[發(fā)明專利]基于定向水平鉆孔的煤層底板隔水層厚度等值線繪制方法

在審

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• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN115012822A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高尚;孫曉宇;戴亞男;李鵬洋;李恒;董新旺;楊雪;常若曦;陳君;邵晨霞;李生生;劉書杰;鄧昀;安許良;賀文;孫建宇;籍曉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中煤礦山工程有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B47/00;E21B47/08;E21B47/04;E21B49/00
• 代理公司: 北京冠榆知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 孟培

本發(fā)明公開基于定向水平鉆孔的煤層底板隔水層厚度等值線繪制方法，包括如下步驟：以地面定向水平鉆孔的開孔孔口為坐標(biāo)原點，建立地面定向水平鉆孔不同鉆孔孔深的相對坐標(biāo)系，將不同鉆孔孔深處的相對平面位移坐標(biāo)值和高程值轉(zhuǎn)換為礦井平面坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)的平面坐標(biāo)值和高程值；以地面定向水平鉆孔的開孔孔口為坐標(biāo)原點，根據(jù)地面定向水平鉆孔的相對垂深數(shù)據(jù)，計算出地面定向水平鉆孔在礦井底板含水層頂界的垂深值，并將地面定向水平鉆孔在礦井底板含水層頂界的垂深值轉(zhuǎn)換為礦井高程坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)的高程值。該方法解決前期地面勘探孔施工資料和地面物探探查結(jié)果繪制的煤層底板隔水層厚度誤差偏大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤層隔水層等值線繪制技術(shù)領(lǐng)域。具體地說是基于地面定向水平鉆孔的煤層底板隔水層厚度等值線繪制方法。

背景技術(shù)

隨著煤礦采掘深度的加深，礦井開采越來越受到底板含水層突水的威脅。目前礦井開采中，煤層底板含、隔水層的技術(shù)資料通常是建設(shè)投產(chǎn)之前利用前期地面勘探孔施工資料結(jié)合地面物探探查結(jié)果。礦井投產(chǎn)后，在礦井井下采掘活動前，由于井下未施工，僅通過多次地面勘查和物探資料加以修正。由于地面勘探孔探查間距大、地面物探探查精度低，因此煤礦采掘工程中煤層底板隔水層的厚度難以精準(zhǔn)確定，而煤層底板隔水層底板突水給煤層高效開采和安全防護帶來極大危害，因此，煤層底板隔水層厚度的精準(zhǔn)確定關(guān)系到煤礦開采過程中底板突水威脅的嚴(yán)重程度。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于定向水平鉆孔的煤層底板隔水層厚度等值線繪制方法，以解決礦井施工前期地面勘探孔施工資料和地面物探探查結(jié)果繪制的煤層底板隔水層厚度誤差偏大的問題。

隨著地面定向水平孔鉆探注漿技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用于礦山防治水工程中，尤其對于煤礦底板含水層的探查，可以在礦井井下采掘前精準(zhǔn)探查煤層底板含水層頂界位置，從而精準(zhǔn)確定煤層底板隔水層的厚度，輔助探查隱蔽致災(zāi)地質(zhì)異常體從而確保安全施工。因此本發(fā)明結(jié)合煤礦勘查過程中的煤層底板位置數(shù)據(jù)，針對目前煤礦底板隔水層厚度認(rèn)識不清，誤差偏大的不足，研究設(shè)計了基于定向水平鉆孔的煤層底板隔水層厚度等值線繪制方法以克服現(xiàn)有缺陷。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于定向水平鉆孔的煤層底板隔水層厚度等值線繪制方法，包括如下步驟：

步驟(1)：以地面定向水平鉆孔的開孔孔口為坐標(biāo)原點，建立地面定向水平鉆孔不同鉆孔孔深的相對坐標(biāo)系，計算出地面定向水平鉆孔在礦井底板含水層頂界上方不同鉆孔孔深處的相對平面位移坐標(biāo)值和高程值，并將不同鉆孔孔深處的相對平面位移坐標(biāo)值和高程值轉(zhuǎn)換為礦井平面坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)的平面坐標(biāo)值和高程值；

步驟(2)：以地面定向水平鉆孔的開孔孔口為坐標(biāo)原點，根據(jù)地面定向水平鉆孔在礦井底板含水層頂界不同位置處的相對平面位移數(shù)據(jù)和相對垂深數(shù)據(jù)，計算出地面定向水平鉆孔在礦井底板含水層頂界的相對平面位移坐標(biāo)值和垂深值，并將地面定向水平鉆孔在礦井底板含水層頂界的相對平面位移坐標(biāo)值和垂深值轉(zhuǎn)換為礦井平面坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)中的礦井底板含水層頂界平面坐標(biāo)值和礦井底板含水層頂界高程值；

步驟(3)：將步驟(2)測量和計算得到的地面定向水平鉆孔延伸方向上不同位置處的礦井底板含水層頂界高程值和礦井底板含水層頂界平面坐標(biāo)值，以坐標(biāo)點的形式繪制在礦井煤層底板等高線圖中；

步驟(4)：利用內(nèi)插法計算地面定向水平鉆孔延伸方向上不同位置處的底板含水層頂界平面不同坐標(biāo)點的煤層底板高程值，計算同一坐標(biāo)點煤層底板與礦井底板含水層頂界的高程值差，即為該坐標(biāo)點煤層底板隔水層厚度值；

步驟(5)：根據(jù)獲得的煤層底板隔水層厚度值的極大值和極小值之差，確定等厚度值點間距；將煤層底板隔水層厚度值的極大值和極小值的差值等分，得到5～20個等厚度值點，將等厚度值點繪制在礦井采掘工程平面圖中并繪制礦井煤層底板隔水層等厚度線。