【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地质勘查，尤其是涉及一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法。
技术介绍
1、强构造带瓦斯赋存规律复杂多变，煤岩力学性质特殊，极易发生瓦斯突出，严重制约煤矿安全高效生产。强地质构造可通过控制瓦斯赋存来深刻影响瓦斯运移和突出，因此煤与瓦斯突出主要发生在复杂的强构造带。这些区域地应力往往较为集中，煤层细软，裂隙联通性差，渗透性极差，不仅更易聚集瓦斯，且阻碍瓦斯解吸，极大增加了瓦斯防突难度，严重影响煤矿安全高效生产。因此，对于构造带煤层的地质勘测尤为重要。
2、煤矿地质勘测是为了掌握煤矿地质信息，包括煤层的赋存、厚度、质量、构造等方面，以指导矿产资源的开采。在进行煤矿地质勘测时，通常采用三维地震探测、地球物理测井、坑透技术手段等探测采掘区域地质条件，但该些方法的局限性较大，存在数据解释复杂，成本昂贵，精确程度较低等缺陷，难以确保采掘工作面施工的安全进行。因此，亟需一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，实现对构造带煤层的预测。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，解决现有技术存在的在进行煤矿地质勘测时局限性较大、数据解释复杂、成本昂贵、精确程度较低的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，包括以下步骤：
3、s1、将采煤工作面、巷道以及煤层纵向方向分别布置为x、y、z轴，用以表示地质填图的三维空间位置；
4、s2、延巷道y轴方向设置若干观测面，
5、s3、沿工作面x和巷道y方向分别寻找构造带煤层，记录构造带煤层的构造类型、产状、煤体结构、煤层结构、裂隙系统、宏观煤岩类型、夹矸和顶底板地质特征，观测x、y、z方向上构造带煤层关键点位，并在地理坐标图上进行标注；
6、s4、进行构造连线，将具有相同构造特征的地质体用线连接起来，其中构造特征包括褶皱、断层及陷落柱；从而预测每个独立观测面内及各个观测面之间的构造带地质特征；
7、s5、选择合适的比例尺绘制地质剖面图，比例尺的选择取决于构造带煤层关键点位的间距；比例尺越小，地质填图就越详细，更直观地显示地质体的分布和构造特征；
8、s6、在完成构造连线后，对所有观测面内及其之间的地质特征进行系统分析，综合考虑各构造特征之间的关系，生成地质模型，对地质模型进行分析和验证，预测煤层构造带褶皱、断层及陷落柱的空间分布。通过对构造带的精准预测，对明确强构造带对瓦斯赋存及瓦斯突出的影响机制具有重要理论意义，同时，对指导矿井未来主采盘区构造煤层判识和预测，及时消除瓦斯突出隐患提供技术支持。
9、优选的，采用矿井地质填图的方法对构造带煤层关键点位进行记录，包括断层倾角、断层落差、陷落柱长轴及短轴长度、褶皱的轴线走向以及光滑面的倾角与范围。
10、优选的，s4中的褶皱具体为观测面上采煤工作面及巷道方向上的褶皱轴线走向、倾角、褶皱类型及形态；具体操作时将表现相同或相似特征的褶皱进行连线。
11、优选的，s4中的断层具体为观测面上采煤工作面及巷道方向上的断层走向、断层倾角、断层倾向，以及断层中的填充和煤岩的产状；具体操作时，将同一观测面上或不同观测面之间具有相同或相似断层进行连线，对于只暴露在一侧观测面的断层构造，利用已有的地质数据和区域地质规律，确定构造的位置和延伸范围，具体如下：
12、s41、根据l1节理的特征，确定l1节理始见点的位置，并实测出l1节理带的宽度；具体为：巷道l与断层f斜交于o点，断层在o点的断距为h1，沿巷道方向所实测的l1节理带宽度为oa，由a点作断层面的垂线aa′，得到垂直断层面方向的l1节理带的宽度；
13、s42、实测断层面的方位、倾角、断距以及巷道的方位、坡度；
14、s43、将巷道实测距离转换成垂直断层面方向的距离，具体表达式如下：
15、b节＝b′节·sinωsinβcosα(1)
16、式中b节为垂直断层面方向的l1节带宽度；b′节为巷道中实测的l1节理带宽度；ω为巷道方位与断层面走向的夹角；β为断层面倾角；α为巷道坡度；
17、s44、将垂直断层面方向的l1节理带宽度b节代入公式(1)，获得断层断距，其走向上o、a′两点的断距分别为h1、h2，根据这两点的断距及它们之间的距离d，获得断层的衰减系数，计算断层的延伸范围，具体表达式如下：
18、
19、优选的，s4中的陷落柱具体为根据观测面上岩层断裂面倾向和倾角、岩层性质、地下水状况判断陷落柱位置，根据已暴露的陷落柱长轴及短轴长度、柱壁角大小判断陷落柱大小及范围，将范围小的直接进行预测绘图，将同一观测面或不同观测面上出现相同或相似特征的陷落柱联系起来，进行连线绘图，说明此些陷落柱范围较大，可能跨越不同的观测面。
20、优选的，s5中根据构造带煤层关键点位的间距，比例尺的选择包括以下三种情况：
21、情况一、构造带煤层关键点位的间距不大于10m时，选择1:1000的比例尺；
22、情况一、构造带煤层关键点位的间距在10m至20m之间时，选择1:2000的比例尺；
23、情况一、构造带煤层关键点位的间距不小于20m时，选择1:5000的比例尺。
24、因此，本专利技术采用上述一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，具有以下有益效果：
25、(1)该专利技术区别于传统野外地质填图技术，将地质填图技术应用于矿井下煤层，通过现场观测记录地质特征，最终以三维分布地质图的形式展现出来，方法可靠，结果直观准确；
26、(2)该专利技术将煤层分为若干观测面，通过联系观测面上出现的相同或相似的构造特征，不仅能将地质体和地质现象以三维图形的形式呈现在地图上，使得地质信息更加直观、清晰，便于理解和分析；还可以清晰展示地质构造、断层、岩性变化等地质特征，有助于煤层构造带的预测；
27、(3)该专利技术利用采煤工作面、巷道以及煤层纵向等矿区已有条件建立观测面，观测构造带煤层关键点位并在地理坐标图上进行标注，最后形成构造带煤层的三维分布地质图，实现对构造带煤层的预测，该方法经济成本更低，更有助于环境可持续发展；
28、(4)该专利技术作为一种全新的对于煤层内部的地质探测与预测方法，能够与传统的三维地震探测、地球物理测井、坑透技术手段等方法形成信息互补，从多角度验证地质信息，使结论更具有准确性与可靠性。
29、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，其特征在于：采用矿井地质填图的方法对构造带煤层关键点位进行记录，包括断层倾角、断层落差、陷落柱长轴及短轴长度、褶皱的轴线走向以及光滑面的倾角与范围。
3.根据权利要求2所述的一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，其特征在于，S4中的褶皱具体为观测面上采煤工作面及巷道方向上的褶皱轴线走向、倾角、褶皱类型及形态；具体操作时将表现相同或相似特征的褶皱进行连线。
4.根据权利要求3所述的一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，其特征在于：S4中的断层具体为观测面上采煤工作面及巷道方向上的断层走向、断层倾角、断层倾向，以及断层中的填充和煤岩的产状；具体操作时，将同一观测面上或不同观测面之间具有相同或相似断层进行连线，对于只暴露在一侧观测面的断层构造，利用已有的地质数据和区域地质规律，确定构造的位置和延伸范围，具体如下：
5.根据权利要求4所述的一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，其特征在于，S4中的陷落
6.根据权利要求5所述的一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，其特征在于，S5中根据构造带煤层关键点位的间距，比例尺的选择包括以下三种情况：
...【技术特征摘要】
1.一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，其特征在于：采用矿井地质填图的方法对构造带煤层关键点位进行记录，包括断层倾角、断层落差、陷落柱长轴及短轴长度、褶皱的轴线走向以及光滑面的倾角与范围。
3.根据权利要求2所述的一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，其特征在于，s4中的褶皱具体为观测面上采煤工作面及巷道方向上的褶皱轴线走向、倾角、褶皱类型及形态；具体操作时将表现相同或相似特征的褶皱进行连线。
4.根据权利要求3所述的一种预测煤层构造带的矿井下地质填图方法，其特征在于：s4中的断层具体为观测面上采煤工作面及巷道方向上的断层走向、断层倾角、断层倾向，以及断层中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞，张乐，向雯婷，阳保科，徐鑫勤，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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