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龙图腾网获悉宿州学院;安徽恒源煤电股份有限公司申请的专利煤层底板灰岩的地球化学识别、顺层率确定与跟层率控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115614034B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211340223.3，技术领域涉及：E21B49/02；该发明授权煤层底板灰岩的地球化学识别、顺层率确定与跟层率控制方法是由李俊;桂和荣;庞迎春;魏大勇;聂锋;张治;许继影;邱慧丽;胡洋;郭艳;陈家玉;李晨设计研发完成，并于2022-10-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本煤层底板灰岩的地球化学识别、顺层率确定与跟层率控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及煤矿水害防治技术领域，具体为煤层底板灰岩的地球化学识别、顺层率确定与跟层率控制方法，具体识别方法包括下述步骤：步骤A：分段取石炭系底部至石炭系顶部岩芯样品，本发明通过分段取石炭系顶部至石炭系底部的样品采集，并将采集的样品进行层次划分，便于在数据处理以及提取或者监测时，给予工作人员更直观的了解的同时，采集方法便捷，节省采集所消耗的时间，依据采集的数据进行煤层底板灰岩的化学识别，快速识别出所需要的相应数值，优化了以往人工与经济的投入，提高工作效率，同时可以更科学地反应底板区域治理效果，进一步地用于指导顺层孔在薄层灰岩中的实时施工，提供了更为科学的底板治理效果评价方法。

本发明授权煤层底板灰岩的地球化学识别、顺层率确定与跟层率控制方法在权利要求书中公布了：1.一种煤层底板灰岩的地球化学识别、顺层率确定与跟层率控制方法，其特征在于，具体识别方法包括下述步骤： 步骤A：分段取石炭系底部至石炭系顶部岩芯样品，将石炭系底部至石炭系顶部岩芯样品依次标定为J1、L1、J2、L2、J3、L3、J4以及L4，选取岩芯测试指标，根据沉积岩元素丰度赋存规律，确定含量较高的主量元素种类，进行破碎、粉碎预处理后，备样后上机检测含量，获取L1-L4段地球化学背景数据； 步骤B：利用地层主量元素地球化学丰度特征，建立靶区标准地球化学识别模式，具体为： 步骤B1：建立主量元素丰度剖面识别模式，确定各层灰岩及灰岩夹层碎屑岩中的优势主量元素，选取主量元素丰度范围及阈值； 步骤B2：建立主量元素地球化学因子得分识别模型，通过person相关性分析，剔除相关性较弱的元素指标，从而确定参与因子分析的主量元素种类，在SPSS中设定运行参数及条件后，采用最大方差法旋转得到因子分析结果，提取贡献率最高的公共因子，计算岩芯样品在公共因子上的得分，建立灰岩与碎屑岩间、L1-L4灰岩间因子得分识别模型； 步骤C：取定向钻孔L1-L3岩屑，取样规则为自顺层孔钻至L1顶向上10m开始，每隔0.5m连续取岩屑样，至进入L3延伸后结束取样，根据所述步骤B流程，进行备样与测试，获得数据； 步骤D：对岩屑层位来源进行解析，利用L1-L3灰岩岩屑数据计算其因子得分，在所述步骤B2建立的因子得分识别模型中进行投影，验证所述步骤B识别模型的效果； 步骤E：提取已知岩芯样品数据及待判岩屑样品数据，选择判别分析法中的fisher判别，计算出一个高拟合度的判别函数来完成已知样品与待判样品的分类，根据岩屑样品的分类正确率，得出定向钻在靶区内的顺层率； 步骤F：根据所述步骤B1中标定的L1-L3灰岩中的CaO范围与阈值；定向钻进入三灰后，跟层出现偏差有以下两种情况： 1钻头角度偏上，钻进方向为L3顶部，靠近L2-L3的夹层J3； 2钻头角度偏下，钻进方向为L3底部，靠近L3-L4的夹层J4； 按照上述1、2中的情况根据岩屑中主量元素组分CaO变化，分别采取调整钻头角度，从而维持定向钻轨迹停留于L3中，再根据定向钻不断带出岩屑的地球化学数据，查看跟层轨迹异常是否消除，若未消除，加大钻头角度调整，直至恢复正常跟层； 选取主量元素丰度范围及阈值的具体过程为： 采集各个层灰岩以及灰岩夹层碎屑岩中的所有元素并标定为剖面数据，对剖面数据中的元素进行识别，识别出若干个不同的元素，将若干个不同的元素标定为元素数据，并将元素数据标记为YSi，i＝1，2，3……n1，n1的取值为正整数，当i等于1时，YSi则表示第一种元素，将若干个不同的元素含量标定为元素含量数据，并将元素含量数据标记为HLi，i＝1,2,3……n1，当i等于1时，HLi则表示为第一种元素的元素含量，且YSi与HLi一一对应； 选取出元素数据YSi、元素含量数据HLi，将元素含量数据HLi进行从大到小的排序，从而得到一个元素含量排行数据，将元素含量排行数据中所有的元素数据的总含量进行求和计算，计算出元素总量； 将元素排行数据均与元素总量进行占比计算，计算出元素含量排行数据中每个元素的占比值并标定为丰度数据，将每个元素的丰度数据进行从大到小的排序，从而得到丰度排行数据，对丰度排行数据中每个元素的丰度数据进行范围值计算，计算出主量元素丰度范围以及主量元素阈值； 对丰度排行数据中每个元素的丰度数据进行范围值计算的具体过程为： 将丰度排行数据中每个元素的丰度进行求和计算，计算出丰度总值，依据丰度总值以及丰度的数量进行均值计算，计算出丰度均值，设定一个丰度波动阈值，将丰度均值与丰度波动阈值进行差值计算，计算出丰度衡量值； 将丰度衡量值与丰度排行数据进行匹配，匹配出丰度排行数据中与丰度衡量值相匹配的数值，将其标定为选取定义数值，将选取定义数值对应的排序数值标定为主量元素阈值，将丰度排序数据中排序数值大于主量元素阈值的元素数据标定为主量元素数据； 将每个元素数据在不同采集次数对应的丰度数据进行均值计算，计算出丰度数据均值，并将丰度数据均值分别与对应的丰度数据进行差值计算，计算出若干个丰度差值，将若干个丰度差值进行均值计算，计算出丰度均差值，将丰度数据均值减去丰度均差值，计算出丰度最小值，将丰度数据均值加上丰度均差值，计算出丰度最大值，将丰度最小值与丰度最大值之间的数值标定为主量元素丰度范围； 定向钻在靶区内的顺层率的具体处理过程为： 依据Fisher判别分析方法计算出一个高拟合度的判别函数来完成已知样品与待判样品的分类，进行判别分析之前剔除Ca、Si元素； 选取石炭系顶部上段地层主量元素中Fe2O3、MgO、MnO、K2O、SO3、TiO2组分进行判别分析，得到判别函数及函数在各个主量元素上系数的分布情况、特征值与方差贡献率上，将第一列方差贡献率对应的判别函数标定为F1； 此外，将已知样品分为8个组分，1～8组分别为，一灰顶J1、一灰L1、L1～L2夹层J2、二灰L2、L2～L3夹层J3、三灰L3、L3～L4夹层J4、四灰L4；利用判别函数F1与组分质心值即可得到各样品的分类，计算过程为，利用测试数据代入判别函数后得出函数值，再将函数值与训练数据的各组的质心值相加，数值最小者即距离最小者即为该测试数据的分类； Fisher函数的判别分析结果中灰岩岩屑样品T7-18～T7-20识别层位均为L3，灰岩岩屑样品的层位被成功溯源，根据计算式：定向钻在靶区内的顺层率＝L3岩屑样品个数所取岩屑样品总个数。

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