底抽巷穿層鉆孔的反演方法

摘 要：底抽巷穿層鉆孔的設(shè)計為立體的，即設(shè)計的孔方位存在多個角度，而礦井常用地質(zhì)剖面圖多為反映一個方位上面的煤、巖層及構(gòu)造發(fā)育情況。本文著重介紹分布在底抽巷多個方位的穿層鉆孔反演到同一方位的地質(zhì)剖面圖上，對鉆場附近煤巖層及構(gòu)造發(fā)育情況的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：穿層鉆孔；反演；底抽巷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.263

1 底抽巷穿層鉆孔的反演方法

由于底抽巷穿層鉆孔分布在不同的方位，想把所有的鉆孔全部投影在同一個方位上，一般分為三步。現(xiàn)在以設(shè)計一個孔為例來說明反演方法。設(shè)計1#孔，孔深Lm，方位角為α，傾角為β，見煤巖情況為L1～L2、L3～L4為煤，其余為巖石，要把1#孔投影到方位角為γ的剖面上。

1.1 沿鉆孔方位將鉆孔投影在對應(yīng)平面

第一步就是沿著鉆孔施工方位將鉆孔見煤情況投影在平面上。首先是將1#以施工情況畫到圖紙上，然后投影在對應(yīng)的平面上， 1#孔見煤位置投影在平面上為1-1#孔，鉆孔長度為Lcosβ，見煤巖為L1cosβ～L2cosβ、 L3cosβ～L4cosβ為煤，其他為巖。

1.2 將1-1#孔數(shù)據(jù)投影到方位角為γ的平面上

第二步就是將1-1#孔數(shù)據(jù)投影到方位角為γ的平面上，兩個方位的夾角為е=γ-α， 1-1#孔見煤位置投影在方位角為γ的平面上為1-2#孔，鉆孔長度為Lcosβcosе，見煤巖為L1cosβcosе～L2cosβcosе、 L3cosβcosе～L4cosβcosе為煤，其他為巖。

1.3 將1-2#孔數(shù)據(jù)投影到沿方位角為γ的剖面上

第三步就是將1-2#孔數(shù)據(jù)投影到沿方位角為γ的剖面上。根據(jù)1#的傾角以及兩個方位的夾角е，可以算出1-2#孔投影在方位角為γ的剖面上的傾角δ=arctan（tanβ/cosе） ，1-2#孔見煤位置投影在方位角為γ的平面上為1-3#孔，孔長度為Lcosβcosе/cosδ，見煤巖為L1cosβcosе/cosδ～L2cosβcosе/cosδ、 L3cosβcosе/cosδ～L4cosβcosе/cosδ為煤。1-3孔數(shù)據(jù)為反演最終數(shù)據(jù)，通過反演，把所有的鉆孔的數(shù)據(jù)全部集中反應(yīng)在一個地質(zhì)剖面上，可以更加直觀準(zhǔn)確的判斷巷道附近煤、巖層及構(gòu)造的發(fā)育情況。

2 實際運(yùn)用

上述講明了底抽巷抽采孔的反演方法，下面就以謝橋煤礦12426底抽巷的實際反演情況為例來看下效果。12426底抽巷設(shè)計3052.3m，巷道施工過程中在巷道兩幫共施工了50個鉆場，在每個鉆場里面分別設(shè)計了一組穿層的泄壓孔，以13#鉆場為例，13#鉆場泄壓孔鉆孔設(shè)計平面圖如圖1所示。

中5#、10#、15#、20#、25#打鉆數(shù)據(jù)如表1所示。

根據(jù)上述鉆孔反演方法，把5#、10#、15#、20#、25#反演到垂直鉆場方位的剖面上效果如下圖2所示。

3 總結(jié)

通過對穿層孔剖面圖上的反演，可以節(jié)約成本，省去了地質(zhì)前探孔的設(shè)計，可以把抽采孔、泄壓孔等作為地質(zhì)孔用，更重要的是可以更直觀的分析煤巖層、構(gòu)造的賦存情況，分析煤巖層傾角變化，為上覆煤層的掘進(jìn)以及回采提供數(shù)據(jù)。

這個方法也存在一些弊端，那就是穿層孔施工過程中由于巖性變化，成孔不一定為直線，而我們反演是以理想狀態(tài)的直線情況為基礎(chǔ)，有些時候就會看到反演的與煤巖層實際的標(biāo)高存在一些誤差，這些誤差不是計算方法產(chǎn)生的，而是使用鉆孔數(shù)據(jù)的誤差產(chǎn)生的，所以在選用鉆孔數(shù)據(jù)的時候，盡量選用誤差小一點的，這樣反演出來的圖紙更貼近實際。

作者簡介：許承奇（1988-），男，山東東營人，助理工程師，主要從事煤礦地質(zhì)、防治水工作。