基于K-means SMOTE和随机森林算法的陷落柱识别模型

为了克服单一地震属性在对陷落柱进行识别时出现多解性和不确定性问题以及样本数据不平衡带来的识别准确率偏移问题，构建了基于K-means SMOTE和随机森林二分类陷落柱识别模型，通过对多个地震属性进行联合分析以达到识别陷落柱的目的。以山西新元煤炭责任有限公司首采区东翼南部矿区作为研究区域，将前方解释人员通过三维地震勘探技术提取到的12种地震属性作为样本特征，并将实际揭露的陷落柱信息作为样本标签，构建地震多属性数据集；通过相关性分析和聚类分析评估以及随机森林重要性分析进行地震属性优选，最终优选相对独立的6种地震属性作为样本特征；利用K-means SMOTE算法对数据集进行平衡处理，补充得到8 992个数据，选取其中6 294个数据作为训练集，2 698个数据作为测试集；基于python语言平台搭建随机森林二分类模型，最终预测陷落柱的准确率可达到87%。通过对比3种常见机器学习分类算法，该模型识别陷落柱的准确率更高。     

基于决策树ID3改进算法的煤与瓦斯突出预测

为提高工作面突出预测指标预测的准确率,根据灰色相关理论和决策树ID3算法,提出了基于决策树ID3改进算法的煤层工作面煤与瓦斯突出预测方法。该方法以工作面的钻屑解吸指标作为主要决策属性,以地质构造、瓦斯浓度变化等现场较为直观的突出征兆作为辅助决策属性,同时根据矿井实际工作面煤与瓦斯突出数据建立预测样本数据集,把决策属性的相对灰色关联度作为决策树ID3改进算法的最大信息增益计算权重,建立了煤层工作面煤与瓦斯突出决策树预测模型,并采用该预测模型对10组煤与瓦斯突出数据进行了预测,结果表明,该模型预测的准确率显著高于采用单一钻屑指标预测的准确率。     

地震技术在长治经纺矿区煤储层研究中的应用

基于长治经纺矿区勘探程度较低,又是沁水盆地煤层气勘探开发的潜在区域。利用三维地震技术方法,掌握该矿区3号主采煤层发育的小于5m的小型断层及陷落柱等构造的分布规律。在研究区中部和北部识别出走向东西的12条正断层和1条逆断层,在南部识别出多处陷落柱。将地震属性和钻孔测井参数结合,通过相干性比较提取了平均反射强度、最大波峰、均方根振幅和瞬时频率4种地震属性,定量地分析了煤厚、含气量和孔隙度的发育规律,对地质构造和储层物性等的综合分析,探明了煤层气的富集区和最有利开发区域位于研究区中部。     

基于SVM算法的地震小断层自动识别

为了提高小断层解释的准确率,构建基于支持向量机(SVM)算法的断层自动识别方法。通过分析构造部位和非构造部位地震属性特征,建立SVM两分类的断层识别模型。首先,研究支持向量机两分类算法的基本原理和结构,表明支持向量机在两分类问题上具有准确率高的优点;然后建立断层正演模型,分析不同地震属性的断层响应特征,表明断层分布与属性值变化趋势相关;通过对支持向量机算法和正演模型的分析,表明利用地震属性作为支持向量机的输入,预测小断层具有可行性。从叠后地震数据中提取方差、曲率等与断层相关的属性集合;通过相关性分析和聚类分析评估属性,确定4种互相关性低的地震属性。利用14口钻井、3条巷道的地震属性和断层信息共606个数据,选取400个作为训练样本,构造SVM断层识别模型;206个数据作为测试样本,进行断层识别,识别正确率达到98%。利用地震属性建立的SVM断层自动识别模型,能够有效识别小断层,降低人为主观因素的影响,缩短了解释周期;钻孔分布越均匀、数目越多,解释精度就越高。     

槽波地震“透射-反射”联合法在回采工作面地质构造探测中的应用

煤矿工作面回采过程中无计划揭露地质构造将造成人员伤亡和财产损失,严重影响煤矿安全生产,为提前探明其赋存规律,针对典型回采工作面,采用槽波地震“透射-反射”联合法进行地质构造精细化探测。结果表明:槽波地震透射法探测对采面内陷落柱的反应良好,可以高精度控制陷落柱的影响区域,且偏差小于20 m;槽波地震反射法探测对采面内走向型断层的反应良好,可以找到采面内断距大于1.5 m的近走向型断层的发育位置及延伸长度;综合利用槽波地震“透射-反射”联合法进行采面地质构造精细化探测,可提升探测准确率,对于直径30 m以上陷落柱和断距大于1.5 m近走向断层的探测准确率可提高至80%以上。     

煤田陷落柱地震属性分析

基于煤田陷落柱赋存特征,构建地震陷落柱正演模拟,采用有限差分法进行陷落柱正演模拟。陷落柱与正常煤层相比,当地震反射波遇到陷落柱异常体时,它的地震属性发生明显变化,如振幅减弱、相位突变、相邻道的相似度变弱等,依赖地震属性能够较好地识别陷落柱异常体。根据地震波形差异属性,分析桃园矿某采区三维地震资料,分析与识别陷落柱,经钻孔验证取得较好效果。     

地震属性技术在探测断层和陷落柱中的应用

断层、陷落柱严重威胁着煤矿的生产安全,讨论地震属性技术在探煤田地震勘探中的应用.根据相干体、方差体切片分析相邻地震信号的相似性,进而探测断层和陷落柱的发育情况.通过对五阳煤矿地震资料的分析解释发现,地震属性技术是在探测断层、陷落柱方面效果显著.     

运用地震属性技术解释煤矿陷落柱

通过对山西某煤矿两个三维勘探区煤层反射波的属性特征进行的提取,对陷落柱反射波等地震属性特征进行了深入分析、研究,结合已知地质资料,利用基于地震层间属性定量描述与识别陷落柱的最新解释技术对勘探区进行了精细解释。     

地质透明化工作面内多种异常体的槽波解释方法研究

矿井地质透明化是当前煤矿安全高效开采的新要求，针对复杂地质条件的工作面，槽波探测技术作为常用的物探手段之一，若工作面存在多种地质异常体，其属性无法进行准确的分辨与解释。以山西阳泉某工作面为例，对包含断层、陷落柱、薄煤带、挠曲4种地质异常体的工作面进行了三维波场模拟，分别从数值模型的单炮特征、频谱特征、频散特征进行分析；结合数值模型的纵波振幅与速度、横波振幅与速度、高频槽波振幅与速度以及低频槽波振幅与速度8种类型的CT反演成像，研究了断层、陷落柱、薄煤带、挠曲4种地质异常体在槽波属性上的不同响应特征。结果表明：(1)断层引起槽波异常的主频及速度与无地质异常的煤层基本一致，横波、高频、低频槽波振幅可以显著识别断层，横波、高频、低频槽波速度可以较显著的识别断层，纵波振幅与纵波速度无法有效识别断层；(2)陷落柱的单炮特征表现为低阶减弱、高阶增强，横波、高频、低频槽波振幅可以显著识别陷落柱，横波、高频槽波速度可以较显著的识别陷落柱，纵波振幅、纵波速度与低频槽波速度无法有效识别陷落柱；(3)薄煤带主频基本不变，速度降低，高频槽波振幅与速度、低频槽波振幅与速度可以显著识别薄煤带，纵波速度与横波振幅可...     

基于三维地震层间属性高精度识别煤矿陷落柱

基于煤矿陷落柱因充、导水的复杂性,一直严重威胁着我国北方一些煤矿的安全生产,采用高分辨率三维地震技术探测陷落柱,提出了基于三维地震层间属性高精度识别煤矿陷落柱的方法、技术;结果表明,该技术不仅可获得地震分辨率小于1/2波长的陷落柱的信息,而且可以较好地得出陷落柱的平面形态.     

地震属性在陷落柱解释中的应用

地震属性技术在构造解释方面得到了广泛的应用,针对特殊的地质体陷落柱,通过属性分析优化提取出瞬时频率、瞬时相位、反射强度、方差体、吸收衰减、倾角等6种属性,实现了对陷落柱的水平和垂直方向的控制。实践证明,通过对地震属性的优化选取、联合使用,有效增强地震属性预测的针对性,提高了预测能力和精度,地震属性技术在陷落柱预测中具有较好的应用效果。     

长治盆地霍尔辛赫煤矿三维地震勘探技术研究与应用

长治盆地霍尔辛赫煤矿位于长治盆地西侧,井田内断层和褶曲较发育,岩溶引起的陷落柱较多,需对其进行查明。三维地震勘探技术常用于井下勘探中,基于岩石的波阻抗差异,对地下地质构造进行推断、解释的物探方法。通过在此区开展此方法,详细查明区内新生界厚度、煤层底板起伏形态、断层、陷落柱的分布及其性质。研究得出,3号煤层达到查明程度,15号煤层为控制程度,共发现波幅≥10 m的褶曲7个;发现的6条断层中落差≥5 m的3条为逆断层,＜5 m的3条为正断层;长轴直径＞25 m的陷落柱6个,其中3个为控制可靠陷落柱,另3个为控制较可靠陷落柱;并圈定异常区3处。研究为后续煤矿开采设计提供了详实、可靠的地球物理资料。     

高精度三维地震勘探在山西晋城矿区的应用

以山西晋城矿区为例,针对山区存在的复杂浅表层地震地质条件,进行了高精度三维地震勘探,通过高密度数据采集,引进一些新的处理和解释方法,以提高断层、陷落柱等构造的预测准确率.     

煤层隐伏陷落柱地震属性响应特征与识别

通过正演模拟总结煤层隐伏陷落柱在垂直剖面和水平属性切片的地震响应特征,并以JCZ煤矿为例,基于模式识别方法利用多种属性预测煤系陷落柱分布范围。研究表明利用模式识别方法与地震多属性分析技术相结合的方法,能够精确有效地圈定研究区陷落柱的范围,取得较好探测效果。     

三维地震可视化解释在大同矿区的应用

针对常规三维地震二维化解释带来的解释效率低和解释精度低的问题,基于三维地震数据信息量大和空间归位准确的优势,以东周窑煤矿三维地震勘探区为例,提出三维可视化解释方法与流程,从三维视角对地震数据进行空间立体交互解释,通过对煤层层位自动追踪,利用地震属性信息融合进行断层和陷落柱快速识别,来提高三维地震资料解释精度、解释效率和对构造的识别能力,三维地震解释探采对比结果表明,三维地震可视化解释方法是有效的,可以在大同矿区推广使用。     

采面陷落柱及断层发育特征对瓦斯赋存的影响

下霍煤矿开采煤田陷落柱及伴生断层发育,给采面正常回采带来明显影响.为了提高煤炭开采安全保证能力,对陷落柱及伴生断层构造分布特征以及对煤层瓦斯赋存影响进行分析研讨,主要成果为:陷落柱周边伴生断层发育受区域地质构造控制,在褶曲发育区伴生断层发育且断层走向多与煤层走向呈较大夹角;陷落柱周边伴生断层落差一般在5 m以内;1306工作面内X6陷落柱及伴生断层对煤层瓦斯有一定的富集作用,越靠近陷落柱煤层瓦斯含量越高,预测1306工作面附近发育的其他陷落柱也有一定的瓦斯富集作用.     

基于LightGBM和SVM的多属性砂体厚度预测

预测储层砂体厚度对指导油气勘探有着重要意义。以陆东凹陷前后河地区九佛堂组上段湖侵体系域为例，由于研究区地震资料品质差，砂体变化复杂，难以使用单一地震属性反映储层特征，利用机器学习方法进行多属性融合预测地层厚度。LightGBM是实现梯度提升决策树算法的开源框架，可用于特征选择，支持向量机是常用的机器学习算法，在解决小样本问题上具有优势。在此基础上，利用研究区钻、测井资料和地震属性建立样本集，优选了7种地震属性，对其标准化处理后进行模型训练，进而预测砂体厚度，最终得到了符合地质认识的结果。研究为地震多属性砂体厚度预测提供了有效方法和新的思路。     

地震属性技术在小陷落柱精细解释中的应用

长期以来,陷落柱一直严重威胁着我国北方一些煤矿的高产高效安全生产及综合机械化采煤机组的正常运行。地震勘探作为陷落柱勘探的主要技术手段,在识别查明该异常地质体方面发展挥了重要作用。以往利用地震时间剖面和层拉平切片对陷落柱进行识别解释,仅对较大的陷落柱（直径大于50 m）反映特征明显,而对于小陷柱却无能为力。通过分析陷落柱的地震正演模拟、属性特征及实例认为,可以利用方差体、均方根振幅、弧长等地震属性技术对其进行精细解释,效果较好。     

槽波地震勘探技术在山西寿阳段王煤矿中的应用

为了解决山西寿阳段王煤业集团有限公司090606回采工作面内部陷落柱、断层等影响回采的地质构造数量多、规模大、影响工作面安全回采这一问题,利用井下槽波地震勘探技术对工作面内部陷落柱、断层等地质构造进行采前探测。通过前期室内勘探设计,中期现场数据采集,后期数据处理、成果分析等过程,精准圈定了090606工作面内部影响回采的地质构造（陷落柱、断层等）的位置及影响范围,并根据成果报告,提前对工作面的回采工作采取了有效措施,有效降低了工作面回采过程中由隐伏地质构造所造成的风险,收到了较好的经济技术效果。     

多场多属性信息融合精细定位煤矿导水通道技术研究#br# #br#

在煤矿发生重大安全事故中,水害事故造成的人员伤亡和经济损失较大。煤矿水害防治工作的关键是防治导水通道,如何提高陷落柱等导水通道探查和识别的准确性也是目前煤矿安全生产研究的热点。以黄玉川煤矿X6疑似陷落柱探查为例,通过提取三维地震和瞬变电磁探测中对导水陷落柱敏感的属性特征,利用粒子群算法优化的BP神经网络进行多场多属性信息融合技术精细定位导水通道,结合地质资料及钻孔工程探测,验证了该方法探查陷落柱的准确性,解决了陷落柱等导水通道精细定位的问题,为煤矿安全高效开采提供了重要保障。