CN112862964B - 一种顺煤层巷道掘进地质剖面动态更新方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种地质剖面动态更新方法，属于煤层开采技术领域，具体是涉及一种顺煤层巷道掘进地质剖面动态更新方法。本发明的顺煤层巷道随掘地质剖面更新方法，可以动态更新掘进前方地质剖面，不断提高掘进前方煤层顶底板精度，该方法通过设定绝对误差阈值，可实现在不满足条件时，利用新增揭露数据自动更新，该方法需要利用三维地震数据、钻探数据和巷道揭露数据，一般煤矿采区均具备这三种数据，不需要其他配套工作。

Description

一种顺煤层巷道掘进地质剖面动态更新方法
技术领域
本发明涉及一种地质剖面动态更新方法，属于煤层开采技术领域，具体是涉及一种顺煤层巷道掘进地质剖面动态更新方法。
背景技术
目前，顺煤层巷道掘进主要依靠大量人力，通过操作机械实现巷道向前掘进。巷道掘进过程中，由于迎头位置无法立即支护，存在大量的安全生产风险；同时，由于掘进前方煤层起伏探查精度有限，导致掘进设备无法提前自适应调整而导致一定的时间成本。
顺煤层巷道主要在煤层内部进行掘进，通过实现顺煤层巷道掘进前方动态煤层空间透明化，可为掘进设备提供高精度的掘进“电子地图”。在顺煤层巷道掘进前，通常只有地面钻探和物探等资料，钻探资料精度较高，但其数据显得非常稀少，数据之间通过内插得到，其精度难以满足智能化掘进要求；物探资料虽然其数据点密，呈面或体分布，但是由于探测装备距目的层很远，之间存在复杂的各向异性介质，导致其解释精度无法直接满足巷道掘进精度要求。
如果能在顺煤层巷道掘进过程中能够直接揭露煤层空间信息，将增加高精度数据点的密度。通过不断揭露的煤层空间信息，对地面三维地震数据进行不断的动态解释和更新，同时煤厚样本点不断增多，内插精度也逐渐提高，能够不断提高掘进前方煤层空间精度，可解决顺煤层巷道掘进过程中的高精度地质导航问题。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
本发明主要的目的是解决现有技术中所存在的技术问题，提供了一种系统及方法。该系统及方法采用基于钻孔、掘进实测点和三维地震数据动态更新方法，提高了顺煤层巷道掘进前方地质剖面的处理精度。
为解决上述问题，本发明的方案是：
一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，包括以下步骤：
地质解释步骤，以钻孔和巷道起始点位置为参考点，向外扩展若干距离作为探测数据范围，探测数据范围内具备三维地震偏移数据体；对数据范围内的三维地震按照共深度反射点网格大小进行层位和断层解释得到顶底板域网格数据；
初始插值步骤，采用插值对初始煤层底板和顶板深度域网格数据重新内插，以断层多边形为边界，对边界内部的数据点进行白化处理，提取距离巷道中轴线处距离最近网格点的数据，得到掘进巷道煤层地质剖面，该剖面定义为初始剖面；
数据更新步骤，巷道开始向前掘进，提取实测点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，更新平均速度场，将地震层位网格数据和平均速度网格数据利用时深转换公式计算，更新煤层底板深度域网格数据，设置网格与底板深度域网格一致，内插得到煤厚网格数据，将厚度网格数据与底板数据对应平面位置进行相加，更新煤层顶板网格数据；
空间计算步骤，设置网格的一个方向平行于巷道方向，另一个方向垂直于巷道，采用插值对更新后的煤层底板和顶板深度域网格数据重新内插，更新掘进巷道煤层地质剖面，并输出掘进前方煤层顶底板空间坐标；
掘进判断步骤，掘进过程中下一个实测点与该实测点的预测值之间误差大于预测值，则利用该实测点之前的实测点执行数据更新步骤、空间计算步骤以更新煤层顶底板网格数据。
优选的，上述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，所述地质解释步骤中，对数据范围内的三维地震按照共深度反射点网格大小进行层位和断层解释，得到初始时间域地震解释网格数据；将钻探孔位与时间域地震解释网格进行平面位置匹配，提取钻孔处目的层双程旅行时和底板标高，计算平均速度点；设置内插网格与地震层位解释网格一致，利用插值算法得到目的层平均速度网格数据；将地震层位网格数据及平均速度网格数据对应平面位置利用时深转换公式计算，得到初始煤层底板深度域网格数据；设置内插网格与煤层底板深度域网格一致，利用插值对钻孔揭露煤厚进行内插，将厚度网格数据与底板网格数据对应平面位置进行相加，计算得到初始煤层顶板网格数据。
优选的，上述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，所述地质解释步骤中，对数据范围内的三维地震按照共深度反射点网格大小进行层位和断层解释。
优选的，上述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，初始插值步骤中，设置网格的一个方向平行于巷道方向，另一个方向垂直于巷道，采用插值对初始煤层底板和顶板深度域网格数据重新内插；以断层多边形为边界，对边界内部的数据点进行白化处理，提取距离巷道中轴线处距离最近网格点的数据，得到掘进巷道煤层地质剖面，该剖面定义为初始剖面。
优选的，上述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，数据更新步骤中，巷道开始向前掘进，首先以P1实测点与地震层位解释网格点进行数据耦合和匹配，提取实测点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，计算第一个实测点处的平均速度值，设置网格与地震层位解释网格一致，利用插值，联合已有速度点值，更新平均速度场；将地震层位网格数据和平均速度网格数据利用时深转换公式计算，更新煤层底板深度域网格数据。联合地面钻孔和当前所有煤厚实测点数据，设置网格与底板深度域网格一致，内插得到煤厚网格数据，将厚度网格数据与底板数据对应平面位置进行相加，更新煤层顶板网格数据。
优选的，上述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，空间计算步骤中，第一组测量数据点与地震层位解释网格点进行数据耦合和匹配，提取测量点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，计算第一组测量点处的平均速度值，更新平均速度点集，利用插值，设置网格与地震层位解释网格一致，对更新后的平均速度点集进行内插，更新平均速度场，将网格化的地震层位数据和网格化的速度场进行互相计算，更新煤层底板深度域网格数据。
优选的，上述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，空间计算步骤中，以断层多边形为边界，对边界内部的数据点进行白化处理，提取距离巷道中轴线处距离最近网格点的数据，更新掘进巷道煤层地质剖面，并输出掘进前方煤层顶底板空间坐标。
本发明提供的顺煤层巷道随掘地质剖面更新方法，相对于现有的技术，具有如下的优势：1、所提出的顺煤层巷道随掘地质剖面更新方法，可以动态更新掘进前方地质剖面，不断提高掘进前方煤层顶底板精度。2、该方法通过设定绝对误差阈值，可实现在不满足条件时，利用新增揭露数据自动更新。3、该方法需要利用三维地震数据、钻探数据和巷道揭露数据，一般煤矿采区均具备这三种数据，不需要其他配套工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将实施例中得到的一些图件进行简单的介绍，显而易见地，下图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性前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中技术流程
图2为本发明实施例中工作面数据边界设计图
图3为本发明实施例中顺煤层巷道掘进实测点设计图
图4为本发明实施例中顺煤层巷道地震剖面图
将参照附图描述本发明的实施例。
具体实施方式
实施例
一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，包括以下步骤：
步骤1：以钻孔和巷道起始点位置为参考点，向外扩展若干距离作为探测数据范围，数据范围内具备三维地震偏移数据体。设计巷道掘进实测点间距为5m，作为更新数据，编号依次为P1、P2……Pn。
步骤2：对数据范围内的三维地震按照共深度反射点网格大小进行层位和断层解释，得到初始时间域地震解释网格数据。将钻探孔位与时间域地震解释网格进行平面位置匹配，提取钻孔处目的层双程旅行时和底板标高，计算平均速度点；设置内插网格与地震层位解释网格一致，利用插值算法得到目的层平均速度网格数据；将地震层位网格数据及平均速度网格数据对应平面位置利用时深转换公式计算，得到初始煤层底板深度域网格数据。设置内插网格与煤层底板深度域网格一致，利用插值对钻孔揭露煤厚进行内插，将厚度网格数据与底板网格数据对应平面位置进行相加，计算得到初始煤层顶板网格数据。
步骤3：设置网格的一个方向平行于巷道方向，另一个方向垂直于巷道，采用插值对初始煤层底板和顶板深度域网格数据重新内插，内插网格设置为5*5m；以断层多边形为边界，对边界内部的数据点进行白化处理，提取距离巷道中轴线处距离最近网格点的数据，得到掘进巷道煤层地质剖面，该剖面定义为初始剖面。
步骤4：巷道开始向前掘进，首先以P1实测点与地震层位解释网格点进行数据耦合和匹配，提取实测点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，计算第一个实测点处的平均速度值，设置网格与地震层位解释网格一致，利用插值，联合已有速度点值，更新平均速度场；将地震层位网格数据和平均速度网格数据利用时深转换公式计算，更新煤层底板深度域网格数据。联合地面钻孔和当前所有煤厚实测点数据，设置网格与底板深度域网格一致，内插得到煤厚网格数据，将厚度网格数据与底板深度域网格数据对应平面位置进行相加，更新煤层顶板网格数据。
步骤5：设置网格的一个方向平行于巷道方向，另一个方向垂直于巷道，采用插值对更新后的煤层底板和顶板深度域网格数据重新内插，内插网格设置为5*5m；因为前面的网格不一定平行于巷道方向，可能跟巷道方向是斜交关系，所以此步骤中重新设置网格的方向。
以断层多边形为边界，对边界内部的数据点进行白化处理，提取距离巷道中轴线处距离最近网格点的数据，更新掘进巷道煤层地质剖面，并输出掘进前方煤层顶底板空间坐标，坐标格式为(D,X,Y,H1,H2)，其中D为距离巷道掘进开始处的直线距离，间距为5m，(X,Y)为煤层的二维坐标，H1,H2为煤层的顶底板Z坐标，若输出坐标中H1、H2为无效值，则代表存在构造，如断层、陷落柱、其他地质异常等。
步骤6：巷道继续向前掘进，若在掘进过程中下一个实测点P2与预测值之间误差大于0.5m，则利用P1～P2实测点重新执行步骤4、步骤5，更新煤层顶底板网格数据；若误差小于0.5m，继续向前掘进。假设掘进至Pm点时，其实测值与预测值之间误差大于0.5m，则利用P1～Pm实测点重新执行步骤4、步骤5，更新煤层顶底板剖面。该更新过程直到巷道掘进结束。
在巷道设计前，通过地面钻探和物探得到的过巷道初始地质剖面，对巷道掘进具有宏观指导意义，规避大构造和大倾角地层等。在巷道掘进期间，通过不掘进揭露数据不断对三维地震数据进行时深转换，对煤层厚度不断进行内插更新，可递进式更新巷道煤层顶底板地质剖面，递进式提高巷道掘进前方煤层顶底板精度。
根据上述技术优选的，在步骤1中，以掘进巷道中心，巷道一侧至少具备2个钻孔，另一侧至少具备1个钻孔，以钻孔和巷道起始点位置为参考点，向外至少扩展50m，取最大扩展边界定义为数据范围，数据范围内具备三维地震偏移数据体。设计巷道掘进实测点间距为5m，作为更新数据，编号依次为P1、P2……Pn。
在步骤2中，对数据范围内的三维地震按照共深度反射点网格大小进行层位和断层解释，得到初始时间域地震解释网格数据。
将钻探孔位与时间域地震解释网格进行平面位置匹配，提取钻孔处目的层双程旅行时和底板标高，具体方法为：
由于钻孔位置基本不能落到地震层位解释网格结点上，需采用最小距离法，对钻孔和地震解释网格的平面位置进行关联。设钻孔在目标层位处的坐标值为W(x,y,z)，将钻孔与地震解释网格点的平面距离进行计算，取与钻孔平面位置最小距离的网格点为该钻孔的匹配点：
当满足将该网格点的P(t(i,j))值赋值给其匹配的井点：W(x,y,z,t)。w(x)为待计算井点坐标x,w(y)为待计算井点坐标y,S(x(i,j))为解释网格中第i行第j列地震层位双程旅行时点的坐标x，S(y(i,j))为解释网格中第i行第j列地震层位双程旅行时点的坐标y，d为待计算井点与解释网格地震层位双程旅行时点的直线距离，P(t(i,j))为解释网格中第i行第j列地震层位双程旅行时点的时间值，W(x,y,z,t)为钻孔位置处的坐标x、坐标y、坐标z和对应最小距离的地震层位双程旅行时。
计算标定点的速度值公式为：
v(i)＝2*(H-z(i))/t(i)
式中v(i)为第i个标定点处平均速度值，z(i)为第i个标定点处煤层底板标高值，t(i)为第i个标定点处目标层位反射波双程旅行时，H为地震数据处理基准面。
设置内插网格与地震层位解释网格一致，利用插值算法得到目的层平均速度网格数据v(i,j)，其中，v(i,j)为平均速度网格中第i行第j列的速度值。
将地震层位网格数据及平均速度网格数据对应平面位置利用时深转换公式计算，得到初始煤层底板深度域网格数据，具体计算方法为：
Ef(i,j)＝H-v(i,j)*S(t(i,j))
式中H为三维地震处理基准面，v(i,j)为第(i,j)个内插点的速度值，P(t(i,j))为第(i,j)个解释点处目标层反射波地震双程旅行时，Ef(i,j)为第(i,j)个点计算得到的煤层底板标高。
设置内插网格与煤层底板深度域网格一致，利用插值对钻孔揭露煤厚进行内插，得到煤厚网格数据Th(i,j)
将厚度网格数据与底板网格数据对应相加，计算得到煤层顶板网格数据，计算公式如下：
Er(i,j)＝Ef(i,j)+Th(i,j)
式中Er(i,j)为第(i,j)个点计算得到的煤层顶板标高。
根据上述技术优选的，在步骤4中，巷道开始向前掘进，首先以P1实测点与地震层位解释网格点进行数据耦合和匹配，提取实测点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，计算第一个实测点处的平均速度值，设置网格与地震层位解释网格一致，利用插值，联合已有速度点值，更新平均速度场；将地震层位网格数据和平均速度网格数据利用时深转换公式计算，更新煤层底板深度域网格数据。联合地面钻孔和当前所有煤厚实测点数据，设置网格与底板深度域网格一致，内插得到煤厚网格数据，将厚度网格数据与底板数据对应平面位置进行相加，更新煤层顶板网格数据。
根据上述技术优选的，在步骤5中，将第一组测量数据点与地震层位解释网格点进行数据耦合和匹配，提取测量点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，计算第一组测量点处的平均速度值，更新平均速度点集，利用插值，设置网格与地震层位解释网格一致，对更新后的平均速度点集进行内插，更新平均速度场，将网格化的地震层位数据和网格化的速度场进行互相计算，更新煤层底板深度域网格数据。
根据上述技术优选的，在步骤6中，巷道继续向前掘进，若在掘进过程中下一个实测点P2与预测值之间误差大于0.5m，则利用P1～P2实测点重新执行步骤4、步骤5，更新煤层顶底板网格数据；若误差小于0.5m，继续向前掘进。假设掘进至Pm点时，其实测值与预测值之间误差大于0.5m，则利用P1～Pm实测点重新执行步骤4、步骤5，更新煤层顶底板剖面。该更新过程直到巷道掘进结束。
下面以一具体施工实例对本实施例的效果进行验证。
一、顺煤层巷道概况及数据边界
巷道沿3号煤层掘进，通过巷道周围钻孔揭露煤厚推测，该处煤厚变化为2.6～3.2m，巷道掘进设计宽度为5.2m，设计高度最低为2.8m，掘进时主要在煤层内进行成巷。设计巷道处3号煤层呈北高南低、东高西低的单斜构造形态，走向NW60°，倾向SW，倾角为2°～8°。
图2中巷道自西向东掘进，巷道北侧有2个钻孔，南侧有1个钻孔，选择钻孔和巷道起始点向外100m范围作为数据边界，数据边界内有三维地震资料，共深度反射点网格大小为5m*5m，在本例中选择1000m的巷道。
二、工作面测点设计
图3中对掘进巷道实测点进行设计，每5m设计一个测量点，共划分29个掘进单元；每个单元每隔10m布设一个测量点。
三、地震层位和构造解释
图3为过巷道处地震剖面图，图中绿色线为3煤底板反射波，在数据边界内对该层位进行追踪，并对断层进行解释，解释网格大小为5*5m，得到初始时间域地震解释网格数据。将3个钻孔位置与解释得到的时间域地震解释网格进行平面位置匹配，提取钻孔处目的层双程旅行时和底板标高，通过速度计算公式计算钻孔点的速度值；设置内插网格与地震层位解释网格一致，利用插值算法得到目的层平均速度网格数据，将地震层位网格数据及平均速度网格数据对应平面位置利用时深转换公式计算，得到初始煤层底板深度域网格数据。设置内插网格与煤层底板深度域网格一致，利用插值对钻孔揭露煤厚进行内插，得到煤厚网格数据，将厚度网格数据与底板网格数据对应相加，计算得到煤层顶板网格数据。
四、P1实测点更新巷道前方煤层顶底板数据
以巷道掘进第一个实测点P1为例，与地震层位解释网格点进行数据耦合和匹配，提取P1点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，计算P1实测点处的平均速度值，设置网格与地震层位解释网格一致，利用插值，联合钻孔位置处速度点值，更新平均速度场；将地震层位网格数据和平均速度网格数据利用时深转换公式计算，更新煤层底板深度域网格数据。联合地面钻孔和P1实测点煤厚数据，设置网格与底板深度域网格一致，内插得到煤厚网格数据，将厚度网格数据与底板数据对应平面位置进行相加，更新煤层顶板网格数据。
设置网格的一个方向平行于巷道方向，另一个方向垂直于巷道，采用插值对更新后的煤层底板和顶板深度域网格数据重新内插，内插网格设置为5*5m；以断层多边形为边界，对边界内部的数据点进行白化处理，提取距离巷道中轴线处距离最近网格点的数据，更新掘进巷道煤层地质剖面，并输出掘进前方煤层顶底板空间坐标，坐标格式为(D,X,Y,H1,H2)，其中D为距离巷道掘进开始处的直线距离，间距为5m，(X,Y,H1,H2)为煤层顶底板三维坐标，若输出坐标中H1、H2为无效值，则代表存在构造。
表1为P1实测点更新煤层顶底板后，其前方50m煤层顶底板实际揭露和预测对比。表中可以看出P2点预测值误差小于设定的0.5m，可继续向前掘进至P3点，在P3点预测值误差大于设定的0.5m，则需利用P1～P3实测点继续执行煤层顶底板网格数据更新步骤。
表1P1实测点更新煤层顶底板与实际揭露对比
五、P1-P50实测点更新巷道前方煤层顶底板数据
以巷道掘进第一个实测点P1-P50为例，与地震层位解释网格点进行数据耦合和匹配，提取P1-P50点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，计算P1-P50实测点处的平均速度值，设置网格与地震层位解释网格一致，利用插值，联合钻孔位置处速度点值，更新平均速度场；将地震层位网格数据和平均速度网格数据利用时深转换公式计算，更新煤层底板深度域网格数据。联合地面钻孔和P1-P50实测点煤厚数据，设置网格与底板深度域网格一致，内插得到煤厚网格数据，将厚度网格数据与底板数据对应平面位置进行相加，更新煤层顶板网格数据。
设置网格的一个方向平行于巷道方向，另一个方向垂直于巷道，采用插值对更新后的煤层底板和顶板深度域网格数据重新内插，内插网格设置为5*5m；以断层多边形为边界，对边界内部的数据点进行白化处理，提取距离巷道中轴线处距离最近网格点的数据，更新掘进巷道煤层地质剖面，并输出掘进前方煤层顶底板空间坐标，坐标格式为(D,X,Y,H1,H2)，其中D为距离巷道掘进开始处的直线距离，间距为5m，(X,Y,H1,H2)为煤层顶底板三维坐标，若输出坐标中H1、H2为无效值，则代表存在构造。
表1为P1-P50实测点更新煤层顶底板后，其前方50m煤层顶底板实际揭露和预测对比。表中可以看出P51-P52点预测值误差小于设定的0.5m，可继续向前掘进至P53点，在P53点预测值误差大于设定的0.5m，则需利用P1～P53实测点继续执行煤层顶底板网格数据更新步骤。
表1P1-P50实测点更新煤层顶底板与实际揭露对比
六、P1-P100实测点更新巷道前方煤层顶底板数据
以巷道掘进第一个实测点P1-P100为例，与地震层位解释网格点进行数据耦合和匹配，提取P1-P100点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，计算P1-P100实测点处的平均速度值，设置网格与地震层位解释网格一致，利用插值，联合钻孔位置处速度点值，更新平均速度场；将地震层位网格数据和平均速度网格数据利用时深转换公式计算，更新煤层底板深度域网格数据。联合地面钻孔和P1-P100实测点煤厚数据，设置网格与底板深度域网格一致，内插得到煤厚网格数据，将厚度网格数据与底板数据对应平面位置进行相加，更新煤层顶板网格数据。
设置网格的一个方向平行于巷道方向，另一个方向垂直于巷道，采用插值对更新后的煤层底板和顶板深度域网格数据重新内插，内插网格设置为5*5m；以断层多边形为边界，对边界内部的数据点进行白化处理，提取距离巷道中轴线处距离最近网格点的数据，更新掘进巷道煤层地质剖面，并输出掘进前方煤层顶底板空间坐标，坐标格式为(D,X,Y,H1,H2)，其中D为距离巷道掘进开始处的直线距离，间距为5m，(X,Y,H1,H2)为煤层顶底板三维坐标，若输出坐标中H1、H2为无效值，则代表存在构造。
表1为P1-P100实测点更新煤层顶底板后，其前方50m煤层顶底板实际揭露和预测对比。表中可以看出P101-P107点预测值误差小于设定的0.5m，可继续向前掘进至P107点，在P107点预测值误差大于设定的0.5m，则需利用P1～P107实测点继续执行煤层顶底板网格数据更新步骤。
表1 P1-P100实测点更新煤层顶底板与实际揭露对比
通过以上描述可知，本实施例所提出的顺煤层巷道随掘地质剖面更新方法，可以动态更新掘进前方地质剖面，不断提高掘进前方煤层顶底板精度。2、该方法通过设定绝对误差阈值，可实现在不满足条件时，利用新增揭露数据自动更新。3、该方法需要利用三维地震数据、钻探数据和巷道揭露数据，一般煤矿采区均具备这三种数据，不需要其他配套工作。
本实施例中，尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
注意到，说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“一些实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括所述特定特征、结构或特性。而且，这样的短语不必指代同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例来实现这样的特征、结构或特性将在所属领域的技术人员的知识范围内。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (7)

1.一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，其特征在于，包括以下步骤：
地质解释步骤，以钻孔和巷道起始点位置为参考点，向外扩展若干距离作为探测数据范围，探测数据范围内具备三维地震偏移数据体；对数据范围内的三维地震按照共深度反射点网格大小进行层位和断层解释得到顶底板域网格数据；
初始插值步骤，采用插值对初始煤层底板和顶板深度域网格数据重新内插，以断层多边形为边界，对边界内部的数据点进行白化处理，提取距离巷道中轴线处距离最近网格点的数据，得到掘进巷道煤层地质剖面，该剖面定义为初始剖面；
数据更新步骤，巷道开始向前掘进，提取实测点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，更新平均速度场，将地震层位网格数据和平均速度网格数据利用时深转换公式计算，更新煤层底板深度域网格数据，设置网格与底板深度域网格一致，内插得到煤厚网格数据，将厚度网格数据与底板数据对应平面位置进行相加，更新煤层顶板网格数据；
空间计算步骤，设置网格的一个方向平行于巷道方向，另一个方向垂直于巷道，采用插值对更新后的煤层底板和顶板深度域网格数据重新内插，更新掘进巷道煤层地质剖面，并输出掘进前方煤层顶底板空间坐标；
掘进判断步骤，掘进过程中下一个实测点与该实测点的预测值之间误差大于预测值，则利用该实测点之前的实测点执行数据更新步骤、空间计算步骤以更新煤层顶底板网格数据。
2.根据权利要求1所述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，其特征在于，所述地质解释步骤中，对数据范围内的三维地震按照共深度反射点网格大小进行层位和断层解释，得到初始时间域地震解释网格数据；将钻探孔位与时间域地震解释网格进行平面位置匹配，提取钻孔处目的层双程旅行时和底板标高，计算平均速度点；设置内插网格与地震层位解释网格一致，利用插值算法得到目的层平均速度网格数据；将地震层位网格数据及平均速度网格数据对应平面位置利用时深转换公式计算，得到初始煤层底板深度域网格数据；设置内插网格与煤层底板深度域网格一致，利用插值对钻孔揭露煤厚进行内插，将厚度网格数据与底板网格数据对应平面位置进行相加，计算得到初始煤层顶板网格数据。
3.根据权利要求1所述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，其特征在于，所述地质解释步骤中，对数据范围内的三维地震按照共深度反射点网格大小进行层位和断层解释。
4.根据权利要求1所述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，其特征在于，初始插值步骤中，设置网格的一个方向平行于巷道方向，另一个方向垂直于巷道，采用插值对初始煤层底板和顶板深度域网格数据重新内插；以断层多边形为边界，对边界内部的数据点进行白化处理，提取距离巷道中轴线处距离最近网格点的数据，得到掘进巷道煤层地质剖面，该剖面定义为初始剖面。
5.根据权利要求1所述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，其特征在于，数据更新步骤中，巷道开始向前掘进，首先以P1实测点与地震层位解释网格点进行数据耦合和匹配，提取实测点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，计算第一个实测点处的平均速度值，设置网格与地震层位解释网格一致，利用插值，联合已有速度点值，更新平均速度场；将地震层位网格数据和平均速度网格数据利用时深转换公式计算，更新煤层底板深度域网格数据；联合地面钻孔和当前所有煤厚实测点数据，设置网格与底板深度域网格一致，内插得到煤厚网格数据，将厚度网格数据与底板数据对应平面位置进行相加，更新煤层顶板网格数据。
6.根据权利要求1所述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，其特征在于，空间计算步骤中，第一组测量数据点与地震层位解释网格点进行数据耦合和匹配，提取测量点与地震层位解释网格点处的地震层位双程旅行时，计算第一组测量点处的平均速度值，更新平均速度点集，利用插值，设置网格与地震层位解释网格一致，对更新后的平均速度点集进行内插，更新平均速度场，将网格化的地震层位数据和网格化的速度场进行互相计算，更新煤层底板深度域网格数据。
7.根据权利要求1所述的一种顺煤层巷道智能化掘进地质剖面动态更新方法，其特征在于，空间计算步骤中，以断层多边形为边界，对边界内部的数据点进行白化处理，提取距离巷道中轴线处距离最近网格点的数据，更新掘进巷道煤层地质剖面，并输出掘进前方煤层顶底板空间坐标。
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