地震属性在小断层及裂缝发育带预测中的应用

小断层及裂缝发育带对于油田提高抽采率和煤田的安全生产有着重要的影响,预测小断层及裂缝发育带已成为地球物理学中的重点内容。通过对相干、边缘检测、曲率和蚂蚁体等地震属性的研究,明确了地震属性对于构造成因的小断层及裂缝发育带有着极好的识别能力。同时,分析了以多属性直接叠合、多属性融合和有监督的神经网络运算为代表的多属性联合技术,发现其在小断层及裂缝发育带预测中有着较好的实用性。     

地震属性技术在煤层气抽采井井位优选中的应用

提高煤层气开采效率的关键在于对煤层气富集区的准确预测。目前,地震勘探是煤层气富集区预测的主要地球物理方法。相干、曲率、蚂蚁体等地震属性对煤层气储层预测较为敏感。通过上述地震属性分析方法研究,可以预测煤层孔渗较好的储气层分布情况,同时可分析裂缝发育方位角,确定区域构造主应力,提供压裂最佳方位角,提高煤层气抽采效率。应用结果表明,地震属性分析技术对裂隙发育预测和提高煤层气开发效率具有较好的适用性。     

地震属性在煤层气开发有利区块优选中的应用

为了在煤层气开发中优选有利区块,通过正演模拟,明确了最大振幅与煤层厚度相关性,从而划分了煤层较厚区域以及顶底板泥岩较发育区,并综合利用相干、曲率、蚂蚁体等属性圈定了裂缝发育区。此外,正演分析验证了以均方根为代表的地震属性与煤层气含量有着较好的正相关性。最后,以煤层厚度、顶底板泥岩发育条件、裂缝发育条件、煤层气富集性为基本条件,确定了研究区内的Ⅰ类和Ⅱ类有利区块,以便于在后期设计开发井位,进行煤层气抽采。     

人工监督神经网络在煤层裂缝发育区识别中的应用

针对在地震属性应用中难以精细识别煤层裂缝发育区边界的难题,开展了基于人工监督神经网络技术的煤层裂缝发育区应用研究。从地震资料中获取倾角导向体以提取高质量的地震属性,以多属性为指导进行人工拾取样点,并基于多层感知器进行神经网络机器训练学习,建立裂缝的最优属性集,拓展整体数据后获得裂缝概率体,从而识别划分出煤层裂缝发育区。该技术在山西阳泉新元矿区进行了应用,煤层裂缝发育区的识别结果明显优于属性直接识别,但勘探区内暂无钻井资料,预测效果还有待进一步验证。     

基于地震属性的煤层裂隙发育带识别方法

为了实现煤层气的安全、有效开采,以地震属性为基础进行了煤层裂隙发育带的综合预测。首先,从理论出发研究了适合于裂隙识别的方差体、曲率、倾角和蚂蚁体属性的预测机理,同时结合LE区块实际三维地震数据对目标煤层分别提取了属性切片,并依据各个属性初步预测了裂隙发育带。其次,通过人工神经网络的方法将上述属性进行了融合,得到了多属性融合之后的煤层裂隙发育带预测结果。最后,通过综合分析单属性与多属性预测结果,圈定了目标煤层裂隙发育区域。对比分析发现,该预测结果与成像测井及研究区地质资料吻合度高。因此,基于地震属性的煤层裂隙发育带识别方法能够为煤层气的勘探开发提供可靠地质依据。     

高精度相干与蚂蚁体追踪技术在塔中卡塔克1区块的应用

断裂与裂缝是碳酸岩储层发育的一个重要主控因素,有效识别出断裂和裂缝对储层预测分析具有重要的意义,断裂裂缝识别技术方法多样,效果各异。介绍高精度相干技术与蚂蚁体追踪技术,并对比这2种识别技术方法在塔中卡塔克1区块三维地震工区的实际应用效果,为断裂裂缝解释以及有利储层发育区带划分提供依据,指导油气勘探。     

多频率域不连续性检测在蚂蚁体追踪断裂中的优选与应用

蚂蚁体追踪技术在地震解释中展现了对断裂刻画的优越性,但在使用过程中,存在地震资料质量的限制、输入数据的选择、单一属性的多解性等问题,提高蚂蚁体预测精度一直是业界研究的难点与热点。本文以塔里木盆地顺北地区顺1井区为研究对象,分析混沌、方差、最大正曲率属性的本质差异与断裂检测能力;基于广义S变换频谱分解,逐一比较3种属性在不同频率下的不连续性检测效果,并进行蚂蚁追踪与优选;结合产状控制进行RGB融合,形成了一套多频率域、多属性的蚂蚁体追踪解释断裂方法。研究表明,低频混沌属性适用于大断层的解释,中频方差属性可识别中等尺度断裂,高频曲率属性对小尺度断裂反映较好;结合分频与不连续性检测技术的蚂蚁体能多尺度显示工区断裂展布特征与细节,充实地下地质信息。     

多地震数据在综合分析李村矿瓦斯富集区的应用

煤矿瓦斯富集区往往具有较大危害性,属于矿井安全最为关注的内容之一。由于瓦斯富集区在空间上的分布不固定,极具隐蔽性,常规的边掘边探方式较难进行瓦斯富集区的全面探查,且容易出现漏探、误探,严重影响矿井安全生产。针对这一问题,以李村矿井3#煤层瓦斯富集区为研究对象,通过三维地震数据属性分析获取对裂缝敏感的相干、曲率体属性,采用多属性融合的方法圈定裂缝发育区;利用地质统计学反演获得煤层厚度和顶板岩性,分析瓦斯富集的有利来源和圈闭条件。结合煤层裂缝发育情况、煤层厚度和顶板岩性解释成果,预测瓦斯有利富集区,并划分了Ⅰ型、Ⅱ型富集区域,为矿井后续瓦斯的精准抽采提供参考依据,并对矿井的安全生产有一定的指导意义。     

三维地震勘探对煤层顶底板岩性精细解释技术研究与应用

三维地震技术是矿井常用的地震勘探技术,但是在岩性及构造预测精度上还存在问题。论文构建三维地震勘探精细解释技术方法和模型,结合相干体立体解释的方法并结合钻孔信息,消除地震的调谐效应对于煤层顶底板预测的影响,提高预测精度,并在寿阳长榆河煤业南六采区进行了试验验证。结果发现(9+10)号煤层在时间剖面上反映为一复合波,反射波能量强、连续性好,整体表现为一西南低、东北高的单斜构造。煤层岩性以煤层顶板为细砂岩和砂质泥岩的组合,底板为砂质泥岩、细砂岩砂质泥岩组合,发育稳定。结合信息融合方法和破碎带发育范围和程度,将破碎带分成两类,一类易破碎带在相干属性和曲率属性上都有异常相应,与构造和断裂系统密切相关;二类易破碎带主要是反映裂缝的发育区,并预测其规模,结果发现预测结果与实际一致,显示了良好的应用效果。     

地震资料解释岩浆岩侵入煤层范围的探索研究

岩浆侵入煤层对煤矿安全高效生产有较大影响。在有钻孔揭露岩浆岩区域,应用波阻抗反演同时辅以地震属性分析等三维地震勘探技术预测岩浆岩侵入煤层现象能取得较好的效果。对于无井区域来说,反演方法不能运用,单纯的属性分析技术存在多解性。正演模拟表明,岩浆岩侵入煤层后会使得反射波主相位与辅助相位存在较大的时间差及振幅差,此差异为利用岩浆岩地震响应预测岩浆岩侵入煤层范围提供了可能。以陈四楼煤矿八采区二2煤层为例,利用地震时间剖面、属性分析相结合的方法,圈定了岩浆侵入煤层范围。通过巷探实际验证,解释结果吻合较好。     

矿山多属性环境协同作用对锚杆腐蚀的影响

锚固材料失效造成围岩失稳呈现多元化特征，其中锚固材料在服役过程中受到多属性腐蚀环境协同作用造成其腐蚀越来越严重。锚杆腐蚀开裂频繁发生在富黏土地带，反映出多属性环境（包括含氧率、地 下水、矿物质等）协同作用是锚杆腐蚀的重要影响因素。为了掌握锚杆在多属性环境协同作用影响下的腐蚀规律，将锚杆服役环境以“腐蚀细胞”的方式进行了实验室模拟试验。研究表明：环境中的矿物质通过离子 交换增加水溶液离子溶度，间接加速了锚杆的腐蚀，证明了溶液中离子浓度与腐蚀速率成正相关关系；腐蚀是长期的过程，经过3个月的试验后，大部分腐蚀产物形成于螺纹和锚杆端部，以及被黏土与煤包裹的部位， 反映出矿物质能加速锚杆的腐蚀；相比于腐蚀介质仅为去离子水，锚杆在包含黏土或者煤的试验环境中腐蚀后的抗拉强度均有所降低；锚杆在煤和黏土共同作为腐蚀介质且开放的环境下，抗拉强度最小，这也间接说 明矿物质材料能加速锚杆的腐蚀。上述研究进一步表明：环境中煤、黏土、地下水可通过增加溶液总离子浓度提高环境腐蚀性，因此在含有矿物质与地下水的区域，矿山支护设计与维护时需进行防腐蚀方面的考虑。     

基于层次分析法的煤矿机电设备采购供应商选择

为了对煤矿机电设备采购供应商进行最优的选择，解决煤矿机械设备在采购过程中遇到的设备质量、价格、供货期等难题，采用层次分析法，对矿机电设备采购供应商的选择进行了研究，建立了煤矿机电设备采购供应商评价指标，然后对多重评价指标权重值进行赋值，根据赋值确定煤矿机电设备采购供应商选择的层次分析模型，并把该方法应用于某煤矿实际机电设备采购中。研究结果表明，经过12名专家打分后，得到机电设备的5家招标商的评价指标，从而确定加权平均值最高的供应商为中标的供应厂商，该方案能够解决煤矿机电设备采购供应商的选择问题，具有良好的推广应用价值。     

平煤十三矿构造煤发育特点与分布规律

构造煤研究是开展瓦斯地质工作的重要内容，其对煤与瓦斯突出预测至关重要。采用煤壁观测和钻孔取心分析的方法，对平煤十三矿构造煤发育和分布特点进行梳理总结，构造煤具有2~3层软弱分层，层状、似层状分布，软煤类型以粉状和糜棱为主，主要受构造的落差、走向、断层性质控制。此外，构造煤发育程度和厚度还与倾角、褶皱、夹矸等多种地质因素有关。采用煤壁观测记录和钻孔取心方法对其进行调查研究，初步掌握了其特征和分布规律，为今后安全生产提供技术参考。     

沿空掘巷小煤柱合理宽度的数值模拟研究

针对某煤矿沿采空区边缘布置开拓巷道、护巷煤柱宽度的选择问题，依据矿井生产地质条件及现场实际，采用理论分析对煤柱的宽度范围进行确定，并利用FLAC^3D数值软件对7种宽度范围内的煤柱进行模拟，分别从沿空掘进期间煤柱的垂直应力分布、水平位移分布、表面位移对煤柱的稳定性进行对比分析，确定了合理的沿空掘巷煤柱尺寸。研究结果表明，理论公式计算得出煤柱的最大宽度为15.03 m；煤柱宽度为4～5 m时，煤柱内垂直应力峰值最小，煤柱向巷道移近量较小，且较稳定。     

基于煤炭采空影响的多含水层水文地质响应——以新桥煤矿为例

为研究受煤炭采空影响的多含水层的水文地质响应，以新桥煤矿为例，通过对其采空区分布和地表塌陷的调查，结合煤矿地质构造、含水层水文地质特征等的分析，探讨采空影响下煤层顶底板工程地质条件的改变而产生的导水通道，造成采空区地下水的补给和径流，并通过计算和PHREEQC模拟软件分别对采空区水量、水质进行预测，从而为煤矿安全生产和采空区地下水开发利用提供依据。     

巷道过地面煤层气井压裂区域灾害防治技术

地面煤层气井实现了煤层瓦斯的预抽，从而降低了煤层瓦斯含量，对矿井安全生产起到了积极意义。但同时在井下巷道掘进过程中，地面煤层气井又带来了一定的安全隐患。以某矿煤巷掘进为工程实例，对巷道通过地面煤层气井压裂区域时的灾害防治技术进行了探讨，并形成一套灾害综合防治技术体系。该研究不仅确保了巷道的安全顺利掘进，同时也可为其他类似情况提供借鉴。     

基于无线测量技术的煤矿工程随钻设备设计

为实现针对井下钻进设施的实时控制，研究设计了一套基于无线测量技术的煤矿工程随钻设备，综合运用倾角传感器、工具面向角传感器、磁方位角传感器等小型传感设备来采集钻井设施当前的姿态参数，通过防爆计算机对各项参数实施编码与计算，并在视频器上实现钻进轨迹参数的图形化显示。经应用试验后发现，研究所提出的煤矿工程随钻设备信号传输距离长、解调准确率高，可充分兼容结构较为简单的钻杆，控制过程稳定。     

Apriori算法在预测矿井火灾事故中的应用

矿井火灾一直是制约煤矿安全开采的重大安全因素，为适应现代社会发展信息化的要求，对矿井火灾事故的预测将会成为煤矿安全工作的发展方向。针对目前国内矿井火灾现状，提出了有别于之前的矿井火灾预测预警方法，利用数据挖掘中的Apriori经典关联算法与矿井火灾发生机理相结合，通过数据挖掘，找出各导致矿井火灾的安全因素的潜在关联，分析了发生矿井火灾的可能性，提早防治。     

精细化煤质管理的研究与应用

针对王家塔煤矿的煤炭资源和生产现状，为保证矿井煤质稳定，结合矿井现状，从技术和管理两方面出发，采用现场管理和技术手段相结合方法，实现矿井的“产—运—销”有机联动。该方法能及时发现问题，快速解决问题，达到“保煤质，促销售，带发展“的效果，从而改变传统的粗放型煤质管理办法，实现精细化煤质管理。实践证明，精细化煤质管理的方法，能将煤质波动控制在418.6 J/g以内，达到了预期效果。