阅读说明：本技术 一种煤矿井下地质构造钻孔精细化全方位探测方法 (Coal mine underground geologic structure drilling refinement all-dimensional detection method ) 是由 王选琳 周东平 郭臣业 周俊杰 蒋和财 刘柯 刘军 王凯 张翠兰 龚齐森 范彦阳 于 2020-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种煤矿井下地质构造钻孔精细化全方位探测方法,包括第一步,双法探测：包括采用矿用地质钻孔雷达和钻孔成像仪对同一钻孔进行探测,矿用地质钻孔雷达用于对所需探测的钻孔进行全方位、大范围的异常体探测；钻孔成像仪用于观察记录钻孔孔壁的完整度；第二步,探测结果比对：采用图像比较方式对同一深度的两种探测结果进行连续对比分析,以获得综合探测结果,并预测钻孔前方的地质构造情况。本发明的有益效果是,通过对双法探测获得的两种探测图像进行对比分析,获得钻孔区域准确的地质构成情况,并能准确预测钻孔前方的地质构造情况,其探测范围大、精度高,操作简单,容易掌握,易于进行地质构造的准确分析和预测,应用前景广阔。(The invention discloses a coal mine underground geological structure drilling refinement all-dimensional detection method, which comprises the following steps: the method comprises the steps of detecting the same drill hole by adopting a mining geological drilling radar and a drill hole imager, wherein the mining geological drilling radar is used for detecting abnormal bodies of the drill hole to be detected in an all-round and large-range mode; the drilling imager is used for observing and recording the integrity of the wall of the drilling hole; step two, comparing detection results: and continuously comparing and analyzing the two detection results at the same depth by adopting an image comparison mode to obtain a comprehensive detection result and predict the geological structure condition in front of the drill hole. The method has the advantages that the two detection images obtained by the double-method detection are compared and analyzed to obtain the accurate geological structure condition of the drilling area, the geological structure condition in front of the drilling hole can be accurately predicted, the detection range is large, the precision is high, the operation is simple, the method is easy to master, the accurate analysis and prediction of the geological structure are easy to perform, and the application prospect is wide.)

一种煤矿井下地质构造钻孔精细化全方位探测方法

技术领域

本发明属于视觉成像技术在巷道掘进与安全管理的应用技术领域，具体涉及一种煤矿井下地质构造钻孔精细化全方位探测方法。

背景技术

近年来，根据国家下发的煤矿井下安全施工生产的相关法律法规、标准等，超前预判前方和周围的工程地质条件成为了巷道安全高效掘进施工的一个必要条件。但国内目前较为准确的超前地质情况预报技术/方法几乎未见系统报道，相关应用案例更少，尤其是针对煤矿/穿煤隧道中的瓦斯、岩溶等，准确/精确的地质构造超前探测预测预报技术显得极为迫切和需要。

钻孔雷达探测技术和钻孔成像技术近年来发展迅速，在实际应用中均有相对客观的效果，但钻孔雷达主要是应用于金属矿探测、地下空间和裂缝探测等探矿和工程环境问题，其在煤矿井下目前不存在系统有效的应用实例，而钻孔成像技术则主要是应用于探测煤矿巷道塑性圈范围，针对在煤矿井下巷道掘进时的超前探测均无系统报道和应用。

目前，应用于煤矿井下的较为完整和精确的地质构造超前预判方法尚在探索中，井下现主要采用其他岩石工程领域中的矿用瞬变电磁仪探测技术、地震波反射法、红外辐射测温法、电测探法、地质雷达法等方法进行前方地质情况的预测预报，准确度均不高，更受水、施工器械、金属等因素干扰影响，并且探测结果的分析对工作人员的技术水平要求很高，探测图形处理需要大量知识与经验积累，同时各种探测方法的使用条件不同，适用领域/区域也不相同。为此，针对当前煤矿井下地质构造超前预测预报技术的不足和需求，亟待研发一种高效的、准确/精确的、操作快捷简便、普适的、全方位的地质构造超前探测预报方法。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中地质构造超前探测预报精度不足的缺陷，提供了一种煤矿井下地质构造钻孔精细化全方位探测方法，该方法通过综合利用钻孔雷达探测技术和钻孔成像观测技术，先后进行独立探测获得探测图像，再对同一深度位置的图像进行比较，以获得综合探测结果，并利用经验数据进行钻孔前方地质构造预测，其探测范围大、精度高，操作简单，容易掌握，应用前景广阔。

为实现前述目的，本发明采用如下方案。

一种煤矿井下地质构造钻孔精细化全方位探测方法，包括以下步骤：

第一步，双法探测：包括采用矿用地质钻孔雷达和钻孔成像仪对同一钻孔进行探测，其中，矿用地质钻孔雷达用于对所需探测的钻孔进行全方位、大范围的异常体探测；钻孔成像仪用于观察记录钻孔孔壁的完整度；

第二步，探测结果比对：采用图像比较方式对同一深度的两种探测结果进行连续对比分析，以获得综合探测结果，并预测钻孔前方的地质构造情况。

采用前述技术方案的本发明，通过分别采用矿用地质钻孔雷达和钻孔成像仪对钻孔进行全方位、大范围的异常体探测和孔壁完整度探测，从而获得两个体现体钻孔处地质构造的参数图像数据，再经对同一深度的图像数据进行对比、分析获得综合探测结果，并可利用经验数据预测钻孔前方的地质构造情况。其充分利用现有成熟的钻孔探测手段，获得全面、完整的探测数据，其探测范围大、精度高，操作简单，容易掌握，易于进行地质构造的准确分析和预测，应用前景广阔。其中，矿用地质钻孔雷达和钻孔成像仪两种探测手段的探测不分先后，既可先用矿用地质钻孔雷达探测，也可先用钻孔成像仪探测。探测结果比对可采用同屏比对方式，也可采用两台计算机并列设置，分别操作达到基本同步展示的比对方式。

优选的，所述图像比较通过计算机程序执行，并在同一显示屏上同步显示两种探测结果的图像。以方便地质工程师进行图像对照分析，提高分析效率，确保分析和获得的综合结果的准确性。

进一步优选的，所述显示屏具有独立的两个显示区，每个显示区对应显示一探测结果图像。进一步方便比对观察，提高图像对照的方便性，提高分析效率。

更进一步优选的，执行所述计算机程序的计算机为上位机，上位机通过通信电缆连接有下位机；上位机和下位机分别读取一探测结果数据。以构成分析对照的硬件设施，为图像分析的同步显示提供物资基础保障。其中，在探测过程中获得的图像数据被存储在相应的存储卡内，探测完成后将存储卡取下，转存于计算机硬盘存储区。

本发明的有益效果是，综合应用两种成熟的探测手段，并对获得的两种探测图像进行对比分析，从而获得钻孔区域准确的地质构成情况，并能准确预测钻孔前方的地质构造情况，其探测范围大、精度高，操作简单，容易掌握，易于进行地质构造的准确分析和预测，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明方法的流程框图。

图2是本发明方法中图像比较的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

参见图1、图2，一种煤矿井下地质构造钻孔精细化全方位探测方法，包括以下步骤：

第一步，双法探测：包括采用矿用地质钻孔雷达和钻孔成像仪对同一钻孔进行探测，其中，矿用地质钻孔雷达用于对所需探测的钻孔进行全方位、大范围的异常体探测；钻孔成像仪用于观察记录钻孔孔壁的完整度；

第二步，探测结果比对：采用图像比较方式对同一深度的两种探测结果进行连续对比分析，以获得综合探测结果，并预测钻孔前方的地质构造情况。

其中，所述图像比较通过计算机程序执行，并在同一显示屏1上同步显示两种探测结果的图像。显示屏1具有独立的两个显示区，分别为第一显示区1a和第二显示区1b，每个显示区对应显示一探测结果图像。执行所述计算机程序的计算机为上位机2，上位机2通过第一数据线3与显示屏1连接，上位机2通过第二数据线4连接有下位机5；上位机2和下位机5分别读取一探测结果数据。

实际应用时，探测过程中获得的图像数据被存储在相应的存储卡内，探测完成后将存储卡取下，分别对应转存于上位机2和下位机5的硬盘存储区。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。