[发明专利]一种基于底板定向梳状孔的碎软煤层透明工作面构建方法

权利要求书

1.一种基于底板定向梳状孔的碎软煤层透明工作面构建方法，其特征在于，包括：

步骤1：地质探测获得建模数据来源，构建工作面初始地质模型；

步骤2：设计煤矿井下底板定向梳状孔，进行定向钻孔并收集钻探数据；

所述的煤矿井下底板定向梳状孔包括主孔和分支孔，主孔的开孔倾角大于底板岩层倾角5～10°，选择砂岩层为主孔延伸层位；

所述的分支孔由主孔预留分支点向上穿岩进入煤层，得到一个煤层底板探查点，继续沿钻孔轨迹平滑上穿煤层探查到顶板得到一个顶板探查点，获得探顶次分支孔及探底次分支孔交替行进；

步骤3：根据钻探数据得到岩性分层曲线，岩性分层曲线与钻孔轨迹联合得到目标层顶底界面数据集；

步骤4：在分层的基础上，提取各钻孔实钻轨迹上构造的位置并对工作面初始地质模型进行修正，将目标层内修正的构造进行联合，形成构造的数据集；

步骤5：根据所述目标层顶底界面数据集和构造的数据集，绘制三维空间分布即得。

2.根据权利要求1所述的基于底板定向梳状孔的碎软煤层透明工作面构建方法，其特征在于，所述主孔的钻孔轨迹弯曲强度不超过1°/3m；

相邻探底次分支孔或探顶次分支孔间距保持在3～5m。

3.根据权利要求1或2所述的基于底板定向梳状孔的碎软煤层透明工作面构建方法，其特征在于，在满足瓦斯抽采要求下宜控制主孔间距在5～10m，，主孔采用前进式开分支的方式施工，轨迹设计时应相隔一定距离预留分支点，分支点间距不大于分支孔在煤层中延伸距离。

4.根据权利要求1或2所述的基于底板定向梳状孔的碎软煤层透明工作面构建方法，其特征在于，当煤层厚度大于5m且沿煤层厚度方向煤岩性质差异f系数相差超过0.3，将分支孔布置在靠近成孔稳定性好的一侧；

次分支孔数量为分支孔最大延伸距离与次分支孔间距的比值。

5.根据权利要求1或2所述的基于底板定向梳状孔的碎软煤层透明工作面构建方法，其特征在于，当待抽采煤层透气性极差使钻孔抽采影响半径小于3m，主孔间隔距离5m仍存在抽采覆盖盲区时，分支孔进入煤层后第一个探顶次分支孔靠钻孔轨迹前进方向偏左或右布置，下一个探顶次分支孔则相应地靠右或左布置，同理布置探底分支孔；孔间隔距离在2～3m且不超过抽采影响范围，同时左右两侧的次分支孔应能实现前后搭接，避免前进方向的探查及抽采盲区。

6.根据权利要求1或2所述的基于底板定向梳状孔的碎软煤层透明工作面构建方法，其特征在于，所述步骤2的定向钻孔包括：

步骤一：依次连接钻头、孔底马达、下无磁钻杆、测量探管、上无磁钻杆、下绝缘钻杆、钻杆、水便等孔内钻具及测量仪器，并接好水泵及准备好钻机；

步骤二：打开钻机轨迹测量防爆电脑和水泵，启动钻机进行底板岩层主孔定向钻进，钻至设计分支点后进行第一个主分支孔前进式开分支，继续探顶次分支孔和探底次分支孔的钻进；

步骤三：测量探管用于测量钻孔轨迹信息并由钻机轨迹测量防爆电脑记录及存储，钻进过程中关注返渣情况，从而判断岩性变化并及时记录；

步骤四：应初步利用第一个分支孔探明目标煤层顶底板状况，遇实钻揭露与初始地质模型差距较大时，及时根据实钻结果调整后续主孔及分支钻孔设计；

步骤五：完成第一个分支孔施工后将钻具提回主孔后，继续进行主孔及后续分支孔施工；

步骤六：完成全部分支钻孔施工后提钻，提取孔内测量的存储数据；

步骤七：根据第一个钻孔的施工数据进行其余钻孔的设计调整，并重复步骤一至六完成其余设计钻孔的施工后，提取各钻孔的孔内施钻数据。

7.根据权利要求1或2所述的基于底板定向梳状孔的碎软煤层透明工作面构建方法，其特征在于，所述步骤3的根据钻探数据得到岩性分层曲线包括：

将目标层在钻孔轨迹上的分界点提取出来，形成顶底界面分界点数据集，然后进行分层数据集的处理，连接各层分界点，建立岩性分层曲线。