【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿井水害防治，尤其涉及一种奥灰岩溶地层断层位置的判识方法。
技术介绍
1、近年来，随着煤炭开采深度的逐渐加大，隐伏构造的探查和治理难度明显提升。深部煤层开采面临奥灰岩溶水害的威胁，煤层底板广泛发育岩溶裂隙、断层、陷落柱等导水通道，这些深部导水通道具有隐秘性、突发性和破坏性强的特点。而隐伏构造的隐蔽性、不规则性、和探知难的问题是导致煤层底板突水的根本原因。
2、目前关于断层位置的判识方法，主要有地面补勘钻探、物探类方法和井下钻探方法。其中，地面补勘钻孔方法是从地面施工取芯钻孔，断层识别精度较高，但是对于钻孔位置的选取是个难点，另外，地面补勘钻探成本较高，周期较长。物探类方法主要有地面三维地震勘探、矿井槽波地震勘探、地质雷达等勘探方法；以及矿井坑透、音频电透视、瞬变电磁等电法类。三维地震受地层地质条件、采集条件、数据处理和解释人员经验等影响，仅是地球物理场间接反映，以探查大型断层为主，而中小型断层的识别精度不够，且断层的空间位置还需要钻探进一步的验证。矿井槽波地震勘探等声波类方法仅能对煤层内的断层构造位置进行判识，一般在井下采掘工作面，或巷道内对工作面内部以及巷道外帮进行探测，而对煤层底板下方的奥灰岩溶地层中断层位置的判识难以实现。矿井地质雷达仅能对井下巷道附近30～50m范围内进行探测，多集中在20m范围以内，探测距离有限。矿井坑透方法仅能对工作面内部的断层构造进行探测。矿井瞬变电磁法、音频电透视方法只是对富水异常进行探测，来间接反映构造大致位置，一方面受体积效应影响，异常体位置精度有限，另一方面，为间接
3、煤层底板带压开采地面区域注浆治理技术是近年来新兴起的针对煤层底板含水层进行注浆改造、探查、封堵导水通道的水害治理新方法。该方法一般是先施工定向水平分支钻孔，成孔后对钻遇断层、陷落柱等裂隙通道进行高压注浆封堵。该技术可通过控制定向钻进轨迹，实现对不同层位、不同规模断层的探查和治理。但是，奥灰岩溶地层，内部多发育溶蚀孔隙、尤其区域地层在沉积过程中，受区域构造扰动情况下，内部多发育构造弱面，造成定向分支孔钻进过程中钻井液频繁漏失，以至于干扰对断层位置的判断。奥灰岩溶地层断层的位置信息不能准确把握情况下，对定向分支孔轨迹设计、层位控制、治理厚度等关键步骤均会产生较大的影响，降低治理效果和治理质量。因此，获得准确的奥灰岩溶地层断层位置信息是影响构造复杂区煤层底板带压开采地面区域注浆治理技术效果的关键。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，用以解决现有技术中在断层探查方面的间接性、不准确的缺陷，实现用定向钻探获得准确的奥灰岩溶地层断层位置信息，通过水平上多段，垂向上多层定向钻探控制，多元素综合判识断层准确位置。
2、本专利技术提供一种奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，包括：
3、基于奥灰顶界面标高数据和断层初步信息，布设主孔及主水平分支孔；
4、在所述主水平分支孔轨迹上间隔布设多个次级断层探查分支孔；
5、在所述次级断层探查分支孔的上部布设上挑探查分支孔，并获得所述次级断层探查分支孔和所述上挑探查分支孔与所述断层的交点位置信息；
6、获得所述次级断层探查分支孔和所述上挑探查分支孔钻进过程中的返排岩屑中碳酸盐含量、随钻伽马以及钻时数据，以判识断层位置信息；
7、基于所述断层位置信息以及次级断层探查分支孔和上挑探查分支孔的孔深和对应标高数据，计算断层产状参数。
8、根据本专利技术提供的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，基于奥灰顶界面标高数据和断层初步信息，布设主孔及主水平分支孔，包括：
9、根据井田内的勘查钻孔和水文钻孔，获取所述奥灰顶界面的标高数据；
10、在地层完整区布设主孔；
11、基于所述奥灰顶界面的标高数据选取钻探注浆治理目标层位；
12、在所述治理目标层位布设所述主水平分支孔。
13、根据本专利技术提供的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，所述断层初步信息的获取，包括：
14、根据前期三维地震资料解释结果获得的断层初步位置以及平面走向长度。
15、根据本专利技术提供的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，在所述主水平分支孔轨迹上间隔布设多个次级断层探查分支孔，包括：
16、沿所述断层的平面走向方向进行分段；
17、基于分段数量确定次级断层探查分支孔的数量，每个所述次级断层探查分支孔与所述断层具有交点。
18、根据本专利技术提供的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，所述上挑探查分支孔与所述次级断层探查分支孔的数量相等，所述上挑探查分支孔与所述断层具有交点。
19、根据本专利技术提供的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，获得所述次级断层探查分支孔和所述上挑探查分支孔钻进过程中的返排岩屑中碳酸盐含量、随钻伽马以及钻时数据，以判识断层位置信息，包括：
20、获得所述次级断层探查分支孔和所述上挑探查分支孔中的返排岩屑中碳酸盐含量、随钻伽马以及钻时数据，确认所述次级断层探查分支孔与断层的第一钻入交点和第一钻出交点，以及确认所述上挑探查分支孔与断层的第二钻入交点和第二钻出交点；
21、基于所述第一钻入交点、所述第一钻出交点、所述第二钻入交点和所述第二钻出交点的位置获得断层位置信息。
22、根据本专利技术提供的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，在所述上挑探查分支孔和所述次级断层探查分支孔的钻孔过程中通过返排岩屑的滞后计算获得孔深和对应标高信息，并校正实际孔深数据。
23、根据本专利技术提供的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，所述断层产状参数包括：断层平面投影位置以及断层的倾角。
24、根据本专利技术提供的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，断层的倾角，包括：
25、获得每个所述第一钻入交点、所述第一钻出交点、所述第二钻入交点和所述第二钻出交点的孔深和对应标高信息；
26、基于所述孔深和所述对应标高信息获得断层在不同位置的每个所述第一钻入交点、所述第一钻出交点、所述第二钻入交点和所述第二钻出交点的倾角。
27、根据本专利技术提供的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，基于伽马探测器在钻头的位置，获得所述随钻伽马的伽马数值对应的实际孔深。
28、本专利技术提供的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，通过次级断层探查分支孔和上挑探查分支孔，在水平上和垂向上定向钻探控制，多元素综合判识断层位置，结果直观、准确。通过返排岩屑的碳酸盐含量检测、随钻伽玛与钻时综合判识岩性有效提高了奥灰岩溶地层断层位置的识别精度，通过断层产状参数的精确判识及时修正和优化次级断层探查分支孔和上挑探查分支孔轨迹，可解决构造复杂区域定向钻轨迹出层和治理厚度控制问题。
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1.一种奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，基于奥灰顶界面标高数据和断层初步信息，布设主孔及主水平分支孔，包括：
3.根据权利要求1或2所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，所述断层初步信息的获取，包括：
4.根据权利要求3所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，在所述主水平分支孔轨迹上间隔布设多个次级断层探查分支孔，包括：
5.根据权利要求4所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，所述上挑探查分支孔与所述次级断层探查分支孔的数量相等，所述上挑探查分支孔与所述断层具有交点。
6.根据权利要求1所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，获得所述次级断层探查分支孔和所述上挑探查分支孔钻进过程中的返排岩屑中碳酸盐含量、随钻伽马以及钻时数据，以判识断层位置信息，包括：
7.根据权利要求1所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，在所述上挑探查分支孔和所述次级断层探查分支孔的钻孔过程中通过
8.根据权利要求6所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，所述断层产状参数包括：断层平面投影位置以及断层的倾角。
9.根据权利要求8所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，断层的倾角，包括：
10.根据权利要求1所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，基于伽马探测器在钻头的位置，获得所述随钻伽马的伽马数值对应的实际孔深。
...【技术特征摘要】
1.一种奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，基于奥灰顶界面标高数据和断层初步信息，布设主孔及主水平分支孔，包括：
3.根据权利要求1或2所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，所述断层初步信息的获取，包括：
4.根据权利要求3所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，在所述主水平分支孔轨迹上间隔布设多个次级断层探查分支孔，包括：
5.根据权利要求4所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，所述上挑探查分支孔与所述次级断层探查分支孔的数量相等，所述上挑探查分支孔与所述断层具有交点。
6.根据权利要求1所述的奥灰岩溶地层断层位置的判识方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹路通，樊振丽，尹希文，张玉军，甘志超，赵秋阳，张志巍，孙林，孙万明，张风达，刘贵，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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