用地質編錄儀進行采煤工作面地質編錄研究

王 波

冀中能源股份有限公司章村礦地測科 河北 邢臺 054100

1 問題的提出

地質編錄是煤礦的一項基礎性地質技術工作,目前仍采用的是人工井下收集第一手地質資料后井上進行處理。隨著采煤機械化程度的提高,采掘工藝的更新,要求礦井地質編錄工作朝著細、準、快的方向發展。以新技術、新方法、新裝備來改變礦井地質編錄工作面貌,尋求新的地質信息記錄方法和處理方法被提到日程上來。地質編錄儀的成功應用,為采掘工作面快速進行地質編錄工作提供了新的方法。

2 礦井地質攝影編錄的三個基本問題

(1)礦井地質攝影編錄作業方法及步驟。礦井地質攝影測量作業方法,分為現場作業和室內作業兩部分?，F場作業的目的是攝取供室內作業使用的合格影像;室內作業包括影像處理,判讀量測和結果計算等。

現場作業:現場作業的過程,就是利用井下攝影相機對所選地段的地質現象,攝取合格的影像記錄的過程。編錄內容可以是巷道的一般編錄,也可以是地質構造和特殊地質現象的編錄。

室內作業:現場作業完成后,即轉入室內作業。室內作業是取得最后成果的關鍵環節,由專業軟件完成,其主要內容是:①巖性與巖層界面的判讀:不同巖性以不同的灰度來顯現的,各類巖層的結構、斷口等特征在照片上也會呈現一定的差異。②地質構造現象的判讀:不同的地質構造具有不同的地質特征,這些特征在電子屏幕上清晰可辨,這樣就可根據所觀察到的這種特征,確定出巖層的層位、沖刷現象、斷層、褶曲以及裂隙等等。③量測計算:量測工作是攝影測量作業取得最終有用參數的環節。礦井地質攝影測量作業的量測內容有兩個目的,一是比例尺量測、一是地質界面產狀的量測,主要的量測計算環節由專業軟件自動完成。

誤差問題:誤差問題在引用近景攝影測量方法時,是一個比較令人關注的問題。這里所說的誤差問題指的是礦井地質攝影測量系統的結果與同類專用儀器的量測結果相比較而得出的相對誤差,有兩個環節容易引起誤差:儀器本身的誤差及作業方法產生的誤差。

標準流程:實際工作中,我們總結出數碼編錄工作的標準流程,分10個步驟完成,其中①是外業準備,②是外業工作,③-⑩是內業工作。

①井上準備預編錄地點基本位置信息,并填寫標準表格;

②入井拍照,取得一組照片,存入SD卡;

③升井讀卡,篩選圖片,有用的圖片入庫備用,其余刪除;

④對入庫圖片進行錄入;

⑤對入庫圖片進行編輯:勾畫分層界線、標注巖性及尺寸;

⑥據已標注的圖片,畫出局部素描圖,存儲備用;

⑦分析構造現象,劃分構造類型,并確定具體類型及參數;

⑧繪制簡易寫實圖卷;

⑨自動生成寫實剖面;

⑩編錄成果打印。

(2)礦井地質攝影編錄配套儀器設備。井下攝影相機:選用本質安全型數碼相機,配備防爆光源,構成便攜式井下攝影系統,完成地質編錄井下拍攝任務。

井下攝影光源:要在井下全黑環境中拍攝到清晰的地質圖像信息,必須解決光源問題,并且要求:第一滿足防爆要求;第二光照度滿足對井下構造的拍攝需要;第三體積小,重量輕攜帶方便。目前的系統采用KD型組合防爆攝影燈。

(3)礦井地質攝影編錄自動成圖技術。井下拍攝的大量地質圖片需要及時處理,才能迅速獲取編錄成果;隨著時間的推移編錄成果會越來越多,存在成果管理的問題;一線技術人員和決策領導需要及時查詢地質成果,因此要解決海量地質信息的快速查詢問題;最后的編錄成果要以圖紙的方式提交,存在自動成圖問題。上述問題的解決程度,直接影響地質攝影編錄系統的應用效果,CMEE0608C型地質攝影編錄系統提供的編錄軟件,較好的解決了上述問題,實現了地質照片的快速編輯、快速成果查詢和自動成圖功能,基本解決了內業工作的數字化和自動化。

3 應用事例

章村礦3109工作面是一個地質構造比較復雜的煤礦,主采2號煤,是章村礦4231采區首采面,采掘工作經常遇到各種復雜的地質變化。

根據實際采高對攝影照片位置進行合理調整,以滿足成圖需要。圖片調整的目的是用局部素描圖的方式表現煤壁可見及預測部分的煤層結構及地質構造現象,編錄軟件還可以根據地質工程師的合理推測,對拍攝區域以外的頂底板巖性結構進行預測。

圖1是對應的局部素描圖,系根據位置調整后的結果所做出的局部素描圖,由編錄軟件自動完成。

圖1 對應的局部素描圖

4 結論

基于近景攝影測量理論的煤礦地質攝影編錄方法,能夠把井巷工程揭露的地質構造現象真實、準確的記錄下來,并能永久的保存,需要時可以隨時再現井下構造現象的原狀,供觀測分析和提供有用數據,這一點手工素描根本無法做到。但在攝影環節,攝取相片的合格率相對較低,在這方面需進一步進行改進,提高攝影相機相片的合格率。

外業方面,建立了一整套適合煤礦井下作業的數碼式編錄方法,可以大大減輕現場勞動強度,減少井下作業時間,改善了地質人員的勞動條件;內業方面,基于“標準照片”的編錄軟件,通過描摹地質照片完成地質寫實圖,操作簡單,易于掌握。

用攝影方法記錄井下地質信息,是一種簡單實用的地質編錄方法,為非專業人員從事專業工作創造了條件,在一定程度上解決了目前地質專業人員缺少,不能滿足礦井地質工作需要的問題。