[发明专利]一种大范围微单元煤层地质预报及剖面图绘制的方法

说明书

本发明公开了一种大范围微单元煤层地质预报及剖面图绘制的方法，属于煤矿开采技术领域，包括以下步骤：采集统计探煤钻孔群的施工数据信息并整理成为钻孔施工电子台账；利用三角函数计算钻孔的煤层顶/底板的层位数据并存储；将求得的钻孔层位数据辅以巷道层位标高进行修正；利用“拉格朗日插值法”将修正完成的层位标高进行网格细化；将细化后的数据导入数据库进行大数据筛选整理；在Excel工作面上选定单元格建立空白剖面图模板；导入层位数据坐标自动绘制成煤层巷道剖面图和回采区域煤层纵横切片图进行展示。本发明通过对现场施工数据进行实时统计收集，并借助Excel生成可直观展示的实时剖面图，为煤巷的掘进走向及设计提供了精准的数据支撑。

技术领域

本发明涉及一种煤层钻孔剖面图绘制方法，具体涉及一种大范围微单元煤层地质预报及剖面图绘制的方法，属于煤矿开采技术领域。

背景技术

穿层钻孔作为最为有效的区域防突措施，在矿井的安全生产中占有重要位置，且其也是矿井最为重要也最为庞大的“物探”资源，但其“物探数据价值”却并未得到有效的开发利用，尤其在指导工作面煤巷掘进和工作面回采期间，未能发挥为矿井提供精准地质预报的功效。

当前我国矿井在对采掘工作面进行地质预报数据时，多数倾向于数量有限的且覆盖范围较小的“超前探”和“瞬变电磁”等技术手段，该种技术手段因为数据量小无法相互修正、易受水文或电磁干扰失真等原因，无法做到工作面采掘期间的大范围精准地质预报，故而就需要一种方法能够有效对底板巷穿层区域瓦斯治理钻孔施工情况进行统计分析，并实时展现“煤层巷道剖面图”及“回采区域煤层纵横切片图”等数据资料，为矿井安全生产提供精准的数据支撑。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术中对采掘工作面进行地质预报时采用的“超前探”和“瞬变电磁”等技术手段存在的覆盖范围小、数据无法修正、易受外界条件干扰、数据失真误差大等问题；提供一种大范围微单元煤层地质预报及剖面图绘制的方法，通过对现场钻孔施工电子台账进行统计收集，并以大数据形式进行存储分析，能够充分利用现有资料(可避免重新施工钻孔，降低矿井钻探工程量)来最大程度的还原现场工作面煤层分布三维层位图，降低了因为钻探而存在的覆盖范围小、数据无法修正问题，并杜绝了瞬变电磁因受水文或是电磁干扰等而造成的数据失真误差大等问题，实现煤层巷道剖面图及回采区域煤层纵横切片图实时展示功能。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种大范围微单元煤层地质预报及剖面图绘制的方法，包括以下步骤：

准备工作：在底板岩巷掘进期间，对探煤钻孔群的施工数据信息进行采集统计，基于Excel工作面建立数据库，将钻孔的施工数据进行汇总标定并整理成为钻孔施工电子台账。

钻孔施工的数据信息包括开孔位置、钻孔方位角、仰偏角、见煤长度、见顶长度以及终孔长度、施工异常点位置；基于Excel工作面将煤层顶板和煤层底板的数据进行分类存储，并将煤层倾角、钻孔施工仰角、偏角(默认为0)、见煤长度、见顶长度、终孔孔深、底板巷层位标高和钻孔开孔位置的相应数据采用字母命名的方式进行标定，以方便后期调用。

操作步骤：

S1、对钻孔施工电子台账进行数据汇总分析，并利用三角函数中的正弦sin函数和余弦cos函数计算钻孔覆盖区域范围内不同位置处钻孔的煤层顶板和底板的层位数据，包括钻孔的相对标高和相对水平位置，并将计算结果进行数据存储。

S2、根据数据库的存储信息，对S1中求得的钻孔煤层顶/底板的层位数据辅以巷道层位标高进行修正，待不同位置的层位数据修正计算完毕后，将修正结果进行数据存储。

S3、利用“拉格朗日插值法”将修正完成的钻孔煤层顶/底板标高进行网格细化，首先借助匹配函数找出纵向、横向位置最接近给定条件的四个方位钻孔的层位数据，然后采用一阶求导方式对要计算的中心位置的层位标高进行双向差值并修正，进而精准求得细化后的层位数据。