评估值落入(0,1.56)的范围内,表示开发资源为石墨化无烟煤,评级为III级;矿产条件的评估值落入[1.56,2.08)的范围内,表示开发资源为半石墨,评级为II级;矿产条件的评估值落入[2.08,2.6)的范围内,表示开发资源为石墨,评级为I级。

上例中,工作程度的评估值为0.733,落入[0.6,1.0)的范围内,表示工作程度合格;地质条件的评估值为0.823,落入[0.8,1.0)的范围内,表示煤矿地质条件较好,开采难度较小;矿产条件的评估值为0.822,落入(0,1.56)的范围内,表示开发资源为石墨化无烟煤,评级为III级。

又如,对于矿产条件,样品碳层间距为0.34nm,取值范围为[0.6,0.8),以(0.344,0.6)和(0.337,0.8)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=-28.57x+10.43,然后将0.34作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值0.716;

样品结构缺陷参数为0.63,取值范围为[0.6,0.8),以(0.65,0.6)和(0.6,0.8)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=-4x+3.2,然后将0.63作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值0.68;

样品碳层间距的取值与结构缺陷参数的取值之和为0.716+0.68=1.396,再乘以结构参数的权重值0.4,得结构参数的评估值0.558。此时,鉴定该样品为II

样品镜质体反射率为7.0%,取值范围为[0.6,0.8),以(6.5,0.6)和(7.5,0.8)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=0.2x-0.7,然后将7.0作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为0.7;

样品挥发分产率为4.1%,取值范围为[0.6,0.8),以(4.5,0.6)和(3.8,0.8)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=-0.286x+1.887,然后将4.1作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为0.714;

样品氢碳元素比为0.13,取值范围为[0.6,0.8),以(0.15,0.6)和(0.1,0.8)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=-4x+1.2,然后将0.13作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为0.68;

样品镜质体反射率、挥发分产率与氢碳元素比之和为0.7+0.714+0.68=2.094,再乘以成分参数的权重值0.6,得成分参数的评估值为1.256。矿产条件的评估值为0.558+1.256=1.814。

另外,样品的成分参数的检测值均在II级对应的取值范围内。

上例的矿产条件的评估值为1.814,落入[1.56,2.08)的范围内,表示开发资源为半石墨,评级为II级。

又如,对于矿产条件,样品碳层间距为0.3362nm,取值范围为[0.8,1.0),以(0.337,0.8)和(0.3354,1.0)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=-125x+42.925,然后将0.3362作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值0.9;

样品结构缺陷参数为0.6,取值范围为[0.8,1.0),直接取值为0.8;

样品碳层间距的取值与结构缺陷参数的取值之和为0.9+0.8=1.7,再乘以结构参数的权重值0.4,得结构参数的评估值0.68。此时,鉴定该样品为I级,对应石墨。

样品镜质体反射率为8.0%,取值范围为[0.8,1.0),以(7.5,0.8)和(0,0)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=8x/75,然后将8.0作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为0.853;

样品挥发分产率为2.2%,取值范围为[0.8,1.0),以(3.8,0.8)和(0,1)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=-x/19+1,然后将2.2作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为0.884;

样品氢碳元素比为0.08,取值范围为[0.8,1.0),以(0.1,0.8)和(0,1)两点绘制拟合直线,得到直线方程y=-2x+1,然后将0.08作为横坐标带入该方程,计算得对应的取值为0.84;

样品镜质体反射率、挥发分产率与氢碳元素比之和为0.853+0.884+0.84=2.577,再乘以成分参数的权重值0.6,得成分参数的评估值为1.546。矿产条件的评估值为0.68+1.546=2.226。

另外,样品的成分参数的检测值均在I级对应的取值范围内。

上例的矿产条件的评估值为2.226,落入[2.08,2.6)的范围内,表示开发资源为石墨,评级为I级。

本发明的所述煤系石墨类型的鉴别和煤系石墨资源的评价能够相互验证煤系石墨的评级和种类划分,便于技术人员检验数据的可靠性。

相关技术
  • 一种煤系石墨矿产资源分级评定方法
  • 一种各向同性热解石墨超声检测缺陷分级评定方法
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