Kriging blokowy oraz metody GIS w geostatystycznym szacowaniu metanonośności w kopalniach węgla kamiennego

W pracy przedstawione zostały możliwości wykorzystania technik GIS w wyznaczaniu średniej metanonośności pokładu węglowego z uwzględnieniem aspektów przestrzennych badanego zjawiska. Dotyczyło to zarówno uwzględnienia przestrzennej lokalizacji wykonanego pomiaru metanonośności jak i wykorzystania metod geostatystycznych do estymacji wartości metanonośności wraz z uwzględnieniem błędu estymacji. Rozkłady przestrzenne metanonośności wyznaczone metodą krigingu blokowego umożliwiły określenie estymacji przedziałowej zawartości metanonośności w badanej ścianie. Błędy estymacji wyznaczone zostały na podstawie wariancji krigingu, która uwzględnia zarówno sumaryczny wpływ błędów wynikających ze specyficznego ułożenia punktów pomiarowych jak i błędów pomiarowych. W pracy wykorzystane zostało oprogramowanie SGeMS (ang. Stanford Geostatistical Modeling Software), które powstało na uniwersytecie Stanford. Oprogramowanie to umożliwia wykonywanie obliczeń geostatystycznych także w przestrzeni 3D, co jest istotne w badaniu zjawisk związanych z górnictwem, ze względu na bardzo istotne znaczenie wszystkich trzech współrzędnych układu kartezjańskiego. Dodatkowo, wykorzystanie informacji o pomiarach metanonośności wraz z pełną informacją o ich położeniu (3D) umożliwia badanie zmienności przestrzennej w układzie 3D i późniejsze wykorzystanie tej informacji w modelowaniu metanonośności. Metodyka ta umożliwia pełniejsze wykorzystanie informacji przestrzennej w porównaniu do sytuacji, w której wykorzystuje się tylko układ dwuwymiarowy.

This paper presents the possibilities of using GIS techniques in determining average methane content of coal longwall with regard to spatial aspects of investigated phenomenon. This takes into account spatial location of the performed measurement and use of geostatistical methods to estimate the value of the coal bed methane with regard to estimation error. Spatial distributions of coal bed methane estimated by block kriging allowed to determine interval estimation of coal bed methane in the longwall. Estimation errors have been determined on the basis of the kriging variance, which takes into account both the total impact of errors arising from the specific distribution of measurement points and measurement errors. The SGeMS (Stanford Geostatistical Modeling Software) software was used developed at the Stanford University. This software makes it possible to perform geostatistical calculations also in 3D space, which is important in the study of phenomena related to mining, because of the importance of all three coordinates of the Cartesian system. In addition, the use of information about methane measurements, together with full information on their position (3D) allows the study of spatial variation in 3D and the subsequent use of that information in modeling. This methodology allows exploiting full spatial information as compared to two-dimensional situations.