一种煤层及采空区三维地质模型构建方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种煤层及采空区三维地质模型构建方法及系统，所述一种煤层及采空区三维地质模型构建方法包括：根据煤层初始地质数据得到煤层地质标准数据；利用所述煤层地质标准数据建立煤层及采空区三维地质模型，所述一种煤层及采空区三维地质模型构建系统包括：数据采集模块，用于根据煤层初始地质数据得到煤层地质标准数据；模型建立模块，用于利用所述煤层地质标准数据建立煤层及采空区三维地质模型，直观地展现铁路工程选线关心的地质信息并实现数据共享，为铁路工程地质选线提供技术支撑。撑。撑。

【技术实现步骤摘要】
一种煤层及采空区三维地质模型构建方法及系统


[0001]本专利技术涉及铁路工程地质选线领域，具体涉及一种煤层及采空区三维地质模型构建方法及系统。

技术介绍

[0002]高速铁路线路方案受技术标准、环境敏感点及城市规划等因素限制，局部地段不得不穿越煤矿及采空区，同时，长大运煤铁路及专用线项目的建设也必然通过矿区，为合理的选择铁路空间线位，迫切需要构建区域范围内复杂地质构造下煤层及采空区三维地质模型。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术的提出了一种煤层及采空区三维地质模型构建方法，其特征在于，包括：
[0004]根据煤层初始地质数据得到煤层地质标准数据；
[0005]利用所述煤层地质标准数据建立煤层及采空区三维地质模型。
[0006]优选的，所述煤层地质标准数据包括：
[0007]煤层底板数据、煤层厚度数据、煤层采空区边界数据、煤层陷落柱边界数据、长大复杂地质断层数据、地表沉降数据、地表沉降速率数据与地形DEM数据。
[0008]优选的，所述根据煤层初始地质数据得到煤层地质标准数据包括：
[0009]利用煤层初始地质数据基于笛卡尔坐标系获取煤层地质标准数据。
[0010]进一步的，所述利用煤层地质标准数据建立煤层及采空区三维地质模型包括：
[0011]利用煤层地质标准数据建立各煤层地质标准数据模型；
[0012]利用所述各煤层地质标准数据模型基于三维建模系统和地理信息系统建立煤层及采空区三维地质模型。
[0013]进一步的，所述利用煤层地质标准数据建立各煤层地质标准数据模型包括：
[0014]利用所述地形DEM数据基于克里金插值法得到选定范围地形曲面；
[0015]利用所述长大复杂地质断层数据建立长大复杂地质断层模型；
[0016]利用所述煤层底板数据基于克里金插值法得到煤层底板曲面；
[0017]利用所述煤层厚度数据基于克里金插值法得到煤层厚度曲面；
[0018]利用所述煤层底板数据基于煤层厚度曲面得到煤层顶板数据；
[0019]利用所述煤层顶板数据基于克里金插值法得到煤层顶板曲面；
[0020]利用所述煤层底板曲面与煤层顶板曲面得到煤层地质体；
[0021]利用所述煤层采空区边界数据获取煤层采空区边界界面；
[0022]利用所述煤层陷落柱边界数据得到煤层陷落柱边界界面；
[0023]利用所述煤层陷落柱边界界面基于所述煤层地质体得到煤层陷落柱岩土体三维模型；
[0024]利用所述煤层采空区边界界面基于所述煤层地质体得到煤层采空区三维模型；
[0025]利用所述煤层底板数据基于选定范围地形曲面得到煤层底板埋深数据；
[0026]利用所述煤层底板埋深数据基于克里金插值法得到煤层底板埋深曲面；
[0027]利用所述煤层顶板数据基于选定范围地形曲面得到煤层顶板埋深数据；
[0028]利用所述煤层顶板埋深数据基于克里金插值法得到煤层顶板埋深曲面。
[0029]进一步的，所述利用长大复杂地质断层数据建立长大复杂地质断层模型包括：
[0030]判断长大复杂地质断层是否有唯一产状，若是，则利用长大复杂地质断层地表迹线基于单位方向向量拉伸得到长大复杂地质断层面，否则，利用长大复杂地质断层地表迹线节点基于单位方向向量获取长大复杂地质断层轮廓后，利用所述长大复杂地质断层轮廓基于长大复杂地质断层地表迹线得到长大复杂地质断层面；
[0031]利用所述长大复杂地质断层面建立长大复杂地质断层模型；
[0032]其中，长大复杂地质断层面的单位方向向量为长大复杂地质断层界面上且与所述长大复杂地质界面走向垂直、沿断层面向下的向量。
[0033]进一步的，所述利用煤层地质标准数据模型基于基于三维建模系统和地理信息系统建立煤层及采空区三维地质模型包括：
[0034]利用所述地表沉降数据基于克里金插值法获取地表沉降等值线；
[0035]利用所述地表沉降速率数据基于克里金插值法获取地表沉降速率等值线；
[0036]利用各煤层地质标准数据模型根据所述地表沉降等值线与地表沉降速率等值线基于三维建模系统和地理信息系统建立煤层及采空区三维地质模型。
[0037]基于同一专利技术构思，一种煤层及采空区三维地质模型构建系统，包括：
[0038]数据采集模块，用于根据煤层初始地质数据得到煤层地质标准数据；
[0039]模型建立模块，用于利用所述煤层地质标准数据建立煤层及采空区三维地质模型。
[0040]与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：
[0041]根据煤层初始地质数据得到煤层地质标准数据；利用所述煤层地质标准数据建立煤层及采空区三维地质模型，直观地展现铁路工程选线关心的地质信息并实现数据共享，为铁路工程地质选线提供技术支撑，针对铁路工程选线中关注的地质信息，基于搜集到的有限地质资料，构建区域范围内煤层及采空区三维地质模型，具有强大的可视化功能，三维动态展现地质信息并实现数据共享，结合三维地质模型可对比压覆煤矿储量、绕避煤矿采空区及岩溶潜在发育区、确定潜在可地基处理采空区范围等，为合理地确定铁路工程空间线位提供技术支撑，为铁路工程三维自动化选线奠定基础。
附图说明
[0042]图1是本专利技术提供的一种煤层及采空区三维地质模型构建方法流程图；
[0043]图2是本专利技术提供的一种煤层及采空区三维地质模型构建系统流程图；
[0044]图3是本专利技术提供的一种煤层及采空区三维地质模型构建方法实施例流程图；
[0045]图4是本专利技术提供的一种煤层及采空区三维地质模型构建方法的产状要素与法向向量、方向向量示意图。
具体实施方式
[0046]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0047]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0048]实施例1：
[0049]本专利技术提供了一种煤层及采空区三维地质模型构建方法，如图1所示，包括：
[0050]步骤1：根据煤层初始地质数据得到煤层地质标准数据；
[0051]步骤2：利用所述煤层地质标准数据建立煤层及采空区三维地质模型。
[0052]所述煤层地质标准数据包括：
[0053]煤层底板数据、煤层厚度数据、煤层采空区边界数据、煤层陷落柱边界数据、长大复杂地质断层数据、地表沉降数据、地表沉降速率数据与地形DEM数据。
[0054]步骤1具体包括：
[0055]1‑
1：利用煤层初始地质数据基于笛卡尔坐标系获取煤层地质标准数据。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤层及采空区三维地质模型构建方法，其特征在于，包括：根据煤层初始地质数据得到煤层地质标准数据；利用所述煤层地质标准数据建立煤层及采空区三维地质模型。2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述煤层地质标准数据包括：煤层底板数据、煤层厚度数据、煤层采空区边界数据、煤层陷落柱边界数据、长大复杂地质断层数据、地表沉降数据、地表沉降速率数据与地形DEM数据。3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据煤层初始地质数据得到煤层地质标准数据包括：利用煤层初始地质数据基于笛卡尔坐标系获取煤层地质标准数据。4.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述利用煤层地质标准数据建立煤层及采空区三维地质模型包括：利用煤层地质标准数据建立各煤层地质标准数据模型；利用所述各煤层地质标准数据模型基于三维建模系统和地理信息系统建立煤层及采空区三维地质模型。5.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述利用煤层地质标准数据建立各煤层地质标准数据模型包括：利用所述地形DEM数据基于克里金插值法得到选定范围地形曲面；利用所述长大复杂地质断层数据建立长大复杂地质断层模型；利用所述煤层底板数据基于克里金插值法得到煤层底板曲面；利用所述煤层厚度数据基于克里金插值法得到煤层厚度曲面；利用所述煤层底板数据基于煤层厚度曲面得到煤层顶板数据；利用所述煤层顶板数据基于克里金插值法得到煤层顶板曲面；利用所述煤层底板曲面与煤层顶板曲面得到煤层地质体；利用所述煤层采空区边界数据获取煤层采空区边界界面；利用所述煤层陷落柱边界数据得到煤层陷落柱边界界面；利用所述煤层陷落柱边界界面基于所述煤层地质体得到煤层陷落柱岩土体三维模型；利用所述煤层采空区边界界面基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红旭，崔庆国，刘桂卫，王飞，高敬，王衍汇，张晨，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：