(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211171258.9 (22)申请日 2022.09.23 (66)本国优先权数据 202210950956.2 2022.08.09 CN (71)申请人 光力科技股份有限公司 地址 450001 河南省郑州市高新 开发区长 椿路10号 申请人 永煤集团股份有限公司 (72)发明人 袁德铸　代林聚　相桂桂　李治理　 刘三钧　侯延舞　齐稳　邱向雷　 唐盛禹　吕文梁　赵博　朱晓强　 段元帝　陈景明　孙玉　 (74)专利代理 机构 郑州睿信知识产权代理有限 公司 41119 专利代理师 王凯迪(51)Int.Cl. E21F 17/00(2006.01) E21B 49/00(2006.01) E21B 47/026(2012.01) E21B 47/022(2012.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于三维空间的抽采钻孔控制范围空 白带分析方法 (57)摘要 本发明属于煤矿瓦斯灾害防治技术领域， 具 体涉及一种基于三维空间的抽采钻孔控制范围 空白带分析方法。 包括如下步骤： 获取评价单元 内所有钻孔见煤点与止煤点的位置信息； 并根据 此位置信息构建三维煤层， 并根据钻孔抽采半径 构建煤段的三维抽采范围模型， 将所有煤段的三 维抽采范围模 型的总和作为钻孔控制范围； 单钻 孔见煤点与止煤点之间构成煤段， 在通过将三维 煤层与钻孔控制范围进行处理， 确定钻孔控制范 围空白带。 通过上述确定钻孔控制范围空白带的 方法， 与传统借助手工平面图分析相比， 能够更 加立体、 直观、 精准的展示 分析结果； 为借助各种 自动化系统进行空白带分析提供了数据基础； 能 够实现钻孔空白带的精确定位和煤量体积的自 动计算。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115539128 A 2022.12.30 CN 115539128 A 1.一种基于三维空间的抽采钻孔控制范围空白带分析方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： 1)获取评价单 元内所有钻孔见煤点与止 煤点的位置信息； 2)根据评价单 元内所有钻孔见煤点与止 煤点的位置信息构建三维煤层； 3)根据钻孔抽采半径构建煤段的三维抽采范围模型， 将所有煤段的三维抽采范围模型 的总和作为钻孔控制范围； 单钻孔见煤点与止 煤点之间构成煤段； 4)将三维煤层与钻孔控制范围进行处 理， 确定钻孔控制范围空白带。 2.根据权利要求1所述的基于三维空间的抽采钻孔控制范围空白带分析方法， 其特征 在于， 步骤2)中， 构建三维煤层的方法为： 连接所有钻孔见煤点作为煤层底板， 连接所有钻 孔止煤点作为煤层顶板， 连接边缘钻孔见煤点和止煤点作为煤层边界， 基于煤层顶板、 煤层 底板以及煤层边界构建三维煤层。 3.根据权利要求2所述的基于三维空间的抽采钻孔控制范围空白带分析方法， 其特征 在于， 步骤2)中， 通过三角网方式连接构建三维煤层。 4.根据权利要求3所述的基于三维空间的抽采钻孔控制范围空白带分析方法， 其特征 在于， 步骤1)中， 钻孔见煤点与止煤点的位置信息包括： 钻孔见煤点与止煤点的三 维空间坐 标。 5.根据权利要求4所述的基于三维空间的抽采钻孔控制范围空白带分析方法， 其特征 在于， 步骤1)中， 钻孔见煤点与止煤点的三 维空间坐标根据评价单元抽采孔所在巷道、 各钻 孔参考导线点和各钻孔的基础参数确定 。 6.根据权利要求5所述的基于三维空间的抽采钻孔控制范围空白带分析方法， 其特征 在于， 步骤1)中， 评价单元抽 采孔所在巷道的基础参数包括： 巷道方位角和巷道倾角； 各钻 孔参考导线点的基础参数包括参考导线点空间坐标， 各钻孔的基础参数包括： 钻孔开孔位 置在巷道中线垂剖面的投影位置与导线点实际平 面距离、 钻孔开孔位置与巷道中线垂剖面 的距离、 钻孔开孔位置相对于巷道顶板的高度、 钻孔方位角、 钻孔倾角、 钻孔见煤点深度、 钻 孔止煤点深度。 7.根据权利要求6所述的基于三维空间的抽采钻孔控制范围空白带分析方法， 其特征 在于， 步骤1)中， 所述见煤点 坐标(Xm， Ym， Zm)的计算方法为： Xm＝X0±S0×sinα +S1×sinβ +Lm×cosχ×sinβ； Ym＝Y0±S0×cosα +S1×cosβ +Lm×cosχ×cosβ； Zm＝Z0±tan δ×S0‑ΔH0+Lm×sin χ； 所述止煤点坐标(Xn， Yn， Zn)的计算方法为： Xn＝X0±S0×sinα +S1×sinβ +Ln×cosχ×sinβ； Yn＝Y0±S0×cosα +S1×cosβ +Ln×cosχ×cosβ； Zn＝Z0±tan δ×S0‑ΔH0+Ln×sin χ； 其中， (X0， Y0， Z0)为参考导线点空间坐标； S0为钻孔开孔位置在巷道中线垂剖面的投影 位置与导线点实际平面距离； S1为钻孔开孔位置与巷道中线垂剖面的距离； Lm为钻孔见煤点 深度； Ln为止煤点深度； ΔH0为钻孔开孔位置相对 于巷道顶板的高度； α 为 巷道方位角； β 为钻 孔方位角； δ巷道倾角； χ为钻孔倾角； 以巷道方向为正向， 若开孔位置位于参考导线点的正 向， 则±为+； 以巷道方向为 正向， 若开 孔位置位于参 考导线点的反向， 则 ±为‑。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115539128 A 28.根据权利要求7所述的基于三维空间的抽采钻孔控制范围空白带分析方法， 其特征 在于， 步骤3)中， 基于煤段的三 维抽采范围模 型的构建方法为： 以煤段为轴心以钻孔抽采半 径为半径构建圆柱， 分别以止煤点与见煤点为球心， 以钻孔抽采半径为半径构建圆球， 将圆 柱与圆球进行逻辑或运 算， 将运算结果作为 三维抽采范围模型。 9.根据权利要求8所述的基于三维空间的抽采钻孔控制范围空白带分析方法， 其特征 在于， 步骤4)中， 所述处 理为逻辑与运 算。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115539128 A 3