一种煤层采深采厚比的确定方法及装置与流程

1.本发明涉及采深采厚比技术领域，具体涉及一种煤层采深采厚比的确定方法及装置
。


背景技术：

2.采深采厚比是煤矿开采时地表变形评价最重要的一个指标，其准确性影响了采动影响区工程项目建设稳定性评价及决策的准确性，采深采厚比值的计算精度会影响采空区稳定性的评价结果，甚至影响有些工程项目的建设
。
3.由于计算点处一般没有实际钻孔，煤层埋深大
(
几百米以下
)
，无法准确确定采深和采厚两个值
(
如果采用钻探勘察费用太高不可取
)
，只能利用附近钻孔进行估算，由于一般利用钻孔距离计算点几公里甚至数十公里远，煤层分布具有一定的在倾向和倾角，煤层厚度和地表高程变化较大，利用钻孔资料与计算点的实际情况差别较大造成采深采厚比的确定结果与实际情况不符造成采深采厚比值的确定结果误差较大
。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种煤层采深采厚比的确定方法
。
采用平面方程计算计算点的层顶标高和层底标高，从而获得计算点的采深采厚比，考虑煤层倾向
、
煤层倾角和煤层厚度分布的变化对采深采厚比的影响，提高采深采厚比的确定精度
。
5.为解决上述技术问题，本发明的实施例提供以下方案：
6.本发明提供的一种煤层采深采厚比的确定方法，包括：
7.获得计算点周围三个钻孔的坐标和标高资料以及计算点的坐标和地表标高资料；
8.根据三个所述钻孔的坐标和标高资料，确定煤层顶板和底板平面方程；
9.根据所述计算点的坐标资料和所述平面方程，获得计算点煤层的层顶标高和层底标高；
10.根据计算点煤层的层顶标高和层底标高以及地表标高，获得计算点的采深采厚比
。
11.作为优选，获得计算点周围三个钻孔的坐标和标高资料，包括：
12.根据最近原则和不共线原则，确定计算点周围三个钻孔；
13.根据确定的三个钻孔，获得三个钻孔的坐标和标高资料；其中，三个钻孔的坐标资料包括平面坐标
x
和y，三个钻孔的标高资料包括煤层的层顶标高和层底标高
。
14.作为优选，获得计算点的坐标和地表标高资料，包括：
15.获得计算点的平面坐标和计算点的地表标高
。
16.作为优选，根据三个所述钻孔的坐标和标高资料，确定煤层顶板和底板平面方程，包括：
17.将三个所述钻孔的平面坐标以及三个钻孔的煤层的层顶标高和层底标高带入平面方程
ax+by+cz+d
＝0，确定煤层顶板的平面方程和煤层底板的平面方程
。
18.作为优选，根据计算点的坐标资料和所述平面方程，获得计算点煤层的层顶标高和层底标高，包括：
19.将计算点的平面坐标带入煤层顶板的平面方程，获得计算点的煤层的层顶标高；
20.将计算点的平面坐标带入煤层底板的平面方程，获得计算点的煤层的层底标高
。
21.作为优选，根据计算点的煤层的层顶标高和层底标高以及地表标高，获得计算点的采深采厚比，包括：
22.将计算点的煤层的层顶标高
、
层底标高和地表标高带入方程
t
＝
(z-zs)/(zs-zx)
，获得计算点的采深采厚比；
23.其中，z为地表标高，
zs
煤层的层顶标高，
zx
为煤层的层底标高
。
24.本发明的实施例还提供一种煤层采深采厚比的确定装置，包括：
25.获取模块，用于获得计算点周围三个钻孔的坐标和标高资料以及计算点的坐标和地表标高资料；
26.处理模块，用于根据三个所述钻孔的坐标和标高资料，确定煤层顶板和底板平面方程；根据所述计算点的坐标资料和所述平面方程，获得计算点煤层的层顶标高和层底标高；根据计算点煤层的层顶标高和层底标高以及地表标高，获得计算点的采深采厚比
。
27.本发明的实施例还提供一种计算机，包括：
28.一个或多个处理器；
29.存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个
30.或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的煤层采深采厚比的确定方法
。
31.本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述的煤层采深采厚比的确定方法
。
32.本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
33.本发明的上述方案，通过获得计算点周围三个钻孔的坐标和标高资料以及计算点的坐标和地表标高资料；根据三个所述钻孔的坐标和标高资料，确定煤层顶板和底板平面方程；根据所述计算点的坐标资料和所述平面方程，获得计算点煤层的层顶标高和层底标高；根据计算点煤层的层顶标高和层底标高以及地表标高，获得计算点的采深采厚比；采用平面方程确定计算点的煤层的层顶标高和层底标高，从而获得计算点的采深采厚比；在确定采深采厚比的过程中，考虑了煤层倾向
、
煤层倾角和煤层厚度分布的变化对采深采厚比的影响，有助于提高采深采厚比的确定精度
。
附图说明
34.图1是本发明的煤层采深采厚比的确定方法的流程示意图；
35.图2是本发明的煤层采深采厚比的确定装置的模块示意图
。
具体实施方式
36.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例
。
虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制
。
相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围
完整的传达给本领域的技术人员
。
37.如图1所示，本发明提供了一种煤层采深采厚比的确定方法，包括：
38.步骤
11
，获得计算点周围三个钻孔的坐标和标高资料以及计算点的坐标和地表标高资料；
39.步骤
12
，根据三个所述钻孔的坐标和标高资料，确定煤层顶板和底板平面方程；
40.步骤
13
，根据所述计算点的坐标资料和所述平面方程，获得计算点煤层的层顶标高和层底标高；
41.步骤
14
，根据计算点煤层的层顶标高和层底标高以及地表标高，获得计算点的采深采厚比
。
42.该实施例中，通过获得计算点周围三个钻孔的坐标和标高资料以及计算点的坐标和地表标高资料；根据三个所述钻孔的坐标和标高资料，确定煤层顶板和底板平面方程；根据所述计算点的坐标资料和所述平面方程，获得计算点煤层的层顶标高和层底标高；根据计算点煤层的层顶标高和层底标高以及地表标高，获得计算点的采深采厚比；采用平面方程确定计算点的煤层的层顶标高和层底标高，从而获得计算点的采深采厚比；在确定采深采厚比的过程中，考虑了煤层倾向
、
煤层倾角和煤层厚度分布的变化对采深采厚比的影响，有助于提高采深采厚比的确定精度
。
43.本发明的一可选的实施例中，步骤
11
包括：
44.步骤
111
，根据最近原则和不共线原则，确定计算点周围三个钻孔；
45.步骤
112
，根据确定的三个钻孔，获得三个钻孔的坐标和标高资料；其中，三个钻孔的坐标资料包括平面坐标
x
和y，三个钻孔的标高资料包括煤层的层顶标高和层底标高
。
46.该实施例中，根据最近原则和不共线原则，确定计算点周围最近的三个钻孔，并获取三个钻孔的平面坐标
x
和y，三个钻孔的煤层的层顶标高和层底标高；具体的，第一钻孔的平面坐标为
(x1,y1)
，煤层的层顶标高为
zs1
，煤层的层底标高为
zx1
；第二钻孔的平面坐标为
(x2,y2)
，煤层的层顶标高为
zs2
，煤层的层底标高为
zx2
；第三钻孔的平面坐标为
(x3,y3)
，煤层的层顶标高为
zs3
，煤层的层底标高为
zx3。
47.本发明的一可选的实施例中，步骤
11
还包括：
48.步骤
113
，获得计算点的平面坐标和计算点的地表标高
。
49.该实施例中，具体的，计算点的平面坐标为
(x0,y0)
，地表标高为
z0。
50.本发明的一可选的实施例中，步骤
12
包括：
51.步骤
121
，将三个所述钻孔的平面坐标以及三个钻孔的煤层的层顶标高和层底标高带入平面方程
ax+by+cz+d
＝0，确定煤层顶板的平面方程和煤层底板的平面方程
。
52.该实施例中，将三个所述钻孔的平面坐标以及三个钻孔的煤层的层顶标高带入平面方程平面方程
ax+by+cz+d
＝0，具体的，
53.a1x1+b1y1+c1zs1+d
＝0；
54.a1x2+b1y2+c1zs2+d
＝0；
55.a1x3+b1y3+c1zs3+d
＝0；
56.从而确定出：
57.a1
＝
(y3-y1)*(zs3-zs1)-(zs2-zs1)*(y3-y1)
；
58.b1
＝
(x3-x1)*(zs2-zs1)-(x2-x1)*(zs3-zs1)
；
59.c1
＝
(x2-x1)*(y3-y1)-(x3-x1)*(y2-y1)
；
60.d1
＝-(a1*x1+b1*y1+c1*zs1)
；
61.最终确定出煤层顶板的平面方程为：
a1x+b1y+c1zs+d1
＝0；
62.同理，将三个所述钻孔的平面坐标以及三个钻孔的煤层的层底标高带入平面方程平面方程
ax+by+cz+d
＝0，具体的，
63.a2x1+b2y1+c2zx1+d
＝0；
64.a2x2+b2y2+c2zx2+d
＝0；
65.a2x3+b2y3+c2zx3+d
＝0；
66.从而确定出：
67.a2
＝
(y3-y1)*(zx3-zx1)-(zx2-zx1)*(y3-y1)
；
68.b2
＝
(x3-x1)*(zx2-zx1)-(x2-x1)*(zx3-zx1)
；
69.c2
＝
(x2-x1)*(y3-y1)-(x3-x1)*(y2-y1)
；
70.d2
＝-(a2*x1+b2*y1+c2*zx1)
；
71.最终确定出煤层底板的平面方程为：
a2x+b2y+c2zx+d2
＝
0。
72.本发明的一可选的实施例中，步骤
13
包括：
73.步骤
131
，将计算点的平面坐标带入煤层顶板的平面方程，获得计算点的煤层的层顶标高；
74.步骤
132
，将计算点的平面坐标带入煤层底板的平面方程，获得计算点的煤层的层底标高；
75.该实施例中，将计算点的平面坐标
(x0,y0)
带入煤层顶板的平面方程
a1x+b1y+c1zs+d1
＝0中，
76.a1x0+b1y0+c1zs+d1
＝0；
77.确定出，计算点的层顶标高
zs
＝-(a1x0+b1y0+d1)/c1
；
78.同理，将计算点的平面坐标
(x0,y0)
带入煤层底板的平面方程
a2x+b2y+c2zx+d2
＝0中，
79.a2x0+b2y0+c2zx+d2
＝0；
80.确定出，计算点的层底标高
zx
＝-(a2x0+b2y0+d2)/c2。
81.本发明的一可选的实施例中，步骤
14
包括：
82.将计算点的煤层的层顶标高
、
层底标高和地表标高带入方程
t
＝
(z-zs)/(zs-zx),
计算获得计算点的采深采厚比；
83.其中，z为地表标高，
zs
煤层的层顶标高，
zx
为煤层的层底标高
。
84.该实施例中，将计算点的煤层的层顶标高
、
层底标高和地表标高带入方程
t
＝
(z-zs)/(zs-zx)
中，
85.从而确定出：
86.t
＝
[z+(a1x0+b1y0+d1)/c1]/[(a2x0+b2y0+d2)/c2-(a1x0+b1y0+d1)/c1]。
[0087]
以实例为例：
[0088]
表1是获取的某地的计算点的坐标资料以及周围三个钻孔的坐标资料；
[0089]
表1计算点的坐标资料以及周围三个钻孔的坐标资料
[0090][0091][0092]
现有的计算点采深采厚比的确定方法：一般以计算点最近的钻孔资料确定
,
即以
zkym-b8
号钻孔数据确定采深采厚比：
[0093]
t
＝
(z-zs)/(zs-zx)
＝
(1222.5-1094.82)/(1094.82-1091.53)
＝
127.68/3.29
＝
38.8
；
[0094]
zkym-b8
号钻孔离计算点距离较远，受煤层倾向
、
煤层倾角和煤层厚度分布的变化，以
zkym-b8
号钻孔的采深采厚比来确定计算点的采深采厚比，误差较大
。
[0095]
按照本技术的煤层采深采厚比的确定方法：
[0096]
将
zk6045、zkym-b8、12
三个编号的钻孔的平面坐标以及三个钻孔的煤层的层顶标高带入煤层顶板的平面方程
a1x+b1y+c1zs+d1
＝0中：
[0097]
a1x1+b1y1+c1zs1+d
＝0；
[0098]
a1x2+b1y2+c1zs2+d
＝0；
[0099]
a1x3+b1y3+c1zs3+d
＝0；
[0100]
确定出：
[0101]
a1
＝
(y3-y1)*(zs3-zs1)-(zs2-zs1)*(y3-y1)
＝
(4358296.34-4358313.59)*(1109.04-1100.10)-(1094.82-1100.10)*(4358296.34-4358313.59)
＝
(-17.25)*8.94-(-5.28)*(-17.25)
＝-245.295
；
[0102]
b1
＝
(x3-x1)*(zs2-zs1)-(x2-x1)*(zs3-zs1)
＝
(37444812.92-37443707.45)*(1094.82-1100.10)-(37444165.18-37443707.45)*(1109.04-1100.10)
＝
(-5726.33)-4092.11
＝-9828.9878
；
[0103]
c1
＝
(x2-x1)*(y3-y1)-(x3-x1)*(y2-y1)
＝
(37444165.18-37443707.45)*(4358296.34-4358313.59)-(37444812.92-37443707.45)*(4358045.59-4358313.59)
＝
(-7895.84)-(-296265.96)
＝
288370.1075
；
[0104]
d1
＝-(a1*x1+b1*y1+c1*zs1)
＝-(-245.295*37443707.45+(-9818.44)*4358313.59+288370.12*1100.10)
＝
52141160716。
[0105]
根据上述结果，将计算点的平面坐标
(x0,y0)
带入煤层顶板的平面方程
a1x+b1y+c1zs+d1
＝0中，确定计算点的层顶标高：
[0106]
zs
＝-(a1x0+b1y0+d1)/c1
＝-(-245.295x-9928.9878y+52141160716)/288370.1075
＝-(-245.295*37444362.59-9928.9878*4358135.50+52141160716)/288370.1075
＝
1094.53。
[0107]
同理，将
zk6045、zkym-b8、12
三个编号的钻孔的平面坐标以及三个钻孔的煤层的层底标高带入煤层底板的平面方程
a2x+b2y+c2zx+d2
＝0中：
[0108]
a2x1+b2y1+c2zx1+d
＝0；
[0109]
a2x2+b2y2+c2zx2+d
＝0；
[0110]
a2x3+b2y3+c2zx3+d
＝0；
[0111]
确定出：
[0112]
a2
＝
(y3-y1)*(zx3-zx1)-(zx2-zx1)*(y3-y1)
＝
(4358296.34-4358313.59)*(1106.62-1098.11)-(1091.53-1098.11)*(4358296.34-4358313.59)
＝-260.3025
；
[0113]
b2
＝
(x3-x1)*(zx2-zx1)-(x2-x1)*(zx3-zx1)
＝
(37444812.92-37443707.45)*(1091.53-1098.11)-(37444165.18-37443707.45)*(1106.62-1098.11)
＝-11169.2749
；
[0114]
c2
＝
(x2-x1)*(y3-y1)-(x3-x1)*(y2-y1)
＝
(37444165.18-37443707.45)*(4358296.34-4358313.59)-(37444812.92-37443707.45)*(4358045.59-4358313.59)
＝
288370.1075
；
[0115]
d2
＝-(a2*x1+b2*y1+c2*zx1)
＝-(-260.3025*37443707.45+(-11169.2749)*4358313.59+288370.1075*1098.11)
＝
58109231136
；
[0116]
根据上述结果，将计算点的平面坐标
(x0,y0)
带入煤层底板的平面方程
a2x+b2y+c2zs+d2
＝0中，确定计算点的层底标高：
[0117]
zx
＝-(a2x0+b2y0+d2)/c2
＝-(-260.3025*37444362.59-11169.2749*4358135.50+58109231136)/288370.12
＝
1091.80。
[0118]
根据上述结构，将计算点的煤层的层顶标高
、
层底标高和地表标高带入方程
t
＝
(z-zs)/(zs-zx)
中：
[0119]
t
＝
(z-zs)/(zs-zx)
＝
(1206.00-1094.53)/(1094.53-1091.80)
＝
40.83。
[0120]
采用本技术的煤层采深采厚比的确定方法，能够考虑煤层倾向
、
煤层倾角和煤层厚度分布的变化对采深采厚比的影响，有助于提高计算点采深采厚比的确定精度
。
[0121]
如图2所示，本发明还提供一种煤层采深采厚比计算装置
20
，包括：
[0122]
获取模块
21
，用于获得计算点周围三个钻孔的坐标和标高资料以及计算点的坐标和地表标高资料；
[0123]
处理模块
22
，用于根据三个所述钻孔的坐标和标高资料，确定煤层顶板和底板平面方程；根据所述计算点的坐标资料和所述平面方程，获得计算点煤层的层顶标高和层底标高；根据计算点煤层的层顶标高和层底标高以及地表标高，获得计算点的采深采厚比
。
[0124]
作为优选，获得计算点周围三个钻孔的坐标和标高资料，包括：
[0125]
根据最近原则和不共线原则，确定计算点周围三个钻孔；
[0126]
根据确定的三个钻孔，获得三个钻孔的坐标和标高资料；其中，三个钻孔的坐标资料包括平面坐标
x
和y，三个钻孔的标高资料包括煤层的层顶标高和层底标高
。
[0127]
作为优选，获得计算点的坐标和标高资料，包括：
[0128]
获得计算点的平面坐标和计算点的地表标高
。
[0129]
作为优选，根据三个所述钻孔的坐标和标高资料，确定煤层顶板和底板平面方程，包括：
[0130]
将三个所述钻孔的平面坐标以及三个钻孔的煤层的层顶标高和层底标高带入平面方程
ax+by+cz+d
＝0，确定煤层顶板的平面方程和煤层底板的平面方程
。
[0131]
作为优选，根据计算点的坐标资料和所述平面方程计算获得计算点煤层的层顶标高和煤层层底标高，包括：
[0132]
将计算点的平面坐标带入煤层顶板的平面方程，获得计算点的煤层的层顶标高；
[0133]
将计算点的平面坐标带入煤层底板的平面方程，获得计算点的煤层的层底标高
。
[0134]
作为优选，根据计算点的煤层的层顶标高和层底标高以及地表标高，获得计算点的采深采厚比，包括：
[0135]
将计算点的煤层的层顶标高
、
层底标高和地表标高带入方程
t
＝
(z-zs)/(zs-zx)
，计算获得计算点的采深采厚比；
[0136]
其中，z为地表标高，
zs
煤层的层顶标高，
zx
为煤层的层底标高
。
[0137]
需要说明的是，该装置是与上述方法对应的装置，上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果
。
[0138]
本发明的实施例还提供一种计算机，包括：
[0139]
一个或多个处理器；
[0140]
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个
[0141]
或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的煤层采深采厚比的确定方法
。
[0142]
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述的煤层采深采厚比的确定方法
。
[0143]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围
。