[发明专利]一种快速精确探测煤岩层分界的方法

说明书

本发明公开了一种快速精确探测煤岩层分界的方法，包括：通过钻孔法获取待探测区域的煤岩芯样品；通过煤岩芯样品测得钻孔处的各结构层的厚度及电阻率；根据各结构层的厚度及电阻率建立煤岩层几何模型；对煤岩层几何模型进行正演模拟计算，确定煤岩分界点的视电阻率；获取待探测区域各结构层的视电阻率分布图；基于正演模拟计算确定的煤岩分界点的视电阻率及结构层厚度测量结果，根据获取的待探测区域各结构层的视电阻率分布图，确定待探测区域的煤岩层分界线。本发明利用不同介质电阻率的差异性快速探测煤岩层分界，并结合取芯和正演结论得到煤岩分界线的精确位置，解决了现有钻探方法耗时长且误差大的问题。

技术领域

本发明涉及煤岩层结构地球物理探测技术领域，特别涉及一种快速精确探测煤岩层分界的方法。

背景技术

在井下生产过程中，工作面煤层厚度和煤岩分界线位置的测定是生产前地质勘探的重点。煤层在形成过程中，经历了地质运动和构造应力作用，导致煤层厚度不均匀，煤岩分界线起伏不定。在未明确煤岩分界的情况下生产，一方面会导致部分煤无法开采充分，造成遗留浪费，另一方面会开采大量的矸石，降低采煤效率。准确探测煤岩层分界位置和煤层厚度，对于提高采煤率和采煤效率具有重要意义。此外，在穿层钻孔抽采瓦斯的过程中，也需要明确煤岩分界，以保障抽采效果。

目前煤岩层分界位置的确定多采取分段钻孔的方法，钻孔位置和深度的确定都具有盲目性。分段钻孔法的探测范围小，探测结果以点带面，无法确定工作面全部区域的煤岩分界位置，导致部分区域煤岩分界探测并不准确，且钻孔探测所需时间较长，人力物力成本较高。因此，研发一种能够连续、快速、精确地探测煤岩分界位置的方法是非常必要的。

发明内容

本发明提供了一种快速精确探测煤岩层分界的方法，以解决现有技术存在的探测不准确，且钻孔探测所需时间较长，人力物力成本较高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种快速精确探测煤岩层分界的方法，包括：

通过钻孔法获取待探测区域的煤岩芯样品；

通过所述煤岩芯样品测得钻孔处的各结构层的厚度及电阻率；

根据测得的各结构层的厚度及电阻率建立煤岩层几何模型；

对所述煤岩层几何模型进行正演模拟计算，确定煤岩分界点的视电阻率；

获取待探测区域各结构层的视电阻率分布图；

基于正演模拟计算所确定的煤岩分界点的视电阻率及结构层厚度测量结果，根据获取到的待探测区域各结构层的视电阻率分布图，确定待探测区域的煤岩层分界线。

进一步地，所述通过钻孔法获取待探测区域的煤岩芯样品，包括：

根据待探测区域的顶底板巷道布置情况，选择煤层下方底抽巷作为测试点；

在底抽巷的顶板上竖直向上施工一个穿层钻孔；

通过所述穿层钻孔获取待探测区域的煤岩芯样品。

进一步地，所述穿层钻孔的长度超过待测煤岩层的上一层岩石20cm以上。

进一步地，所述通过所述煤岩芯样品测得钻孔处的各结构层的厚度及电阻率，包括：

将所述煤岩芯样品中的各结构层分离，测量分离出的各结构层的厚度；其中，所述结构层为煤层或岩层；

分别从各结构层的中间位置截取多个预设尺寸的样品；

使用万用表对每一结构层的多个样品的电阻率进行测试，取每一结构层的多个样品的电阻率的平均值作为对应结构层的电阻率。

进一步地，每一结构层截取的样品为尺寸为10cm×10cm×10cm的正方体样品。