CN112627811A - 一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,包括在煤层两侧施工两条底板抽采巷;在两条底板抽采巷的中确定钻孔网络;采用不同的钻孔参数进行钻孔,获取见煤坐标;基于所有见煤坐标,在CAD中绘制出网格曲面;观察网格曲面中不连续展布和曲面曲率变化异常的区域,判断出有地质构造的区域;在异常区域补充多个钻孔,获取补充见煤坐标;结合补充见煤坐标对地质特征进行判断。通过开设抽采巷,在抽采巷内部形成钻空网络进行地质探测,然后在地质情况模糊地带再次根据设计并进行补充钻孔,从而可以对当前区域的地质情况进行更加详细的了解,解决了现有的地质探测方法采样间隙较大、检测不够精准的问题。
Description
技术领域
本发明涉及地质探测领域,尤其涉及一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法。
背景技术
为实现矿井抽采达标,杜绝煤与瓦斯突出事故,实现矿井瓦斯零超限目标,实现矿井无断层工作面布置开采,为矿井机械化、智能化高效开采创造条件,煤矿地质工作是基础,探明煤层赋存状态和影响开采的地质构造是前提。
现有的地质探测方法采样间隙较大,检测不够精准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,旨在解决现有的地质探测方法采样间隙较大,检测不够精准的问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,包括:在煤层两侧施工两条底板抽采巷;在两条底板抽采巷的中确定钻孔网络;采用不同的钻孔参数进行钻孔,获取见煤坐标;基于所有见煤坐标,在CAD中绘制出网格曲面;观察网格曲面中不连续展布和曲面曲率变化异常的区域,判断出有地质构造的区域;在异常区域补充多个钻孔,获取补充见煤坐标;结合补充见煤坐标对地质特征进行判断。
其中,所述结合补充见煤坐标对地质特征进行判断之后,所述方法还包括:将网格曲面和地质特征上传控制台实时监控。
其中,所述在两条底板抽采巷的中确定钻孔网络的具体步骤是:在抽采巷内基于抽采距离确认钻场;对每个钻场的钻孔数量进行设计;对每个钻场的钻孔参数进行设计以得到钻孔网络。
其中,所述抽采距离为10m*10m。
其中,所述观察网格曲面中不连续展布和曲面曲率变化异常的区域,判断出有地质构造的区域的具体步骤是:确定钻场区域;通过煤层底板曲面变化高程查询获取煤层底板高差;调取该钻场所有钻孔的钻孔参数对地质特征进行判断。
其中,所述地质特征包括逆断层、褶皱构造和正断层。
其中,所述在异常区域补充多个钻孔,获取补充见煤坐标的具体步骤是:基于异常区域见煤坐标筛选地质特征;基于地质特征设计补充钻孔参数;基于补充钻孔参数进行钻孔,并获取补充见煤坐标。
本发明的一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,包括:在煤层两侧施工两条底板抽采巷;在两条底板抽采巷的中确定钻孔网络;采用不同的钻孔参数进行钻孔,获取见煤坐标;基于所有见煤坐标,在CAD中绘制出网格曲面;观察网格曲面中不连续展布和曲面曲率变化异常的区域,判断出有地质构造的区域;在异常区域补充多个钻孔,获取补充见煤坐标;结合补充见煤坐标对地质特征进行判断。通过开设抽采巷,并在抽采巷内部形成钻空网络进行初步的地质探测,然后在地质情况模糊地带再次根据需要设计并进行补充钻孔,从而可以对当前区域的地质情况进行更加详细的了解,从而解决了现有的地质探测方法采样间隙较大、检测不够精准的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法的流程图;
图2是本发明的在两条底板抽采巷的中确定钻孔网络的流程图;
图3是本发明的采用不同的钻孔参数进行钻孔,获取见煤坐标的流程图;
图4是本发明的观察网格曲面中不连续展布和曲面曲率变化异常的区域,判断出有地质构造的区域的流程图;
图5是本发明的在异常区域补充多个钻孔,获取补充见煤坐标的流程图;
图6是本发明的网格曲面的结构示意图。
1-第一区域、2-第二区域、3-第三区域。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1,本发明提供一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,包括:
S101在煤层两侧施工两条底板抽采巷;
工程实例地点位于石屏一矿12419设计工作面,开采C19煤层。该工作面位于石屏一矿二采区以西+710m~+770m之间,区内可采和局部可采煤层有8层,从上至下分别为C13、C14、C15、C19上、C19、C23、C24、C25煤层。本区内C19、C25煤层全区可采,煤层结构简单,煤层赋存稳定,C19煤层厚度为1.8~2.9米,平均为1.95米;C25煤层厚度为0.8~1.7米,平均为1.45米。工作面煤层倾向310°~335°,一般在323°,煤层倾角0°~42°,平均14°。
为进入12419工作面掘进和回采,在12419工作面形成前施工了两条底板抽采巷,分别为+660m和+700m底板抽采巷。
S102在两条底板抽采巷的中确定钻孔网络;
请参阅图2,具体步骤是:
S201在抽采巷内基于抽采距离确认钻场;
S202对每个钻场的钻孔数量进行设计;
+660m底板抽采巷和+700m底板抽采巷对12419工作面网格预抽采钻孔走向长达700米,矿地质测量技术人员通过对该区域钻孔施工时不正常见煤情况的掌握,由于该区域网格钻孔间距为10米×10米,根据矿井地质构造中落差大于开采煤层厚度2米的断层,其影响范围一般大于30米,并达到瓦斯治理和开采需要探明地质构造影响范围最低要求,所以选择30×30米的基本钻孔作网格曲面图。
S203对每个钻场的钻孔参数进行设计以得到钻孔网络。
通过对钻孔参数进行设计,包括钻孔坐标、钻孔方位和钻孔倾角等,可以更好地获取见煤坐标,避免多数孔钻空。
S103采用不同的钻孔参数进行钻孔,获取见煤坐标;
在抽采钻孔施工时,把每个抽采钻孔也作为地质孔利用,为达到基本的地质孔的目的,要求每个钻孔施工参数(方位、倾角、见煤长度等),都必须现场实测和记录,并达到一定的精度。
请参阅图3,具体步骤是:
S301基于钻孔参数在抽采巷的相应位置进行钻孔;
S302对实际钻孔参数进行测量并记录;
实际测量的钻孔参数如表1所示。
S303当在该范围钻孔没见煤时,选择其相邻见煤孔为基本钻孔;
S304基于实际钻孔参数计算见煤坐标。
见煤坐标如表1所示。
表1
S104基于所有见煤坐标,在CAD中绘制出网格曲面;
用表1中计算出网格钻孔的见煤坐标,在CAD中绘制出网格曲面。利用石屏一矿+660m底板抽采巷7号钻场至30号钻场和700m底板抽采巷3号钻场至26号钻场,施工网格抽采钻孔见C19煤层底板的30米×30米的网格曲面如图6所示。
S105观察网格曲面中不连续展布和曲面曲率变化异常的区域,判断出有地质构造的区域;
观察网格曲面中不连续展布和曲面曲率变化异常大的区域,结合区域抽采钻孔见C19煤层情况,可以初步判断出有地质构造的区域,把这些区域初步设定为煤层有地质构造区域(或煤层地质赋存异常区域)。
请参阅图4,具体步骤是:
S401确定钻场区域;
第一区域1位于+700m底抽采巷22号钻场与+660m底抽采巷23号钻场之间范围,面积较大,主要异常特征为东、西两侧煤层展布不连续,煤层底板曲面变化异常较明显;第二区域2位于+700m底抽采巷21号钻场与+660m底抽采巷8号钻场之间范围,面积也较大,主要异常特征为南、北两侧煤层展布不连续,凹凸变化较大,生成的煤层底板曲面能判断出变化异常;第三区域3位于+700m底抽采巷9号钻场与13号钻场之间范围,面积较小,主要异常特征为南、北两侧煤层展布不连续,煤层底板曲面有凹凸变化。
S402通过煤层底板曲面变化高程查询获取煤层底板高差;
通高程查询,第一区域1的东、西侧煤层底板高差异常达3~6米;第二区域2的南、北两侧煤层底板高差异常1~3米,第三区域3煤层底板曲面变化较大点的南、北两侧煤层底板高差异常1~3米。
S403调取该钻场所有钻孔的钻孔参数对地质特征进行判断。
所述地质特征包括逆断层、褶皱地质和正断层。综合调取第一区域1该范围其它抽采钻孔相关记录参数,钻孔都见了C19煤层。根据这些特征可以初步判断应为影响较大的逆断层或褶皱地质构造;综合调取第二区域2该范围其它抽采钻孔相关记录参数,有较多钻孔未见C19煤层,根据这些特征可以初步判断应为影响一般的正断层;综合调取第三区域3该范围其它抽采钻孔相关记录参数,有个别钻孔未见C19煤层,根据这些特征可以初步判断应为影响较小的正断层。
S106在异常区域补充多个钻孔,获取补充见煤坐标;
由于本次选择的30米×30米见煤的网格抽采钻孔生成的煤层底板网格曲面,如果有地质构造将在曲面上表现为异常区域,但此时由于钻孔间距过大,还不能详细分析构造性质。所以为达到安全生产的需要还将进一步分析或探明地质构造性质及产状要素。
请参阅图5,具体步骤是:
S501基于异常区域见煤坐标筛选地质特征;
这里主要是第一区域1的地质特征不够明确,从曲面变化特征和区域附近抽采钻孔见C19煤层情况分析该区域地质构造有两种可能:逆断层或褶皱地质构造,因此为满足条件的地质特征。
S502基于地质特征设计补充钻孔参数;
为判断性质以及产状,分别在+700底板抽采巷和+660底板抽采巷23号钻场附近各补了三个专门地质钻探孔。
S503基于补充钻孔参数进行钻孔,并获取补充见煤坐标。
以与步骤S304相同的方式计算见煤坐标。
S107结合补充见煤坐标对地质特征进行判断;
钻孔见C19煤层重叠,再辅以煤层底板曲面变化较大区域附近抽采钻孔见C19煤层的煤几何空间位置关系,分析该地质构造为逆断层并探明了断层产状。
S108将网格曲面和地质特征上传控制台实时监控。
通过控制台可以将当前数据进行存储并用于以后的大数据分析,使得能够为后续钻孔网络设计提供参考经验。
本发明的一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,通过开设抽采巷,并在抽采巷内部形成钻空网络进行初步的地质探测,然后在地质情况模糊地带再次根据需要设计并进行补充钻孔,从而可以对当前区域的地质情况进行更加详细的了解,从而解决了现有的地质探测方法采样间隙较大,使得检测不够精准的问题。另外钻孔不仅可以作为采样钻孔还可以作为地质钻孔,从而可以减少钻孔数量,更提高了对井田地质构造探查的精度。将网格曲面和地质特征上传控制台,可以利用三维建模软件可以把煤层群的所有煤层底和顶板网格曲面转化为精准的实际煤层赋存状态,并可在任意空间方向剖切煤层获得精准的煤层剖面图和数据。为煤矿地质信息化、数字化提供服务,为矿井精准设计和机械化、智能化开采提供了帮助。
如果采用高清多功能钻孔全景成像分析仪、钻孔轨迹仪、抽采钻孔全程视频等仪器,将进一步提高煤层顶(底)板控制数据精度,而且将减少钻孔数量。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,其特征在于,
包括:在煤层两侧施工两条底板抽采巷;
在两条底板抽采巷的中确定钻孔网络;
采用不同的钻孔参数进行钻孔,获取见煤坐标;
基于所有见煤坐标,在CAD中绘制出网格曲面;
观察网格曲面中不连续展布和曲面曲率变化异常的区域,判断出有地质构造的区域;
在异常区域补充多个钻孔,获取补充见煤坐标;
结合补充见煤坐标对地质特征进行判断。
2.如权利要求1所述的一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,其特征在于,
所述结合补充见煤坐标对地质特征进行判断之后,所述方法还包括:将网格曲面和地质特征上传控制台实时监控。
3.如权利要求1所述的一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,其特征在于,
所述在两条底板抽采巷的中确定钻孔网络的具体步骤是:
在抽采巷内基于抽采距离确认钻场;
对每个钻场的钻孔数量进行设计;
对每个钻场的钻孔参数进行设计以得到钻孔网络。
4.如权利要求3所述的一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,其特征在于,
所述钻孔间距根据抽采半径来确定。
5.如权利要求1所述的一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,其特征在于,
所述观察网格曲面中不连续展布和曲面曲率变化异常的区域,判断出有地质构造的区域的具体步骤是:
确定钻场区域;
通过煤层底板曲面变化高程查询获取煤层底板高差;
调取该钻场所有钻孔的钻孔参数对地质特征进行判断。
6.如权利要求5所述的一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,其特征在于,
所述地质特征包括逆断层、褶皱构造和正断层。
7.如权利要求1所述的一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法,其特征在于,
所述在异常区域补充多个钻孔,获取补充见煤坐标的具体步骤是:
基于异常区域见煤坐标筛选地质特征;
基于地质特征设计补充钻孔参数;
基于补充钻孔参数进行钻孔,并获取补充见煤坐标。
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CN202011355893.3A CN112627811A (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 一种利用抽采钻孔进行地质构造探查的方法 |
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CN109859610A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-06-07 | 河南工程学院 | 矿井瓦斯抽采工程地质图的编制方法 |
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