煤炭科学技术

作者：王华辉, 刘再斌, 李利峰, 刘松, 晏俊生, 霍雨佳, 王晓辉, 解鹏, 康宁,

关键词：矿井水害, 三维地质建模, 属性建模, 孔隙率, 序贯高斯模拟, 青龙寺煤矿,

随着煤炭开采强度的增加，矿井水害风险日益严峻，孔隙率作为地层水文地质条件的关键参数之一，其空间分布的精确刻画对矿井防治水工作至关重要。以青龙寺煤矿为例，基于140个钻孔数据、煤层底板等高线图、煤层厚度图以及地质剖面图等，其中66个钻孔包含测井数据，采用离散光滑插值（DSI）构建了井田地层几何模型。研究中，针对主采煤层及其顶底板、主要隔水层等关键地层，网格剖分垂向精度达到0.2 m，总计使用约3 500万个六面体体元离散化地质空间。在此基础上，通过设定密度阈值（2.3 g/cm3），分段选择体积物理模型与回归分析相结合的方式计算孔隙率曲线，将其映射到网格模型中，并以岩性模型为约束，利用序贯高斯模拟算法构建了孔隙率属性模型。结果表明：通过设定密度阈值并动态优化计算参数，并引入岩性模型作为地质统计学约束，确保了孔隙率属性在各岩性空间内符合原始数据分布规律，以此提升了孔隙率解释的准确性，从而构建了符合岩性分布特征的孔隙率属性模型。同时，通过工作面顶板孔隙率模型，可辅助预测其富水性变化，为矿井防治水工作提供数据支撑。例如，通过5-20303工作面顶板25、40 m层位孔隙率模型与瞬变电磁探测结果交叉验证，间接证明模型可靠，且高孔隙区与低阻异常区存在显著关联，可为顶板富水性评价提供地质参数和指示信息。该研究为三维地质属性建模的发展提供了参考，也为矿井水文地质特征分析提供了新的技术手段。

来源：2026年第5期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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