[发明专利]一种利用钻孔雷达构建煤矿透明工作面的方法

说明书

本发明提供了一种利用钻孔雷达构建煤矿透明工作面的方法，包括：目标区域的资料收集；设计钻孔组数、数量和开孔点；钻孔雷达测量，测量开孔位置与顶底板界面实际距离；煤层原位介电常数的计算；钻孔雷达数据深度及时间校正处理；钻孔雷达数据噪声消除处理；利用孔口定位法进行顶底板同相轴分别追踪及重构；顶底板同相轴偏移成像；顶底板偏移后的数据合并；钻孔轨迹测量数据预处理；计算钻孔三维空间轨迹；钻孔轨迹线性插值至其深度采样间隔与钻孔雷达深度采样间隔一致；结合钻孔轨迹计算顶底板的空间位置，形成单孔顶底板空间位置数据集；多个钻孔信息联合，形成迎头前方的地质体三维数据体。

技术领域

本发明属于地球物理勘探技术领域，涉及煤矿，具体涉及一种利用钻孔雷达构建煤矿透明工作面的方法。

背景技术

随着煤矿智能化开采技术的发展，要求构建煤矿井下透明工作面，为智能开采提供精准的地质模型。

目前透明工作面的探测方法有地面三维地震、工作面电磁波透视、工作面槽波层析成像以及井下钻探测井等，钻孔雷达探测精度高，探测半径相对测井方法大，但是由于仪器研制难度大，在煤矿透明工作面构建中尚未受到重视。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种利用钻孔雷达构建煤矿透明工作面的方法，解决现有技术中现有技术中透明工作面的探测方法难以应用在煤矿透明工作面构建中的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

本发明所设计的利用钻孔雷达构建煤矿透明工作面的方法，包括钻孔雷达探测的钻孔布置设计、基于单孔的煤层顶底板钻孔雷达数据处理解释方法、基于多孔钻孔雷达的透明工作面构建方法。

所述的钻孔布置设计是指在煤矿井下采煤机或掘进机开采的迎头进行短顺层孔设计，这些短顺层孔一方面用于开采前的卸压，一方面可以用于钻孔雷达探测，钻孔深度浅，成孔快。钻孔布置设计先收集前期地质资料，了解基本的煤层走向，煤层倾角等信息，收集开采工作面的宽度、长度等信息，然后根据开采工作面的信息进行钻孔的布置设计。

所述的基于单孔的煤层顶底板钻孔雷达数据处理解释方法，数据处理解释的主要目标是沿钻孔轨迹解释煤层的顶底板的界面，为透明工作面的构建做准备。

所述的基于多孔钻孔雷达的探测信息透明工作面构建方法，是将同一次探测的多个钻孔雷达解释的煤岩顶底板位置信息，通过特定的方法，更新初始透明的三维地质体，构建更高精度的透明三维地质体，为煤矿开采提供高精度的地质模型。

将采用本发明的利用钻孔雷达构建煤矿透明工作面的方法获得的煤矿透明工作面传给采煤机或掘进机，控制采煤机。

本发明需要注意的是：煤矿井下智能化开采透明工作面的构建，其首要任务是明确目的层(煤层)高精度的顶底板界面、精确的构造位置，因此必须测量实际开孔位置距离顶板和底板的距离，以及进行高精度的钻孔轨迹测量、钻孔孔口的大地坐标的测量。

具体的，本发明保护一种利用钻孔雷达构建煤矿透明工作面的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1，目标区域的资料收集；

步骤S2，设计钻孔组数、数量和开孔点；

步骤S3，钻孔雷达测量，测量开孔位置与顶底板界面实际距离；

步骤S4，煤层原位介电常数的计算；

步骤S5，钻孔雷达数据深度及时间校正处理；

步骤S6，钻孔雷达数据噪声消除处理；

步骤S7，利用孔口定位法进行顶底板同相轴分别追踪及重构；

步骤S8，顶底板同相轴偏移成像；

步骤S9，顶底板偏移后的数据合并；