矿井顶板突水模型试验多场信息的归一化处理方法

为了消除量纲和取值范围的差异,基于线性函数转换的归一化算法,将矿井突水模型试验中采集的位移、渗透压力、应力和视电阻率等多物理场信息映射到0～1范围内进行处理,在同一坐标系下绘制出多物理场信息归一化曲线,并与原始数据曲线进行对比,分析突水过程中各物理量的变化趋势及其相互关系。发现渗透压力、视电阻率和应力信息是较为理想的突水预报信息源,渗透压力在突水前很长时间就出现异常波动,视电阻率和应力在突水发生前会突然增大,且视电阻率的变化早于应力的变化。

岩溶储层地震反射波场特征及多场信息预测——以塔中Zh1井区为例

针对在塔中地区Zh1井5 000m以下奥陶系鹰山组钻遇的一套白云岩岩溶储层厚度小(≤7m)、波阻抗差小(≤717kg/(m2.s))、非均质性强的特点,首先从地震正演模拟出发,模拟了在实钻井条件下以及当岩溶储层孔缝洞内充填物性质发生变化时的地震波场响应。结果显示这套岩溶储层在叠加剖面上绕射波比较发育,在叠后深度偏移剖面上呈现出峰-谷-峰似串珠状的反射特征,且随着充填物性质或流体含量的增多,其串珠状反射强度明显增强。据此,利用研究区的三维叠后时间偏移资料,采取有针对性的地震预测方法和技术,提取出引起岩溶储层发育的不同地质场源的地震特征信息,如反映地震波场能量大小的振幅属性,反映速度、密度变化的波阻抗信息,古裂缝分布场信息和古地貌信息等,共同对这套岩溶储层的优势发育区进行了预测。预测结果表明,岩溶储层的优势发育区主要分布在三维区域的中西部,并且在发育区内地震剖面的显示特征与地震正演模拟结果相一致,从而证实了预测结果的有效性。

多场信息预测基岩潜山裂缝性油气储层——CB潜山应用实例

针对海相碳酸盐岩和花岗片麻岩基岩潜山裂缝性油气储层在横向上变化大、非均质性强的特点 ,本文探讨使用构造应力场模拟技术、地震相干分析技术和合成声波测井技术来提取不同场源、从不同侧面反映海相基岩潜山裂缝性油气储层的特征和信息 ,联合对油气储集体做出预测和描述。在勘探生产中应用后证实 ,此方法能够有效地减少对预测目标的多解性 ,显著地减少偏差 ,从而为提高油气勘探开发成功率提供较准确的地质依据。

基于DFOS的边坡多场信息关联规则分析

采用分布式光纤传感技术(DFOS),可获得边坡多场分布信息,但如何对海量的多场信息进行相关分析,正确评价多场耦合作用下的边坡稳定性,仍是一项十分复杂的工作。本文首先介绍了数据挖掘中关联规则分析方法的基本原理,设计了边坡应变场、变形场、渗流场、温度场和环境参量等多场信息DFOS的获取方案,并以三峡库区马家沟边坡为例,对DFOS获得的边坡多场监测数据进行了关联规则分析,揭示了监测时间与库水位涨落、库水位涨落与坡体前缘地下水位间的关联性,并与实际监测数据进行了比较,证明了采用关联规则方法对DFOS边坡多场信息分析的有效性,从而为边坡稳定性评价和滑坡预测预警提供了科学依据。

深埋隧道突水多场信息演化规律分析

以耿家山隧道为工程依托,通过数值模拟的方法演化深埋隧道突水前兆多场信息的变化规律,采取了针对性的隧道突水的防范措施,从而保障了隧道的顺利施工和人员的安全。

深部岩体断层滞后突水多场信息监测预警研究

断层滞后突水由于其特有的隐蔽性及滞后性特征,突水灾害防治难度较大。针对王楼煤矿断层滞后突水防治工程,开展深部岩体多场信息监测预警研究。深入分析地下水来源及导水通道,在此基础上划分采动过程中断层滞后突水不同阶段,结合隔水关键层理论及物探结果,确定监测预警时间域与空间域,划分温度场、渗压场监测阈值,建立监测预警判识准则;串联传感器组合成监测单元,采用返浆工艺对钻孔分段封堵,实现传感器精确高效安装,通过煤矿安全光纤监测系统实现井上在线监测预警。监测预警结果表明,断层隔水煤柱有效控制断层内裂隙扩展,减弱了断层破碎带导水特性,依据深部岩体监测预警判识准则,工作面开采过程中预警等级为I级,可实现安全开采。研究成果对类似工程具有一定的借鉴意义。

基于MRSVD和信息融合的供输弹系统早期故障预示

对于供输弹系统早期故障中信号成分复杂、潜在故障征兆难以识别问题,提出基于多分辨奇异值分解能量特征和多场信息融合的供输弹系统早期故障识别方法。首先采集不同状态下供输弹系统的振动信号通过进行MRSVD分解,得到1个相似信号和8个细节信号,提取这些分量信号的能量特征并进行归一化处理,得其能量相对值;然后使用灰色关联分析对所提取的能量特征进行故障识别;为了提高故障识别准确率,将振动信号和声压信号用D-S证据理论进行融合识别。实验结果表明,MRSVD能量特征提取方法能有效提取供输弹系统早期故障特征,且经多场信息融合后可提高故障识别准确率。

煤矿透明地质模型动态重构的关键技术与路径思考

围绕煤炭“双碳”发展战略及智能精准开采需求,构建与智能化煤矿建设相匹配的透明地质保障体系,首要任务是提高地质条件透明化理论方法和技术水平。地质条件的精准判识对煤炭资源安全高效开发尤为关键,但由于地质条件多样、特殊、复杂,现阶段地质透明化及动态过程研究程度仍然不够充分。钻、掘、采、落是煤炭安全精准开发及矿井建设中的4个基本步骤,其对应的透明化条件场景涵盖钻孔、巷道、采煤工作面、采空区及废弃矿井等诸多内容。因此,随钻、随掘、随采、随落(后称“四随”)系列物探一体化透明信息的收集与表征至关重要。提出“四随”地质信息重构概念,基于不同的点、线、面、体信息的汇集与整合,逐步形成透明工作面、透明采区、透明煤矿动态的地质模型体系。具体而言,结合井下施工的钻孔所探查和揭露信息,形成孔周边特别是“随钻”过程中的惯性导航、煤岩识别、虚拟地质模型重构等技术突破;利用掘进机械在巷道工作面施工进程中超前探测与岩性分析,“随掘”获得对前方及周边一定范围内地质条件的物性成像和异常判断;根据割煤机及巷道空间布设探测与识别探头,对煤层、顶底板空间岩层进行“随采”过程的精准识别与异常判定,提高对割煤区煤厚及地质灾害体的预报精度;依托布设在采空区的浓度、渗流、湿度、温度、应力、应变等传感器,“随落”过程对采后各类环境及灾害条件进行数据监测与跟踪,提高对异常体和剩余资源的判识能力。基于“四随”动态高精度探查技术,进一步研发地层、构造、采场、资源等多源地质地球物理场数据信息融合技术,通过“四随”探测数据实时获取与融合处理,提高地质信息实时感知与交互能力,辅以虚拟可视、成像等技术,实时修正静态地质模型,完成动态地质模型重构,逐步实现煤矿地质条件的全透明化。通过构建煤矿生产全生命周期智能化信息平台,实现云端信息综合诊断和预警互助,为智能化煤矿建设及资源化评价利用提供可靠的技术支撑。