[发明专利]煤矿瓦斯地质四维分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯防治领域，特别涉及一种煤矿瓦斯地质四维分析方法。

背景技术

通过国内外研究现状及分析可知，传统瓦斯地质分析方法与开采工作不相适应有关，传统瓦斯地质分析主要从平面区域角度分析地质构造对瓦斯赋存或煤与瓦斯突出灾害的影响，无法解释垂向上同一地质构造条件下，不同煤层瓦斯赋存或煤与瓦斯突出灾害差异；传统瓦斯地质分析方法没有完善、明确的瓦斯地质单元划分技术，传统瓦斯地质分析方法无明确的瓦斯参数测点布置技术，传统瓦斯地质分析方法中瓦斯参数获取技术具有手段单一、测取数据比较慢、数据准确性差及不易测取问题，传统瓦斯地质成果体现具有人工、不实时等特点，这些问题造成瓦斯赋存预测或煤与瓦斯突出预测与开采工作不相对应。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种煤矿瓦斯地质四维分析方法。在传统瓦斯地质分析方法的基础上，利用地质学理论、瓦斯参数获取手段、信息化技术等，从空间（区域、层域）、时间四维角度建立煤矿瓦斯地质四维分析方法，实现煤矿瓦斯地质分析方法的突破，为煤矿瓦斯赋存研究提供完善理论依据，为保护层选择提供地质理论依据。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的煤矿瓦斯地质四维分析方法，包括以下步骤：

S1：获取沉积环境数据、地质构造数据和生烃史数据，从区域上分析瓦斯分布情况，从垂向层域上分析瓦斯分布情况，进而确定研究区域瓦斯富集保存状态、瓦斯赋存主控因素及煤与瓦斯突出危险性程度；

S2：依据瓦斯富集保存状态、瓦斯赋存主控因素及煤与瓦斯突出危险性程度进行瓦斯地质单元划分；

S3：依据瓦斯地质单元划分确定各瓦斯地质单元测试点并获取测试数据；

S4：依据瓦斯赋存主控因素建立瓦斯赋存数学模型；

S5：根据瓦斯赋存数学模型，采用瓦斯地质智能动态分析系统自动形成包含瓦斯压力等值线、瓦斯含量等值线、瓦斯涌出量等值线、煤层厚度等值线、煤与瓦斯突出危险性划分的瓦斯地质图；

S6：随着采掘进度的推进，重复步骤S1-S5，对采煤工作面的瓦斯地质图进行更新，从时间上实现瓦斯地质规律的动态智能分析。

进一步，所述步骤S2中的瓦斯地质单元划分，按以下方式进行：

当矿井有大型背斜、向斜时，则以背、向斜轴部为界划分为不同瓦斯地质单元；

当矿井为大型断层，则以断层走向为界划分为不同瓦斯地质单元；

当研究区域内无大型背斜、向斜及断层，则以地勘钻孔岩性、岩层厚度、煤层厚度、煤层倾角、煤层地勘瓦斯含量划分为不同瓦斯地质单元；

当研究区域煤质差异较大，则以煤质进行瓦斯地质单元划分。

进一步，所述步骤S3中的测试点布置，按以下方式进行：

沿煤层走向布置的测试点的个数为2-6个，沿倾向走向布置的测试点的个数为3-6个，所述测试点位于埋深最大的开拓工程部位。

进一步，所述步骤S4中的瓦斯赋存数学模型，按以下方式进行：

y=a₀+a₁x₁+a₂x₂+…+a_nx_n；

式中，因变量y为瓦斯压力或瓦斯含量，自变量x表示为煤层底板标高、煤层埋深、煤层厚度、煤层顶底板泥岩厚度等，a0、a1 、…、an分别表示多元线性回归拟合系数。

进一步，所述步骤S5中的瓦斯地质图为研究区域内的煤层瓦斯压力、钻孔瓦斯流量、煤层透气性和煤层相对变形参数形成的图表。

本发明的优点在于：在传统瓦斯地质分析方法的基础上，利用新的地质学理论、瓦斯参数获取手段、信息化技术等，从空间（区域、层域）、时间四维角度建立了煤矿瓦斯地质四维分析方法，实现了煤矿瓦斯地质分析方法的突破。解决了传统瓦斯地质理论无法解释层域（垂向）上同一地质构造条件下，不同煤层瓦斯赋存或煤与瓦斯突出灾害差异问题，实现了煤矿瓦斯地质区域、层域分析，解决了瓦斯地质单元划分难以操作问题。通过瓦斯含量直接快速测定新技术、掘进面瓦斯涌出量智能反算瓦斯含量等瓦斯参数多手段获取技术，解决了瓦斯参数测点布置不合理、数据量少、准确性差、速度慢及不易测取问题。从时间维上解决了动态更新问题，智能上解决了同一数据不同人不同结果问题，减少了瓦斯地质分析工作量，智能快速，实现了真正指导安全生产。