[发明专利]一种基于穿层抽采钻孔探测采煤工作面小构造的方法

说明书

本发明提出了一种基于穿层抽采钻孔探测采煤工作面小构造的方法，首先依据巷道平面布置图确定机巷底抽巷、中间底抽巷和风巷底抽巷的水平位置关系，并记录各个底抽巷的标高；然后收集3个底抽巷施工的穿层抽采钻孔的施工信息；之后根据各个底抽巷的水平位置和标高，绘制垂直3个底抽巷方向的巷道剖面布置图；之后结合穿层抽采钻孔的施工信息在巷道布置剖面图上绘制每个穿层抽采钻孔的施工轨迹；最后将所有钻孔见煤点进行曲线拟合、所有钻孔止煤点进行曲线拟合，以获得煤层实际边界曲线。本发明最终获得基于穿层抽采钻孔的实际煤层剖面图，并可根据实际煤层剖面图对采煤工作面小构造进行分析，因此提高了对采煤工作面小型构造的探测水平。

技术领域

本发明属于煤矿安全技术领域，尤其涉及一种基于穿层抽采钻孔探测采煤工作面小构造的方法。

背景技术

随着煤层开采深度不断增加，煤层瓦斯压力含量、地应力和地温不断增加，加之地质构造的复杂分布，煤矿瓦斯动力灾害开始逐渐向多小构造区域发展。这对煤矿小型地质构造的探测提了新的需求。具体的，地层沉积的差异性导致煤层顶底板岩性分布的不均匀性，在多期构造应力作用下煤层随顶底板较软的岩层发生局部增厚或变薄，甚至断裂，形成不同规模大小的地质构造，一般大型地质构造周围区域伴着小型构造形成。而这些突出煤层小构造区域的精准探测和治理可能成为当前煤矿瓦斯突出灾害防治的关注重点。

对于小型地质构造的探测，当前的物探水平以及地质探测孔却难以达到精准控制，并存在以下缺陷：(1)地面采用的高分辨率三维地震勘探最精密可以查明落差5m以上的断层和波幅大于5m的褶曲；(2)反射波超前探测是依据工作面前方波阻抗界面的反射波确定地质构造分布，但煤层变厚带和落差小于煤厚的断层是否存在这种波阻抗界面存在质疑；(3)广泛应用于水文勘探的瞬变电磁法探测技术对小构造的探测存在类似的问题；(4)无限电磁波透视技术经常存在大面宽工作面不能有效穿透、近走向展布断层及薄煤区的空间分辨力差等。因此当前常用的地质探测手段对小构造的探测水平较为欠缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于穿层抽采钻孔探测采煤工作面小构造的方法，可最终获得精准揭露穿层抽采钻孔工序中实际煤层的剖面图，根据剖面图对工作面小构造进行分析，因此提高了探测水平。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于穿层抽采钻孔探测采煤工作面小构造的方法，包括以下步骤：

步骤1：根据巷道平面布置图确定机巷底抽巷、中间底抽巷、风巷底抽巷的水平位置关系、测量并记录各个底抽巷的标高；

步骤2：收集并记录各个底抽巷已施工的每个穿层抽采钻孔的施工信息；

步骤3：根据各个底抽巷的标高，确定各个底抽巷的垂直位置；之后结合根据步骤1中的水平位置关系，最终建立同时垂直于风巷底抽巷、中间底抽巷和机巷底抽巷的巷道剖面图；

步骤4：根据采煤工作面的平均煤厚、煤层的倾角、煤层与各底抽巷之间的平均距离，在巷道剖面图中建立理想煤层分布图，最终获得包含巷道剖面图和理想煤层分布图的总剖面图；

步骤5：根据各个抽采钻孔工序的施工信息，在总剖面图中建立各个抽采钻孔工序的钻孔轨迹；每个钻孔轨迹均包括一至少钻孔见煤点和至少一钻孔止煤点；

步骤6：将所有钻孔见煤点进行曲线拟合、所有钻孔止煤点进行曲线拟合，以获得实际煤层边界曲线。

优选地，在步骤2中，钻孔的施工信息包括开口位置、施工方位角、施工倾角和穿煤岩结构信息。

优选地，所述穿煤岩结构信息包括岩段长度和煤段长度。

优选地，步骤5中，钻孔轨迹还包括一施工终点。

优选地，沿钻孔方向，每个穿层抽采钻孔的施工终点与钻孔止煤点间的距离不小于2m。

优选地，步骤2中，针对每个底抽巷，收集的穿层抽采钻孔的数量大于5。