Bán tự động để xác định các vỉa than từ tài liệu địa vật lý giếng khoan tại khu vực mỏ than Hà Lầm - Quảng Ninh

Bài viết Bán tự động để xác định các vỉa than từ tài liệu địa vật lý giếng khoan tại khu vực mỏ than Hà Lầm - Quảng Ninh áp dụng phương pháp học không giám sát để phân chia tài liệu đo gamma tự nhiên và gamma tán xạ mật độ nhằm xác định các vỉa than. Áp dụng thử nghiệm trên 8 lỗ khoan của khu vực mỏ than Hà Lầm cho thấy, so với kết quả phân tích của các chuyên gia thì phương pháp chúng tôi đề xuất có độ chính xác trên 60% và có lỗ khoan đạt trên 80%.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bán tự động để xác định các vỉa than từ tài liệu địa vật lý giếng khoan tại khu vực mỏ than Hà Lầm - Quảng Ninh TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Bán tự động để xác định các vỉa than từ tài liệu địa vật lý giếng khoan tại khu vực mỏ than Hà Lầm - Quảng Ninh Đỗ Duy Phúc1,*, Kiều Duy Thông2, Nguyễn Tuấn Trung3 1 Công ty Cổ phần Địa chất mỏ - TKV 2 Trường Đại học Mỏ Địa chất 3 Liên đoàn Vật lý địa chất *E-mail: duyphucc97@gmail.com Tóm tắt: Số liệu được quan tâm chính trong thăm dò tìm kiếm than là trữ lượng than được ước tính từ độ dày của các vỉa than trong mỗi lỗ khoan. Do đó, điều cần thiết là phải xác định chính xác bề dày của các vỉa than qua các thông số kỹ thuật có được. Để tăng tính chính xác, các đường cong địa vật lý được tiến hành đo ghi, đưa ra các cột địa tầng - địa vật lý để xác định chính xác các vỉa, vách, thành phần thạch học, chiều sâu các lớp than cũng như địa tầng khu vực nghiên cứu. Tài liệu địa vật lý giếng khoan thường được xử lý một cách thủ công và liên tục, do đó không tránh khỏi những sai sót. Do vậy, phát triển phương pháp bán tự động để xác định vỉa than từ các tài liệu địa vật lý giếng khoan có thể đưa ra được cột địa tầng địa vật lý giúp giảm thời gian minh giải cũng như tăng độ chính xác cho tài liệu. Trong nghiên cứu này, chúng tôi áp dụng phương pháp học không giám sát để phân chia tài liệu đo gamma tự nhiên và gamma tán xạ mật độ nhằm xác định các vỉa than. Áp dụng thử nghiệm trên 8 lỗ khoan của khu vực mỏ than Hà Lầm cho thấy, so với kết quả phân tích của các chuyên gia thì phương pháp chúng tôi đề xuất có độ chính xác trên 60% và có lỗ khoan đạt trên 80%. Từ khoá: Bán tự động, học không giám sát, mỏ than Hà Lầm, địa vật lý giếng khoan, thăm dò than, dị thường địa vật lý. 1. GIỚI THIỆU Hà Lầm là một mỏ than lớn trong các mỏ than ở vùng Quảng Ninh của nước ta, nằm trong vùng tập trung nhiều mỏ và công trường khai thác than đang hoạt động. Hệ thống cơ sở hạ tầng, đường giao thông, cung cấp điện, nước, sửa chữa cơ khí, sàng tuyển than, bến cảng và các dịch vụ phục vụ đời sống... khá phát triển, là những điều kiện rất thuận lợi trong quá trình xây dựng và khai thác, chế biến và tiêu thụ than. Để đạt hiệu quả cao trong quá trình khai thác, thi công thì công tác thăm dò, tìm kiếm than tại mỏ là không thể thiếu. Trong đó, việc áp dụng các phương pháp địa vật lý giếng khoan (ĐVLGK) cung cấp một lượng thông tin độc lập với tài liệu khoan, đặc biệt trong những trường hợp chất lượng lấy mẫu kém hoặc mất mẫu, đánh giá hiệu quả khoan lấy mẫu, mở vỉa, theo dõi sự biến đổi vật lý trong quá trình khoan. Trong ĐVLGK hiện nay áp dụng rộng rãi các phương pháp điện trở, phương pháp phóng xạ, phương pháp đo độ lệch, phương pháp đo tỉ trọng, phương pháp đo siêu âm,… Sự thay đổi của các đường cong địa vật lý là cơ sở để phân chia địa tầng và đặc biệt là xác định vị trí của các vỉa than. Các đường cong dị thường tạo ra sự khác biệt giữa các lớp để ta có thể đánh giá và phân tích. 2. KHÁI QUÁT VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế, nhân văn Địa hình: Khu mỏ Hà Lầm thuộc vùng đồi núi, địa hình thấp dần từ phía Bắc xuống phía Nam. Kỷ yếu Hội nghị KHCN lần 7, tháng 5/2022 13 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Khí hậu: Khu mỏ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm có 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô. Mạng sông suối: Trong khu vực gồm một suối chính Hà Lầm, tất cả các suối nhỏ đều chảy vào suối chính rồi chảy về phía Tây và đổ ra biển. Ngoài ra, còn có suối Hà Tu bắt nguồn từ đường phân thuỷ của nếp lồi 158, hướng dòng chảy về phía Đông, lòng suối rộng từ 1 ÷ 4m. Hệ thống giao thông: Khu mỏ Hà Lầm nằm gần trục đường quốc lộ 18A nối liền với các tỉnh,thành phố Hải Phòng, Hải Dương, Bắc Giang; phía Bắc có cảng Làng Khánh, phía Tây có cảng nước sâu Cái Lân. Hệ thống cơ sở hạ tầng, giao thông vận tải, hệ thống cung cấp điện nước... khá thuận lợi phục vụ tốt cho việc khai thác than. Đặc điểm dân cư, kinh tế xã hội: Cách khu mỏ Hà Lầm khoảng 4km về phía Nam là trung tâm thành phố Hạ Long sầm uất và đang có tốc độ phát triển mạnh. Dân cư tập trung khá đông đúc, chủ yếu là dân tộc kinh, nghề nghiệp chủ yếu là công nhân mỏ và dịch vụ du lịch. Hình 1. Hình ảnh các đường cong dị thường trong ĐVLGK Phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan bằng phương pháp bán tự động tại khu vực mỏ than Hà Lầm là một ví dụ để cho thấy được sự hữu dụng của công nghệ trong việc xử lý tài liệu. 2.2. Đặc điểm địa chất mỏ than Hà Lầm Kết quả nghiên cứu địa tầng của các báo cáo địa chất cho thấy địa tầng mỏ than Hà Lầm được xếp vào giới Cổ sinh (Paleozoi), giới Trung sinh (Mêzôzôi) và Tân sinh (Kainozoi). Chiều dày địa tầng chứa than dày khoảng hơn 1000m. Đất đá có mặt trong địa tầng rất đa dạng mang đầy đủ tính chất của trầm tích tướng biển nông. Mỏ Hà Lầm là một phần của dải than Đông Triều - Mạo Khê - Hòn Gai - Cẩm Phả. Về mặt kiến tạo khu mỏ cũng mang những đặc điểm kiến tạo phức tạp chung của toàn dải than. Các nếp uốn, đứt gãy phát triển khá nhiều với quy mô khác nhau. 2.3. Đặc điểm các vỉa than Các vỉa than trong khu mỏ Hà Lầm có chiều dày vỉa thuộc nhóm chiều dày trung bình đến dày và rất dày. Cấu tạo vỉa biến đổi từ đơn giản đến phức tạp. Mức ổn định từ không ổn định đến ổn định. Các lớp đá kẹp đặc trưng chủ yếu là bột kết, sét kết và sét than có chiều dày thay đổi từ 0,1 đến trên 1,0 mét có lớp dày đến vài ba mét. * Về mức độ triển vọng than: Kết quả tổng hợp cho thấy, trữ lượng, tài nguyên than tập trung chủ yếu ở phần phía bắc, phía đông và p ...