基于三维地质模型的探放水钻孔设计方法研究与应用
王振荣
国能神东煤炭集团有限责任公司,陕西 榆林 719315;中国神华能源股份有限公司 神东煤炭分公司,陕西 榆林 719315
摘要：为解决煤矿探放水钻孔设计中存在的效率低下、可视化不足、三维地质信息利用不充分等问题,基于三维地质模型,综合运用空间拓扑关系、空间几何算法等技术,提出了一种探放水钻孔设计方法.首先,利用矿井地质和测量数据,借助三维地质建模技术,构建包含巷道、煤层、含水层、异常区、积水区等地质体的精细三维模型:矿井巷道模型通过具有三维坐标的巷道中心线及相关属性重构;煤层模型利用点数据和边界数据进行三角剖分构建,并依据钻孔施工中的穿层点数据动态更新;水文地质模型参考煤层建模方法,运用 Delaunay 三角剖分算法处理空间数据点构建,同样根据钻孔施工收集的控制点数据更新.在钻孔参数计算方面,提供了 3 种典型设计模式:已知钻孔起末点平面坐标时可计算全参数,已知钻孔起点和目标层位等条件时可计算全参数,已知起点和目标层位平面坐标等条件时也可计算全参数.这些计算过程采用射线与三角网交点计算等算法,确保钻孔孔迹线与地层模型交点的准确性,进而保障钻孔精准穿过探放目标.通过开发集成化的探放水钻孔设计系统,实现了钻孔参数设计、探孔管理、偏差分析、三维可视化等功能.该系统在神东矿区哈拉沟煤矿 22308 工作面进行了应用,构建了相关地质模型,利用设计模式二设计 9 个探放水钻孔,计算出平距、垂距、斜长等参数.应用结果表明:与人工设计相比,在具备三维地质模型的基础上,技术人员仅需确定钻孔平面位置并选择合适设计功能,就能快速获取全部钻孔参数并实现三维可视化,设计效率显著提升,准确性明显提高,设计结果更加可靠.
关键词：探放水钻孔设计三维地质模型三维可视化智能化设计计算机辅助设计
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
论文发表日期：2025-07-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 185-193 )
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