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(jì)為立體的，即設(shè)計(jì)的孔方位存在多個(gè)角度，而礦井常用地質(zhì)剖面圖多為反映一個(gè)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(gè)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(gè)方位上，一般分為三步。現(xiàn)在以設(shè)計(jì)一個(gè)孔為例來說明反演方法。設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)際反演情況為例來看下效果。12426底抽巷設(shè)計(jì)3052.3m，巷道施工過程中在巷道兩幫共施工了50個(gè)鉆場，在每個(gè)鉆場里面分別設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)，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(gè)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(shí)候就會(huì)看到反演的與煤巖層實(shí)際的標(biāo)高存在一些誤差，這些誤差不是計(jì)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(shí)候，盡量選用誤差小一點(diǎn)的，這樣反演出來的圖紙更貼近實(shí)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。