[發明專利]一種利用經驗模態分解和支持向量機定量預測煤厚的方法有效

申請號：	201810069832.7	申請日：	2018-01-24
公開（公告）號：	CN108333629B	公開（公告）日：	2021-08-24
發明（設計）人：	黃亞平;董守華;祁雪梅	申請（專利權）人：	中國礦業大學
主分類號：	G01V1/30	分類號：	G01V1/30
代理公司：	青島潤集專利代理事務所(普通合伙) 37327	代理人：	張云花
地址：	221008 江蘇省徐***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用經驗分解支持向量定量預測方法
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【說明書】：

本發明公開了一種利用經驗模態分解和支持向量機定量預測煤厚的方法，首先根據測井資料的縱波速度和密度計算反射系數和合成地震記錄，對合成地震記錄增加噪音；其次利用經驗模態分解方法，對增加噪音后的合成地震記錄進行經驗模態分解；然后計算經驗模態分解后所得的各本征模態函數與未增加噪音的合成地震記錄的相關系數，確定基礎數據；從基礎數據中提取地震屬性，并對各地震屬性進行歸一化預處理；接著利用灰色關聯度法優選出進行定量預測的地震屬性；最后利用支持向量機進行學習和訓練，開展全工區的非線性的煤厚定量預測。該方法僅需三維地震資料和鉆孔資料，即可實現全工區非線性的煤厚定量預測，能給煤礦提供有力的地質保障。

技術領域

本發明涉及一種利用經驗模態分解和支持向量機定量預測煤厚的方法，對具有三維地震勘探資料的煤礦采區的煤厚進行預測。

背景技術

在現代化大型礦井的建設和生產過程中，煤層厚度是煤炭儲量計算、巷道合理布設必不可少的數據。據相關統計結果顯示，如果實際煤厚比原定設計煤厚變薄10％～20％，那么煤炭的產量將會下降35％～40％。而煤層在地震勘探中屬于薄層，薄層厚度的定量預測一直是公認的難題之一。目前常用的鉆孔內插預測煤厚的方法并不能保證遠離鉆孔位置的煤厚預測精度；地震波振幅或頻率域參數預測煤厚(如調諧法，譜矩法等)受地震數據的信噪比與保真度的影響較大，多解性強，一般只能預測煤厚的橫向變化趨勢，而很難得到比較準確的定量預測結果。因此，如何構建一種非線性的煤厚定量預測方法是礦井開采中亟待解決的問題之一，該方法能給煤礦提供有力的地質保障，對礦井合理開采、安全部署以及提高經濟效率均有著重要的意義。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種利用經驗模態分解和支持向量機定量預測煤厚的方法，通過合理利用煤礦采區的三維地震資料，實現對非線性的煤厚定量預測。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種利用經驗模態分解和支持向量機定量預測煤厚的方法，對礦井采區的煤層厚度進行預測，具體包括如下步驟：

(1)根據測井資料的縱波速度和密度計算反射系數，利用雷克子波(比如主頻為45Hz、長度為100ms的雷克子波)與反射系數進行褶積運算得到合成地震記錄，對合成地震記錄增加噪音；

(2)利用經驗模態分解方法，對增加噪音后的合成地震記錄進行經驗模態分解；

(3)計算經驗模態分解后所得的各本征模態函數與未增加噪音的合成地震記錄的相關系數；

(4)確定相關系數最大的本征模態函數為地震屬性提取的基礎數據；

(5)從地震屬性提取的基礎數據中提取地震屬性，并對各地震屬性進行歸一化預處理；所述地震屬性包括體屬性、順層屬性和層間屬性；

(6)利用灰色關聯度法，根據鉆孔處已知煤厚和地震屬性，選用部分地震屬性進行煤厚的定量預測；

(7)將鉆孔處已知煤厚和地震屬性作為學習樣本，利用支持向量機進行學習和訓練，開展全工區的非線性的煤厚定量預測。

具體的，所述步驟(6)中，根據鉆孔處已知煤厚和地震屬性，選擇部分地震屬性進行煤厚的定量預測，具體選擇方法為：根據地震屬性與鉆孔處已知煤厚的灰色關聯度、地震屬性彼此間的灰色關聯度選擇部分地震屬性進行煤厚的定量預測，地震屬性與鉆孔處已知煤厚的灰色關聯度越大越好，地震屬性彼此間的灰色關聯度越小越好。