CN112836273B - 一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法，属于煤矿开采技术领域，包括以下步骤：对矿井现场穿层钻孔施工电子台账进行数据集合分析，利用三角函数将钻孔施工情况转化为数据存储；将钻孔覆盖评价区域网格化并根据覆盖次数赋值；依据赋值情况将评价结果划分为强、弱、空白覆盖区域；获得精准数据评价结果；绘制钻孔覆盖区域评价平面图。本发明能够快速直观地对抽采钻孔控制范围内钻孔覆盖存在的强、弱以及空白带覆盖区域三种情况进行检验展示，以便快速采取针对性措施进行补孔，并让矿方能够实时掌握已施工钻孔采掘区域内的强弱覆盖范围，以便后期在弱覆盖区域内能够进行重点防范和强覆盖区域内快速掘进。

Description

一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法
技术领域
本发明涉及一种煤层气井施工方法，具体涉及一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法，属于煤矿开采技术领域。
背景技术
穿层钻孔作为最为有效的区域防突措施，在矿井的安全生产中占有重要位置，其施工质量及其布孔覆盖均匀程度严密关系着后期煤巷及工作面采掘期间的安全生产系数。
当前我国在钻孔评价方面主要采用人工查看图纸+CAD绘图测量的方法进行判断分析。因此非常容易因为人为因素（工作量大造成的疏忽、粗心而出现测量错误，人工查看图纸精度低且无统一标准而出现评价不合理或误评价）而出现评价结果不精准（仅有合格或不合格）、不能有效指导生产，并因此浪费大量人力物力也无法提高评价精准度和效率，不能为矿井后期的安全生产提供技术保障。
发明内容
本发明主要解决当前我国矿井穿层钻孔施工完毕后进行的钻孔控制范围评价，由于当前评价结论仅有合格与不合格，且严重依靠人工审查和CAD绘图测量的笨重方法进行评价，造成人力、物力和财力的极大浪费，并且评价结论也存在效率低下、误差较大和不精准可靠等问题。
本发明的目的是：克服现有技术中利用人工测量绘制图形来评价钻孔控制范围的结果不精准的问题，提供一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法，该方法结合钻孔施工台账分析和钻孔抽采半径等参数进行快速划分计算，求出钻孔的强、弱以及空白覆盖区域，并形成直观明了的平面图供矿井生产参考。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法，包括以下步骤：
准备工作：在现场施工穿层区域瓦斯治理钻孔后，详细记录钻孔施工的方位角（仰偏角）、见煤长度、见顶长度以及终孔深度、底板巷层位、钻孔开孔位置等数据信息，将钻孔施工的参数与基本情况转换为数据进行存储，依据钻孔设计及现场施工情况汇总整理成为钻孔施工电子台账。
操作步骤：S1、对钻孔施工电子台账进行数据集合分析，基于三角函数原理进行不同位置钻孔煤段的平面投影数据计算，以及每个钻孔见煤点在平面投影上的起止位置、相对位置等大量数据计算，并将计算结果进行数据存储分析；
平面投影计算公式为：
投影见煤位置=该孔起点位置+该孔见煤长度位置×sin(该孔仰角)，
投影见顶位置=该孔起点位置+见顶点位置×sin(该孔仰角)。
S2、基于Excel对工作面单元格进行网格化划分，依据划分精度为0.1m×0.1m将工作面划分为多个网格；结合钻孔覆盖范围对网格化的工作面单元格覆盖次数进行赋值：单个钻孔覆盖赋值为1，N个钻孔覆盖N次赋值为N；
钻孔覆盖范围按照抽采半径参数来对每个钻孔的覆盖范围进行计算，求出相邻钻孔相互重叠控制影响的覆盖区域、单个钻孔独自控制影响的覆盖区域以及无钻孔控制影响的空白覆盖区域，所有钻孔进行计算完毕后，计算结果以数据形式进行存储；单元格赋值是对于处在钻孔覆盖范围内的一个网格化方格，被钻孔影响范围覆盖到一次则赋值为1，N次重叠覆盖则自动累计为N。
S3、在工作面单元格上按照赋值结果划分覆盖区域，单元格赋值大于1为强覆盖区域、单元格赋值等于1为弱覆盖区域以及单元格赋值小于1为空白覆盖区域。
S4、将赋值后的单元格进行点状标记，根据密集程度不同采用不同的标记类型来划分强覆盖区域、弱覆盖区域和空白覆盖区域，覆盖次数越多的标记越密集；在进行定点标定时，需调用S1中计算的每个钻孔见煤点在平面投影上的起止位置、相对位置等大量数据。
S5、将钻孔覆盖平面图标注情况绘制为cad平面图进行直观展示；
S1-S5的钻孔覆盖强度及空白带划分单元精度精确为0.1m。
本发明的有益效果是：1）本发明通过对现场施工数据统计收集整理成钻孔施工电子台账进行分析，并结合抽采半径等参数进行快速划分计算，能够对钻孔控制范围的覆盖情况进行更加精准、多层次的划分。
2）本发明基于Excel对大量数据进行处理，并可通过算法自动生成求出相应覆盖区域，降低人力、物力及材料浪费，并极大的提高评价效率，提高评价精准度。
3）本发明通过对不同区域进行点状标记，并结合CAD绘制覆盖区域平面图，平面图更加直观明了，便于使用人员清晰掌握钻孔施工及覆盖情况，为矿井采掘工作面的高效生产提供最为精准的数据和图文资料，为矿井的安全生产提供技术保障。
附图说明
图1为本发明的步骤流程图；
图2为本发明的强、弱及空白覆盖区域划分示意图；
图3为图2中弱覆盖区域示例图；
图4为图2中强2覆盖区域示例图；
图5为图2中强3覆盖区域示例图；
图6为掘进工作面钻孔覆盖范围评价CAD平面图。
图中，图3为弱覆盖区域表示覆盖钻孔为1个，图4为强2覆盖区域表示强覆盖区域（覆盖钻孔为2个），图5为强3覆盖区域表示强覆盖区域（覆盖钻孔为3个），空白覆盖区域表示无钻孔覆盖，图6中上层两虚线为煤巷道、下层两虚线为岩巷道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释说明。
实施例：如图1-6所示，本发明所述的一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法，包括以下步骤：
准备工作：在现场施工穿层区域瓦斯治理钻孔后，详细记录钻孔施工的方位角（仰偏角）、见煤长度、见顶长度以及终孔深度、底板巷层位、钻孔开孔位置等数据信息，将钻孔施工的参数与基本情况转换为数据进行存储，依据钻孔设计及现场施工情况汇总整理成为钻孔施工电子台账。
操作步骤：S1、对钻孔施工电子台账进行数据集合分析，基于三角函数原理进行不同位置钻孔煤段的平面投影数据计算，以及每个钻孔见煤点在平面投影上的起止位置、相对位置等大量数据计算，并将计算结果进行数据存储分析；
平面投影计算公式为：
投影见煤位置=该孔起点位置+该孔见煤长度位置×sin(该孔仰角)，
投影见顶位置=该孔起点位置+见顶点位置×sin(该孔仰角)。
S2、基于Excel对工作面单元格进行网格化划分，依据划分精度为0.1m×0.1m将工作面划分为多个网格；结合钻孔覆盖范围对网格化的工作面单元格覆盖次数进行赋值：单个钻孔覆盖赋值为1，N个钻孔覆盖N次赋值为N；
钻孔覆盖范围按照抽采半径参数来对每个钻孔的覆盖范围进行计算，求出相邻钻孔相互重叠控制影响的覆盖区域、单个钻孔独自控制影响的覆盖区域以及无钻孔控制影响的空白覆盖区域，所有钻孔进行计算完毕后，计算结果以数据形式进行存储；单元格赋值是对于处在钻孔覆盖范围内的一个网格化方格，被钻孔影响范围覆盖到一次则赋值为1，N次重叠覆盖则自动累计为N。
S3、在工作面单元格上按照赋值结果划分覆盖区域，单元格赋值大于1为强覆盖区域、单元格赋值等于1为弱覆盖区域以及单元格赋值小于1为空白覆盖区域。
S4、将赋值后的单元格进行点状标记，根据密集程度不同采用不同的标记类型来划分强覆盖区域、弱覆盖区域和空白覆盖区域，覆盖次数越多的标记越密集；在进行定点标定时，需调用S1中计算的每个钻孔见煤点在平面投影上的起止位置、相对位置等大量数据。
S5、将钻孔覆盖平面图标注情况绘制为cad平面图进行直观展示。
S1-S5的钻孔覆盖强度及空白带划分单元精度精确为0.1m。
本发明为在复杂条件下（煤层赋存不稳定、煤厚变化剧烈，譬如鸡窝煤）的穿层钻孔群施工完毕后，及时根据施工情况（钻孔施工参数）来对钻孔控制范围（可依据情况按照终孔斜距或终孔点与相邻钻孔垂距）情况进行评价，对于由两个钻孔或多个钻孔重叠控制的范围，则评价为强覆盖区域（标示为密集点状填充区域），可以进行高效掘进；对于仅由一个钻孔控制覆盖的范围，则划分为弱覆盖区域（标示为散点状填充区域），掘进期间需加强瓦斯监控，并适当增加补充措施；对于无钻孔控制覆盖的范围，则划分为空白覆盖区域（标示为空白填充区域），需要当即进行补充施工钻孔，直至达到弱覆盖及其以上方可进行采掘作业。
本发明能够有效将钻孔施工情况（煤层顶底板信息）覆盖范围情况进行更加高效、精准的评价划分，并对评价结果强覆盖区域、弱覆盖区域和空白覆盖区域进行点状标记和绘制平面图，以便矿井快速识别不同的覆盖强度区域，并让矿方能够实时掌握已施工钻孔的采掘区域内的强弱覆盖范围，并采取针对性措施，以便后期在弱覆盖区域内能够进行重点防范和强覆盖区域内快速掘进。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
准备工作：在现场施工穿层区域瓦斯治理钻孔后，记录钻孔施工的数据信息，将钻孔施工的参数与基本情况转换为数据进行存储，依据钻孔设计及现场施工情况汇总整理成为钻孔施工电子台账；
操作步骤：
S1、对钻孔施工电子台账进行数据集合分析，利用三角函数进行不同位置钻孔煤段的平面投影数据计算，以及每个钻孔见煤点在平面投影上的起止位置、相对位置数据计算，并将计算结果进行数据存储分析；
S2、基于Excel对工作面单元格进行网格化划分，依据划分精度为0.1m×0.1m将工作面划分为多个网格；结合钻孔覆盖范围对网格化的工作面单元格覆盖次数进行赋值：单个钻孔覆盖赋值为1，N个钻孔覆盖N次赋值为N；
S3、在工作面单元格上按照赋值结果划分覆盖区域，单元格赋值大于1为强覆盖区域、单元格赋值等于1为弱覆盖区域以及单元格赋值小于1为空白覆盖区域；
S4、将赋值后的单元格进行点状标记，根据密集程度不同采用不同的标记类型来划分强覆盖区域、弱覆盖区域和空白覆盖区域，覆盖次数越多的标记越密集；
S5、将钻孔覆盖平面图标注情况绘制为cad平面图进行直观展示。
2.根据权利要求1所述的一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法，其特征在于：所述准备工作中钻孔施工的数据信息包括仰偏角、见煤长度、见顶长度以及终孔深度、底板巷层位、钻孔开孔位置。
3.根据权利要求1所述的一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法，其特征在于：所述操作步骤S1中平面投影的计算公式为：
投影见煤位置=该孔起点位置+该孔见煤长度位置×sin(该孔仰角)，
投影见顶位置=该孔起点位置+见顶点位置×sin(该孔仰角)。
4.根据权利要求1所述的一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法，其特征在于：所述操作步骤S2中钻孔覆盖范围按照抽采半径参数来对每个钻孔的覆盖范围进行计算，求出相邻钻孔相互重叠控制影响的覆盖区域、单个钻孔独自控制影响的覆盖区域以及无钻孔控制影响的空白覆盖区域，所有钻孔进行计算完毕后，计算结果以数据形式进行存储；单元格赋值是对于处在钻孔覆盖范围内的一个网格化方格，被钻孔影响范围覆盖到一次则赋值为1，N次重叠覆盖则自动累计为N。
5.根据权利要求1所述的一种快速检验抽采钻孔控制范围覆盖强度的方法，其特征在于：所述操作步骤S4中在进行定点标定时，需调用所述操作步骤S1中计算的每个钻孔见煤点在平面投影上的起止位置、相对位置数据。
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