CN114997482A - 一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法，包括以下步骤：工作面利用钻探、物探等地质技术手段查清工作面地质及水文地质情况；通过收集研究地面物探、钻探地质资料；研究井下掘进剖面图地质资料；探究设计工作面综合物探成果；针对性布设工作面“对穿孔”；建立工作面“数字化模型”架构；对隐伏致灾构造预治理；对工作面角砾岩分布范围，分布情况，煤层厚度，煤层稳定性，煤层倾角，工作面内断层、褶曲等地质参数进行数字化地质架构，在巷道揭露的断层及角砾岩综合影响区通过钻探结果分析，通过数字技术手段处理后成果能很好的指导工作面在合适的位置进行回采，通过数字化地质技术预判断层。该项煤矿工作面数字化透明地质技术体系，将工作面地质情况分区段数字化，构建出工作面数字化模型，使工作面煤层顶底板、煤层内地质参数及构造情况更加直观、清楚，直接指导工作面的安全高效回采。
Description
技术领域
本发明涉及地质研究技术领域，具体为一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法。
背景技术
数字化透明地质技术就是智能化开采的“眼睛”，随着煤矿智能化开采的不断推进，数字化透明地质技术研究就显得十分迫切。近年来，随着煤矿智能化建设的不断推进，回采工作面的智能化开采离不开数字化透明地质的技术支撑，为此，徐州大屯工程咨询有限公司结合自身的专业特长，研发数字化透明地质技术体系，构建工作面数字地质模型，经过几年的不断努力，使该项技术日臻完善，在实践中通过数字化透明地质技术体系能很好的解决这些复杂的地质构造及水文地质问题，的同时又节约成本，既经济又环保，更为重要的是该项技术手段也给智能化矿井建设提供了技术上的支撑，具有很高的技术价值和推广应用前景，不仅在煤矿领域有很好的推广价值，在其它矿产领域也有很好的推广和借鉴作用。
目前在工作面通过利用地面地质数据、巷道两巷掘进期间收集的地质资料及超前探、工作面形成后施工的音频探测、槽波探测，回采前煤层对穿孔、顶板放水孔等所有数据形成工作面大数据智能化的地质技术在国内还处于萌芽阶段，准确预测工程面断层位置、角砾岩冲刷、煤层夹矸、煤层倾角、煤层厚度等地质参数。实现工作面无漏顶、无突水、无透水、成功过断层、成功过破碎带、成功过角砾岩的伟大壮举。应用效果较好值得进一步深入研究。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法，具备确保煤矿的高效安全生产，为后续工作面智能化开采提供智能地质模型提供可靠的地质理论基础和地质方法打下基础的优点。
(二)技术方案
本发明要解决的另一技术问题是提供一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法，包括以下步骤：S1：工作面利用钻探、物探等地质技术手段查清工作面地质及水文地质情况，地质及水文地质条件为复杂。
S2：通过新的地质技术手段对工作面角砾岩分布范围，分布情况，煤层厚度，煤层稳定性，煤层倾角，工作面内断层、褶曲等地质参数进行数字化地质架构。达到整个工作面全部数据化，通过技术手段实现整个工作面网格状，整个工作面点线面体的详细掌握。
S3：在巷道揭露的断层及角砾岩综合影响区通过钻探结果分析，影响范围与物探圈定的范围基本一致。
S4：通过运输技术手段处理后成果能很好的指导工作面在合适的位置进行回采，可以根据数字化的地质成果提前预知煤层情况，及时调整回采角度。
S5：水文地质情况，煤层顶板砂岩水和底板奥灰水通过数字化地质技术预判断层、破碎带和陷落柱等异常地质构造影响较小，均为不导水的构造体。
优选的，所述S3中的巷道揭露的断层及角砾岩综合影响区，该区域复杂的地质构造基本探查清楚，避开断层及角砾岩充填区，确定新的开采方案指导安全生产。
优选的，所述S4中由于地质条件比较复杂，断层较多和角砾岩充填煤层导致煤层赋存不好，煤层稳定性差，特别是在构造体存在区域对煤层的影响较大。
优选的，所述S4中水文地质情况主要受上覆老空水、上覆含水层水和地表水害的影响，受底板奥灰水的威胁较小。
优选的，所述S5中建立起整个工作面的数字化透明地质构架，在工作面建立地质模型，做到工作面煤层顶底板、煤层内构造直观清楚，并以此作为指导矿井回采工作面的回采。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法，具备以下有益效果：
1、该煤矿工作面透明地质技术体系，将工作面地质情况分区段数字化，构建出工作面数字化模型，使工作面煤层顶底板、煤层内地质参数及构造情况更加直观、清楚，直接指导工作面的安全高效回采。
2、该煤矿工作面透明地质技术体系，通过准确预测工作面隐伏构造位置、角砾岩冲刷、煤层夹矸、煤层倾角、煤层厚度等地质参数，对隐伏至灾构造预治理。
3、该煤矿工作面透明地质技术体系，通过数字化透明地质技术体系为实现工作面智能化开采，提供了切实可行的数字地质技术支撑，实现井矿工作面无漏顶、无突水、无透水、成功过断层、成功过破碎带、成功过角砾岩的良好效果。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法，包括以下步骤：
S1：工作面利用钻探、物探等地质技术手段查清工作面地质及水文地质情况，地质及水文地质条件为复杂。
S2：通过新的地质技术手段对工作面角砾岩分布范围，分布情况，煤层厚度，煤层稳定性，煤层倾角，工作面内断层、褶曲等地质参数进行数字化地质架构。达到整个工作面全部数据化，通过技术手段实现整个工作面网格状，整个工作面点线面体的详细掌握。
S3：在巷道揭露的断层及角砾岩综合影响区通过钻探结果分析，影响范围与物探圈定的范围基本一致，巷道揭露的断层及角砾岩综合影响区，该区域复杂的地质构造基本探查清楚，避开断层及角砾岩充填区，确定新的开采方案指导安全生产。
S4：通过运输技术手段处理后成果能很好的指导工作面在合适的位置进行回采，可以根据数字化的地质成果提前预知煤层情况，及时调整回采角度，由于地质条件比较复杂，断层较多和角砾岩充填煤层导致煤层赋存不好，煤层稳定性差，特别是在构造体存在区域对煤层的影响较大。
S5：水文地质情况，煤层顶板砂岩水和底板奥灰水通过数字化地质技术预判断层、破碎带和陷落柱等异常地质构造影响较小，均为不导水的构造体，水文地质情况主要受上覆老空水、上覆含水层水和地表水害的影响，受底板奥灰水的威胁较小。
针对巷道内部揭露情况和煤层的变化趋势，在施工中要求检波器与巷道侧帮锚杆耦合良好，并尽量保证检波器与炮点布设在煤层中部。每个激发点放炮，所布设接收点均接收。施工过程中，按测点标记位置布设仪器和检波器。检波器与仪器之间用测线连接，固定到巷道侧帮煤层中。测线布置完成后，放炮前其他人员撤离到安全地带，由具有井下放炮资质的***人员负责放炮，整个施工过程严格按照安全规程规定进行作业，确保施工安全，所有激发点放炮完毕，回收全部设备后，结束井下资料采集。
利用数字化透明地质技术体系，对工作面在空间上进行地质及水文地质条件的研究，并综合各方面因素对工作面不同地段在开采时进行分区域、分级别数字化预测研究，使工作面地质构造及水文地质情况数字化呈现，构建整体工作面数字化立体模型，借助此种技术手段实现了采煤工作面对煤层稳定性差、形状不规则、以及煤层结构、地质条件及水文地质复杂等的矿井提前预判和治理，很好解决了矿井复杂地质及水文地质条件下的安全高效开采问题。建立起整个工作面的数字化透明地质构架，在工作面建立地质模型，做到工作面煤层顶底板、煤层内构造直观清楚。并以此作为指导矿井回采工作面的回采，确保煤矿的高效安全生产。为后续工作面智能化开采提供智能地质模型提供可靠的地质理论基础和地质方法打下基础。
目前在工作面通过利用地面地质数据、巷道两巷掘进期间收集的地质资料及超前探、工作面形成后施工的音频探测、槽波探测，回采前煤层对穿孔、顶板放水孔等所有数据形成工作面大数据智能化的地质技术在国内还处于萌芽阶段，徐州大屯工程咨询有限公司在平朔井工三矿39201工作面试验的第一个数字化工作面为国内首个运用此技术的工作面，通过数字化能力地质技术的指导平朔井工三矿顺利安全高效的回采39201工作面。准确预测工程面断层位置、角砾岩冲刷、煤层夹矸、煤层倾角、煤层厚度等地质参数。实现39201工作面无漏顶、无突水、无透水、成功过断层、成功过破碎带、成功过角砾岩的良好效果。应用效果值得推广应用。该技术已在中煤平朔井工三矿39201工作面、39204智能工作面、34203工作面、34204工作面等得以推广应用，均取得了良好的地质效果。
数值化透明地质技术手段在复杂地质条件工作面回采中具有非常有价值的推广意义。需要进一步的推广和研究，工作面智能化的开采需要是煤矿开采的趋势所向，因此实现工作面数据化地质在智能化开采中也占据重要的地位。
随着我国国民经济的发展，煤矿煤炭需求量逐渐增长，浅部煤炭资源逐渐开采结束，需要超深部及条件更差的地区进行开采。数字化透明地质技术体系能很好的解决这些复杂的地质构造及水文地质问题，不仅解决问题的同时又节约成本，既经济又环保，此种技术手段也给智能化矿井建设提供了技术上的支撑，具有很高的技术价值和推广应用前景，不仅在煤矿领域有很好的推广价值，在其它矿产领域也有很好的推广和借鉴作用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：工作面利用钻探、物探等地质技术手段查清工作面地质及水文地质情况，地质及水文地质条件为复杂；
S2：通过新的地质技术手段对工作面角砾岩分布范围，分布情况，煤层厚度，煤层稳定性，煤层倾角，工作面内断层、褶曲等地质参数进行数字化地质架构，达到整个工作面全部数据化，通过技术手段实现整个工作面网格状，整个工作面点线面体的详细掌握；
S3：在巷道揭露的断层及角砾岩综合影响区通过钻探结果分析，影响范围与物探圈定的范围基本一致；
S4：通过运输技术手段处理后成果能很好的指导工作面在合适的位置进行回采，可以根据数字化的地质成果提前预知煤层情况，及时调整回采角度；
S5：水文地质情况，煤层顶板砂岩水和底板奥灰水通过数字化地质技术预判断层、破碎带和陷落柱等异常地质构造影响较小，均为不导水的构造体。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法，其特征在于：所述S3中的巷道揭露的断层及角砾岩综合影响区，该区域复杂的地质构造基本探查清楚，避开断层及角砾岩充填区，确定新的开采方案指导安全生产。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法，其特征在于：所述S4中由于地质条件比较复杂，断层较多和角砾岩充填煤层导致煤层赋存不好，煤层稳定性差，特别是在构造体存在区域对煤层的影响较大。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法，其特征在于：所述S4中水文地质情况主要受上覆老空水、上覆含水层水和地表水害的影响，受底板奥灰水的威胁较小。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法，其特征在于：所述S5中建立起整个工作面的数字化透明地质构架，在工作面建立地质模型，做到工作面煤层顶底板、煤层内构造直观清楚，并以此作为指导矿井回采工作面的回采。
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| 薛君君;刘彬;任辰锋;: "特殊构造条件下奥灰水带压开采防治水技术实践", 内蒙古煤炭经济, no. 23, 15 December 2017 (2017-12-15) * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116733535A (zh) * | 2023-07-20 | 2023-09-12 | 中国煤炭地质总局一一九勘探队 | 一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法 |
| CN116733535B (zh) * | 2023-07-20 | 2024-04-09 | 中国煤炭地质总局一一九勘探队 | 一种煤矿井下工作面数字化透明地质技术方法 |
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