一种高精度钻孔方法技术

本发明专利技术公开了一种高精度钻孔方法，属于矿井钻探工程技术领域。其步骤为：（一）制作平面图和剖面图；（二）在剖面图上测出钻孔的中心垂直高度h；（三）在平面图上测出单孔末端到中心的距离L、夹角δ和平距p；（四）根据煤层已知的伪倾角α计算出单孔的中心垂直高度h1；（五）根据步骤（三）所测得的平距p和步骤四所计算得的中心垂直高度h1，可计算出单孔的倾角β；（六）根据煤层已知的掘进巷道的方位角ψ和单孔的夹角δ计算出单孔的方位角λ；（七）根据步骤（三）所测得的平距p和步骤五所计算得的单孔倾角β计算出单孔的孔深ф；（八）根据步骤（五）至步骤（七）所得的倾角β、方位角λ及孔深ф进行钻孔。

A high precision drilling method

【技术实现步骤摘要】
一种高精度钻孔方法
本专利技术涉及一种高精度钻孔方法，属于矿井钻探工程

技术介绍
以前的钻孔设计考虑因素太少，遇煤层伪倾角小的，不考虑伪倾角，钻孔的倾角及孔深误差不大；但遇到伪倾角大的工作面，不考虑伪倾角时，钻孔的倾角及孔深误差很大，跟理想的位置差距很远，但考虑伪倾角时，设计一个孔，至少要导3次，才能导出一个孔的倾角，还得计算孔深，若设计几十个孔时，耗时很长且易出错。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种高精度钻孔方法，该方法不仅考虑了煤层的伪倾角，而且利用多种函数关系式对钻孔的方位、倾角及孔深进行了精确的计算，同时减少了以前设计繁锁的过程，提高了钻孔设计的工作效率，增加了钻孔的可控度和成孔率，减少了因控制不到位而重新施工的钻孔，节约了施工成本，彻底解决了上述存在的技术问题。本专利技术的技术方案是：一种高精度钻孔方法，其步骤为：(一)制作平面图和剖面图；(二)在剖面图上测出钻孔的中心垂直高度h；(三)在平面图上测出单孔末端到中心的距离L、夹角δ和平距p；(四)根据煤层已知的伪倾角α计算出单孔的中心垂直高度h1；(五)根据步骤(三)所测得的平距p和步骤四所计算得的中心垂直高度h1，可计算出单孔的倾角β；(六)根据煤层已知的掘进巷道的方位角ψ和单孔的夹角δ计算出单孔的方位角λ；(七)根据步骤(三)所测得的平距p和步骤五所计算得的单孔倾角β计算出单孔的孔深ф；(八)根据步骤(五)至步骤(七)所得的倾角β、方位角λ及孔深ф进行钻孔。所述步骤四中计算单孔的中心垂直高度h1的关系式为：h1＝L/tan(α)±h其中，h1为单孔的中心垂直高度；α为已知的煤层伪倾角；h为钻孔的中心垂直高度，即沿巷道方位施工钻孔的终孔至开口位置的垂距，可从剖面图上测出；L为单孔的左右距，即单孔终孔至掘进巷道中心的距离。所述步骤五中计算单孔倾角β的关系式为：β＝DEGREES(atan(h1/p))其中，β为单孔的倾角；p为单孔的平距，即单孔在平面图上从开孔到终孔的距离；h1为步骤四中所计算得的单孔的中心垂直高度。所述步骤六中计算单孔方位角λ的关系式为：λ＝ψ+δ或λ＝ψ+δ-360(ψ+δ＞360°)其中，ψ为已知的掘进巷道的方位角；δ为单孔的夹角，即在平面图上单孔及掘进方位之间的夹角。所述步骤七中计算单孔孔深ф的关系式为：ф＝p/cos(β)其中，p为单孔的平距，即单孔在平面图上从开孔到终孔的距离；β为单孔的倾角，经步骤五计算所得。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，根据上述方法和步骤，只需录入巷道掘进方位角，钻孔夹角、各孔的终点到中心的平距、煤层伪倾角、钻孔的平距、钻孔的中心垂高等参数，根据上述函数关系式即可得出所需设计钻孔的方位角、倾角及孔深。该方法不仅考虑了煤层的伪倾角，而且对钻孔的方位角、倾角及孔深进行了精确的计算，同时减少了以前设计繁锁的过程，提高了钻孔设计的工作效率，增加了钻孔的可控度和成孔率，减少了因控制不到位而重新施工的钻孔，大大节约了成本投入。若每次揭煤钻孔按45个计算，按以前钻孔设计，控制不到位的钻孔可能有1-20个；一个孔孔深按60m算，加上人工及材料费，成本在800元左右；补打一次需花费800～16000元左右。采用钻孔设计精度程序设计的揭煤及过断层钻孔，控制范围及精度高，大大减少了不可控因素的存在，降低了事故的发生率。附图说明图1：本专利技术煤层伪倾角为零的设计示意图；图2：本专利技术煤层伪倾角为-8度的设计示意图；图3：本专利技术实施例主斜井延深段揭穿12#煤层的施工钻孔平面图；图4：本专利技术实施例主斜井延深段揭穿12#煤层的施工钻孔剖面图；图5：本专利技术实施例主斜井延深段揭穿12#煤层的施工钻孔开孔位置图；图6：本专利技术实施例主斜井延深段揭穿12#煤层的抽放钻孔参数表一；图7：本专利技术实施例主斜井延深段揭穿12#煤层的抽放钻孔参数表二。具体实施方式一种高精度钻孔方法，其步骤为：(一)制作平面图和剖面图；(二)在剖面图上测出钻孔的中心垂直高度h；(三)在平面图上测出单孔末端到中心的距离L、夹角δ和平距p；(四)根据煤层已知的伪倾角α计算出单孔的中心垂直高度h1；(五)根据步骤(三)所测得的平距p和步骤四所计算得的中心垂直高度h1，可计算出单孔的倾角β；(六)根据煤层已知的掘进巷道的方位角ψ和单孔的夹角δ计算出单孔的方位角λ；(七)根据步骤(三)所测得的平距p和步骤五所计算得的单孔倾角β计算出单孔的孔深ф；(八)根据步骤(五)至步骤(七)所得的倾角β、方位角λ及孔深ф进行钻孔。进一步的，步骤四中计算单孔的中心垂直高度h1的关系式为：h1＝L/tan(α)±h其中，h1为单孔的中心垂直高度；α为已知的煤层伪倾角；h为钻孔的中心垂直高度，即沿巷道方位施工钻孔的终孔至开口位置的垂距，可从剖面图上测出；L为单孔的左右距，即单孔终孔至掘进巷道中心的距离。进一步的，步骤五中计算单孔倾角β的关系式为：β＝DEGREES(atan(h1/p))其中，β为单孔的倾角；p为单孔的平距，即单孔在平面图上从开孔到终孔的距离；h1为步骤四中所计算得的单孔的中心垂直高度。进一步的，步骤六中计算单孔方位角λ的关系式为：λ＝ψ+δ或λ＝ψ+δ-360(ψ+δ＞360°)其中，ψ为已知的掘进巷道的方位角；δ为单孔的夹角，即在平面图上单孔及掘进方位之间的夹角。进一步的，步骤七中计算单孔孔深ф的关系式为：ф＝p/cos(β)其中，p为单孔的平距，即单孔在平面图上从开孔到终孔的距离；β为单孔的倾角，经步骤五计算所得。根据上述计算出的单孔倾角β、方位角λ及孔深ф等参数，即可进行钻孔。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照本说明书附图对本专利技术作进一步的详细描述。实施例：一种高精度钻孔方法，其步骤为：(一)制作平面图和剖面图；如附图3、4所示；(二)在剖面图上测出钻孔的中心垂直高度h，其数值如图6、7所示；(三)在平面图上测出单孔末端到中心的距离L、夹角δ和平距p；(四)根据煤层已知的伪倾角α计算出单孔的中心垂直高度h1：h1＝L/tan(α)±h其中，h1为单孔的中心垂直高度；α为已知的煤层伪倾角；h为钻孔的中心垂直高度，即沿巷道方位施工钻孔的终孔至开口位置的垂距，可从剖面图上测出；L为单孔的左右距，即单孔终孔至掘进巷道中心的距离。(五)根据步骤(三)所测得的平距p和步骤四所计算得的中心垂直高度h1，可计算出单孔的倾角β：β＝DEGREES(atan(h1/p))其中，β为单孔的倾角；p为单孔的平距，即单孔在平面图上从开孔到终孔的距离；h1为步骤四中所计算得的单孔的中心垂直高度。(六)根据煤层已知的掘进巷道的方位角ψ和单孔的夹角δ计算出单孔的方位角λ：λ＝ψ+δ或λ＝ψ+δ-360(ψ+δ＞360°)其中，ψ为已知的掘进巷道的方位角；δ为单孔的夹角，即在平面图上单孔及掘进方位之间的夹角。(七)根据步骤(三)所测得的平距p和步骤五所计算得的单孔倾角β计算出单孔的孔深ф：ф＝p/cos(β)其中，p为单孔的平距，即单孔在平面图上从开孔到终孔的距离；β为单孔的倾角，经步骤五计算所得。(八)根据步骤(五)至步骤(七)所得的倾角β、方位角λ及孔深ф进行钻孔，其数值如图6、7所示。本专利技术方法计算简单，操作方便，在进行揭煤及过断层钻孔时，控制范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度钻孔方法，其特征在于：其步骤为：(一)制作平面图和剖面图；(二)在剖面图上测出钻孔的中心垂直高度h；(三)在平面图上测出单孔末端到中心的距离L、夹角δ和平距p；(四)根据煤层已知的伪倾角α计算出单孔的中心垂直高度h1；(五)根据步骤(三)所测得的平距p和步骤四所计算得的中心垂直高度h1，可计算出单孔的倾角β；(六)根据煤层已知的掘进巷道的方位角ψ和单孔的夹角δ计算出单孔的方位角λ；(七)根据步骤(三)所测得的平距p和步骤五所计算得的单孔倾角β计算出单孔的孔深ф；(八)根据步骤(五)至步骤(七)所得的倾角β、方位角λ及孔深ф进行钻孔。

【技术特征摘要】
1.一种高精度钻孔方法，其特征在于：其步骤为：(一)制作平面图和剖面图；(二)在剖面图上测出钻孔的中心垂直高度h；(三)在平面图上测出单孔末端到中心的距离L、夹角δ和平距p；(四)根据煤层已知的伪倾角α计算出单孔的中心垂直高度h1；(五)根据步骤(三)所测得的平距p和步骤四所计算得的中心垂直高度h1，可计算出单孔的倾角β；(六)根据煤层已知的掘进巷道的方位角ψ和单孔的夹角δ计算出单孔的方位角λ；(七)根据步骤(三)所测得的平距p和步骤五所计算得的单孔倾角β计算出单孔的孔深ф；(八)根据步骤(五)至步骤(七)所得的倾角β、方位角λ及孔深ф进行钻孔。2.根据权利要求1所述的一种高精度钻孔方法，其特征在于：所述步骤四中计算单孔的中心垂直高度h1的关系式为：h1＝L/tan(α)±h其中，h1为单孔的中心垂直高度；α为已知的煤层伪倾角；h为钻孔的中心垂直高度，即沿巷道方位施工钻孔的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵齐红，吴华帮，王君，
申请(专利权)人：贵州盘江精煤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52