[发明专利]一种基于样条曲线的工作面煤层赋存情况精确预测方法

说明书

技术领域

本发明属于地质测绘领域，尤其涉及工作面煤层赋存情况精确预测方法。

背景技术

近年来，三维地质建模已引起地质、采矿和岩土工程等领域的广泛关注。所谓三维地质建模，就是利用合适的勘探数据产生具有地质特征的数字模型。三维模型与传统二维数据图形相比能够更加直观、准确的表达各种地质现象。目前它正受到越来越多的专家学者甚至是一线生产、工作人员的重视，对煤矿生产设计具有现实意义。在三维地质建模方面国内外已有很多的研究和探索，国内外学者们提出了各种方法构建三维地质模型，对地质体三维建模进行了大量研究与探索，三维地质建模技术取得了突破性进展，取得了大量的研究成果。但是，根据理论分析和煤矿工作面生产实践的需要，目前面向具体某个采煤工作面三维地质建模方法，还存在以下几点关键问题需要解决：

(1)复杂地质构造的工作面建模方法的简便性；(2)整合各类勘探数据和生产中实测的数据进行建模，确保建立的三维地质模型的精确性；(3)实现工作面三维地质模型的后期修改，进行动态建模；(4)工作面复杂地质构造的预测工具的实用性；(5)满足科室及区队一线生产人员对建模及测量软件实用性的要求。

目前还没有一种方法能够同时解决以上几点关键问题。

发明内容

本发明达到用一种方法能够同时解决以上几点关键问题的目的，本发明提供一种基于样条曲线的工作面煤层赋存情况精确预测方法。

本发明的解决方案是：

一种基于样条曲线的工作面煤层赋存情况精确预测方法，包括如下步骤：

第一步，建立采煤工作面的三维地质信息数据库。

三维地质信息数据库包括：

(1)、采煤工作面回风平巷、运输平巷及开切眼的地测勘探三维数据；

(2)、采煤工作面回风平巷、运输平巷及开切眼开拓掘进时观测到的巷帮面上的煤层、夹矸的厚度、岩性及倾角；

(3)、顶板等高线勘探数据；

(4)、各导线点的三维坐标数据。

第二步，根据采煤工作面三维地质信息数据库的数据，作出若干地质勘探剖面CAD图、顶板等高线CAD图和巷道素描CAD图；

所述地质勘探剖面CAD图应包括：

(1)、回风平巷、运输平巷的位置三维坐标信息，其中水平方向的x、y坐标以文字说明形式标注在图中，而竖直方向则按z坐标真实数值以绘图比例画在图中；

(2)、煤层、夹矸的厚度、岩性及倾角，其中厚度、倾角情况用线条按真实数值以绘图比例画在图中，并用文字进行标注，岩性情况不需要进行图案填充，只需要用文字进行标注；3、各巷道内导线点的三维坐标信息，其中水平方向的x、y坐标以文字说明形式标注在图中，而竖直方向则按z坐标真实数值以绘图比例画在图中。

所述顶板等高线CAD图是删除地测科室提供的工作面采掘平面CAD图内除等高线、等高线高程标注文字及某一作为标记的导线点以外的所有线条及文字而得到的等高线CAD图。

所述巷道素描CAD图应包括：

(1)、回风平巷、运输平巷、开切眼巷道的位置三维坐标信息，其中水平方向的x、y坐标以文字说明形式标注在图中，而竖直方向则按z坐标真实数值以绘图比例画在图中；

(2)、煤层、夹矸的厚度和倾角以及夹矸的岩性，其中厚度、倾角情况用线条按真实数值以绘图比例画在图中，并用文字进行标注，岩性情况不需要进行图案填充，只需要用文字进行标注；

(3)、各巷道内导线点的三维坐标信息，其中水平方向的x、y坐标以文字说明形式标注在图中，而竖直方向则按z坐标真实数值以绘图比例画在图中。

第三步，根据上述若干地质勘探剖面图和顶板等高线图，运用SolidWorks软件的拉伸、切除、放样功能，建立采煤工作面三维模型。

所述采煤工作面三维模型应包括：

(1)、工作面回风平巷三维模型；

(2)、运输平巷三维模型；

(3)、开切眼三维模型；

(4)、巷道间煤层、夹矸层三维模型；所述巷道间煤层、夹矸层三维模型是基于回风平巷、运输平巷的巷中导线点连接成的样条曲线放样而得到的三维模型，并且对该三维模型赋予材质贴图。

建立上述工作面回风平巷三维模型、运输平巷三维模型、开切眼三维模型、巷道间煤层、夹矸层三维模型的具体步骤包括：

(1)在CAD绘图软件中将地测科室提供的工作面采掘平面图中除上述各巷道和导线点以外的线条及文字删除仅保留上述各巷道线条；