煤层裂隙探测的地震波形分类技术研究

研究了煤层裂隙探测的地震波形分类技术原理,即根据地震资料,在一定时窗范围内统计地震波的几何形状、频率、能量变化快慢及各种地震属性,从而在剖面上和平面上划分各种地震属性特征总和相近的区域,通过钻孔和已知裂隙资料的标定,探测煤层裂隙.利用地震波形分类技术对淮南潘三矿煤层裂隙的探测结果表明,这种方法行之有效,可以为矿井瓦斯危险性预测提供科学依据.     

沉积岩体结构类型及其对煤炭开采矿压分布的影响

沉积岩体结构的力学特征是由沉积岩石的岩性和岩体中各种类型结构面所决定。对于层组岩体采用硬质岩石百分比含量K来表示沉积岩体岩性特征，并将沉积岩体按岩性分为3类，即硬质岩体、中硬岩体和软质岩体：根据结构面发育程度和工程规模将沉积岩体结构划分为完整结构、块裂结构、碎裂结构和松散结构4类。通过相似模拟试验方法分析了在采动影响下不同岩体结构类型顶板岩体回采工作面矿压分布规律。试验结果表明，由完整到块裂和碎裂结构，顶板岩体中回采工作面的支承压力亦由大到小变化，且支承压力峰值位置随着岩体破坏程度的增强向项板岩体内部转移。     

“三软”煤层巷道围岩变形破坏机理分析

从沉积岩石学和工程地质力学的观点出发，以显德汪矿的软岩巷道为研究对象，进行了大量岩石物理力学性质试验，深入研究了岩石物化、水理性质，探讨了地应力对软岩巷道的控制作用，得出了软岩巷道变形破坏力学机制的新认识。     

复合型三角洲的沉积特征与沉积模式

本文用比较沉积学的方法对淮南煤田二叠系三、四含煤段沉积物进行详细研究，初步建立了由多条陆源河流形成的复合型三角洲沉积模式。根据水文（古水文）特征将复合型三角洲划分为三大部分：水下三角洲平原、水上三角洲平原的树枝状河道体系和网状河道体系，并讨论了每个组成部分内的沉积作用特征。通过对比，指出该三角洲体系与单一陆源河流三角洲在成因、展布格局和组合特征等方面存在的差异。     

各向异性薄煤层纵波AVAZ分析

通过建立HTI型薄煤层的传播矩阵,推导了水平界面情况下含各向异性薄煤层反射系数精确计算公式,并利用该公式对含有薄HTI型各向异性煤层进行了纵波AVAZ分析。经过研究发现,当HTI型煤层为薄层时(厚度小于地震波长的1/4时),其纵波反射系数与煤层为厚层时(厚度大于地震波长)顶板的纵波反射系数规律相似,但其值不仅与上下层介质物性参数有关,还与厚度有关,可见煤层为薄层时采用经典公式反演会带来误差;薄层厚度、Thomsen等效各向异性参数和裂缝密度对纵波反射系数有较大影响,裂缝纵横比对反射系数影响较小。入射波方位角为90°时,入射波在HTI介质各向同性面,此时各向异性参数对反射系数影响最小。     

基于EMD和互信息熵的微震信号自适应去噪

针对强干扰背景下的微震信号提取,提出一种基于经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）和互信息熵的自适应提取算法。通过EMD对微震信号进行分解,得到高频和低频两部分信号,并对分解得到的各阶固有模态分量求出能量和能量熵值。根据互信息准则,通过依次计算相邻分量能量熵之间的互信息值来区分高频和低频信号。将经过自适应阈值滤波后的高频信号和低频信号一起进行信号重构,得到新的微震信号。仿真结果表明,在对微震信号去噪时,该方法可以有效地去除噪声信号,信噪比均提升了10 dB以上。工程上的微震信号通过该方法处理后,也取得了较好的效果。     

AVO反演预处理中的检波器非径向接收能量补偿.

 在地震勘探中，当炮检距非零时，检波器接收方向与反射波传播方向的夹角是非零的（即非径向接收），这一非零夹角必将产生能量损失，进而对AVO反演产生显著影响。为此本文根据Snell定律导出非径向损失补偿公式，以模型实例讨论了非径向接收对反射系数的影响，并提出了一种简单而有效的非径向能量损失补偿方法。对比用该方法做非径向损失补偿前后的AVO反演结果，其差异显著，说明本文方法能够明显改善AVO反演的质量。     

承压水体上开采底板突水灾害机理的研究

以淮北杨庄煤矿Ⅱ617综采工作面特大突水事故为研究背景，通过对其突水地段地质与水文地质情况、突水水源与导水通道、底板防隔水性能、不同应力场相互作用的研究，认为淮北杨庄矿Ⅱ617综采工作面特大底板突水灾害的发生，是其岩性场、应力场与渗流场耦合作用的结果.最后，提出了杨庄矿在回采过程中应采取的防治水安全技术保障措施.     

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。     

煤体微生物厌氧发酵对裂隙发育的响应规律

基于二维承载条件的煤岩变形过程中的裂隙空间空气渗流试验、梯度含氧水平的煤体微生物厌氧发酵影响试验、与不同煤体粒径的微生物发酵试验,测试了煤体比表面积、裂隙含氧量对煤体厌氧发酵的影响关系,推演了不同深度煤体裂隙发育对厌氧微生物的生物活性影响规律与关键控制因素。结果表明:空气渗流大于1%的煤体中,空气渗流导致的厌氧环境的破坏作用,是抑制煤体厌氧发酵的主控制因素,而且煤体裂隙发育越迅速,空气渗流作用越强,煤体厌氧发酵抑制受控范围越大;空气渗流小于1%的煤体中,在兼氧菌对少量渗流空气缓冲作用影响下,裂隙发育对煤体比表面积的扩大作用是促进煤体厌氧发酵的主控因素,裂隙发育越充分,煤体比表面积越大,煤体的厌氧发酵速率提升越高。