申请/专利权人：安徽省煤田地质局勘查研究院;安徽理工大学

申请日：2021-08-30

公开（公告）日：2024-02-09

公开（公告）号：CN113806841B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.09#授权;2022.01.04#实质审查的生效;2021.12.17#公开

摘要：本发明公开了基于三维地质模型煤层底板岩溶水害防治钻孔设计方法，具体包括构建三维地质模型、获取突水系数计算公式、安全开采隔水厚度计算、生成安全层位虚拟层面、筛选符合条件的注浆目标层位、目标层位稳定性和厚度、根据层位产状和构造确定分支钻孔轨迹以及控制点及靶点坐标自动获取等步骤。本发明的基于三维地质模型煤层底板岩溶水害防治钻孔设计方法，充分利用区域治理范围的钻孔资料，采用三维地质模型方法，重建与底板防治水有关含隔水层和相关参数空间展布，根据已知参数，通过编程自动计算每个点位置上的突水系数和安全厚度，更合理地选择均匀、分布覆盖全区目标层，且依地层产状、构造展布，选择钻孔轨迹布设方案。

主权项：1.基于三维地质模型煤层底板岩溶水害防治钻孔设计方法，其特征在于：包括以下步骤：Ⅰ构建三维地质模型：利用探查治理区的钻孔分层数据，建立开采煤层下各个地质体分层界面；Ⅱ获取突水系数计算公式：依煤矿《煤矿防治水细则》2017，确保受岩溶水威胁的煤层安全开采计算公式为：T＝PM，其中T为突水系数，MPam；P为底板隔水层承受实际水头压力值，MPa；M为煤层底板至含水层顶板的垂直距离，即隔水层厚度，m；水头压力值主要选取近三年突水含水层水压观测最大值；Ⅲ安全开采隔水厚度计算：煤层底板安全厚度主要与煤层底板主要突水含水层的水头压力P有直接关系，该参数在煤层底板每一个位置是不一样的，需要逐点运算，其公式为：P＝h1-h2+M*0.0098，其中h1为该区域与底板灰岩水发生水力联系的最高水头，每个区域为一定值；h2为开采煤层底板各处标高，在模型的属性中储存；由于底板隔水层实际厚度大于计算值时为安全的，可得公式：即其中g'＝0.0098；Ⅳ生成安全层位虚拟层面：在三维地质模型上运行脚本语言:{M＝h1-h2*0.00980.06-0.0098；}，可以获取开采煤层底板各处的安全厚度值，该值作为煤层底板的一个属性储存，是位置x，y的函数，进一步利用脚本语言:{Z＝Z-M；}，生成虚拟安全地质层面；Ⅴ筛选符合条件的注浆目标层位：根据虚拟安全厚度，在三维地质模型中，通过虚拟安全厚度层面与目标层位的地质界面是否相交，选择位于奥陶系顶界面以上煤层以下的安全灰岩层位；Ⅵ目标层位稳定性和厚度：依次层位厚度、稳定性、顶板特性先后次序，首先考虑层位稳定性、其次考虑厚度、然后考虑顶板特性；Ⅶ根据层位产状和构造确定分支钻孔轨迹：为保证钻孔穿层率和成孔率，探查注浆水平分支钻孔布置走向应与断层走向垂直或斜交，分支顺层钻孔长度小于1600米，孔间距为50-60米；Ⅷ控制点及靶点坐标自动获取：利用投影方式，直接获取钻孔轨迹的三维坐标；将设计好的钻孔轨迹点按照60米间隔打断加密，将目标层底板的坐标，通过垂直投影的方式，映射到钻孔轨迹上，钻孔轨迹即具有三维坐标信息；其原理如下：Ifpointx,y＝＝surfacex,ythenpointz＝surfacez+3。

全文数据：

权利要求：

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