瓦斯突出区域的预测方法和装置与流程

本发明涉及煤田瓦斯突出灾害预测技术领域，尤其是涉及一种瓦斯突出区域的预测方法和装置。

背景技术：

随着我们国家煤矿数量的增加，煤矿中瓦斯突出事故的发生率也在逐渐增加。瓦斯突出事故指随着煤层开采深度的增加、煤矿瓦斯含量的增加，在地应力作用下，使得软弱的煤层在瞬间释放出大量瓦斯和煤而造成的一种地质灾害所导致的事故。目标，瓦斯突出事故已经成为煤矿中3大主要动力灾害之一，我们国家就是发生瓦斯突出事故次数，以及在瓦斯突出事故中死亡人数最为严重的国家之一。对此，相关研究人员就预防瓦斯突出事故进行了大量的研究，就目前煤与瓦斯突出的研究现状来说，主要可以分为多种研究方案，包括：基于地震勘探的预测研究方法、基于电磁辐射的预测研究方法、基于瓦斯地质的预测研究方法和其它预测等多种研究方法。上述多种研究方案中采用研究元素均为单一元素，不能从多个角度对瓦斯突出事故进行全面的分析。也就是说，上述单一的预测方法所反映的突出危险因素较为有限，导致在实际应用过程对不同煤田地质条件的差异性考虑不足，因此，上述多种研究方法存在一些亟待改进的地方。

针对现有技术中在对煤矿进行瓦斯突出区域进行预测时，由于预测方式较单一导致预设精度较差的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种瓦斯突出区域的预测方法和装置，以缓解现有技术中在对煤矿进行瓦斯突出区域进行预测时，由于预测方式较单一导致预设精度较差的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种瓦斯突出区域的预测方法，包括：获取预设空间范围内的地震波成像数据，地震叠前反演数据，目标层位的层位数据；根据所述地震波成像数据，所述地震叠前反演数据和所述层位数据在所述预设空间范围内确定第一煤层区域和第二煤层区域，其中，所述第一煤层区域为煤层破碎的区域，所述第二煤层区域中煤体的硬度小于或者等于预设硬度；确定所述第一煤层区域和所述第二煤层区域重合的区域为待确定区域，其中，所述待确定区域发生地质灾害的可能性高于其他区域；根据所述待确定区域的测井数据在所述待确定区域中选取瓦斯突出区域。

进一步地，根据所述地震波成像数据，所述地震叠前反演数据和所述层位数据在所述预设空间范围内确定第一煤层区域包括：根据所述地震波成像数据和所述层位数据确定第一断层空间的空间分布信息；根据所述地震波成像数据和所述层位数据确定第二断层空间的空间展布信息，其中，所述第一断层空间的断层尺度大于所述第二断层空间的断层尺度；将所述第一断层空间的空间分布信息和所述第二断层空间的空间展布信息进行对比，并将处于目标区域内的所述第二断层空间的空间展布信息对应的区域作为所述第一煤层区域，其中，所述目标区域与所述第一断层空间的中心距离小于或者等于预设距离。

进一步地，所述地震波成像数据包括反射波成像数据，根据所述地震波成像数据和所述层位数据确定第一断层空间的空间分布信息包括：根据所述反射波成像数据，沿着所述目标层位的层位数据计算所述第一断层空间的相干体数据，其中，所述相干体数据为表示所述反射波的纵向分量和横向分量的相似度数据；将计算得到所述相似度值确定为所述第一断层空间的空间分布信息。

进一步地，所述地震波成像数据包括绕射波成像数据，根据所述地震叠前反演数据和所述层位数据确定第二断层空间的空间展布信息包括：沿着所述目标层位的层位数据计算所述绕射波成像数据的均方根振幅属性；将将计算得到的所述方根振幅属性确定为所述第二断层空间的空间展布信息。

进一步地，根据所述地震波成像数据，所述地震叠前反演数据和所述层位数据在所述预设空间范围内确定第二煤层区域包括：根据所述地震叠前反演数据提取所述层位数据对应的岩层的密度和岩层剪切模量信息；将提取到的所述密度中小于预设密度，以及提取到的所述剪切模量信息中小于预设剪切模量信息的区域作为所述第二煤层区域。

进一步地，所述测井数据包括视电阻率、伽玛伽玛、自然电位和声波速度、自然伽玛，根据所述待确定区域的测井数据在所述待确定区域中选取瓦斯突出区域包括：在所述测井数据中筛选满足预设条件的数据，其中，所述预设条件为：所述视电阻率大于第一阈值，所述伽玛伽玛大于第二阈值，所述自然电位大于第三阈值，所述声波速度小于第四阈值，所述自然伽玛小于第五阈值；将所述待确定区域中与所述满足预设条件的数据相对应的区域作为所述瓦斯突出区域。

进一步地，所述测井数据为初始测井数据经过数据转换之后得到的数据，其中，所述数据转换包括以下至少之一：深度转换、时间转换。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种瓦斯突出区域的预测装置，包括：获取单元，用于获取预设空间范围内的地震波成像数据，地震叠前反演数据，目标层位的层位数据；第一确定单元，用于根据所述地震波成像数据，所述地震叠前反演数据和所述层位数据在所述预设空间范围内确定第一煤层区域和第二煤层区域，其中，所述第一煤层区域为煤层破碎的区域，所述第二煤层区域中煤体的硬度小于或者等于预设硬度；第二确定单元，用于确定所述第一煤层区域和所述第二煤层区域重合的区域为待确定区域，其中，所述待确定区域发生地质灾害的可能性高于其他区域；选取单元，用于根据所述待确定区域的测井数据在所述待确定区域中选取瓦斯突出区域。

进一步地，所述第一确定单元包括：第一确定模块，用于根据所述地震波成像数据和所述层位数据确定第一断层空间的空间分布信息；第二确定模块，用于根据所述地震波成像数据和所述层位数据确定第二断层空间的空间展布信息，其中，所述第一断层空间的断层尺度大于所述第二断层空间的断层尺度；对比模块，用于将所述第一断层空间的空间分布信息和所述第二断层空间的空间展布信息进行对比，并将处于目标区域内的所述第二断层空间的空间展布信息对应的区域作为所述第一煤层区域，其中，所述目标区域与所述第一断层空间的中心距离小于或者等于预设距离。

进一步地，所述地震波成像数据包括反射波成像数据，所述第一确定模块包括：第一计算子模块，用于根据所述反射波成像数据，沿着所述目标层位的层位数据计算所述第一断层空间的相干体数据，其中，所述相干体数据为表示所述反射波的纵向分量和横向分量的相似度数据；第一确定子模块，用于将计算得到所述相似度值确定为所述第一断层空间的空间分布信息。

在本发明提供的瓦斯突出区域的预测方法中，首先获取预设空间范围内的地震波成像数据、地震叠前反演数据以及目标层位的层位数据，然后，通过上述三种数据确定预设空间范围内的煤层破碎区域(即，第一煤层区域)和煤层硬度较小的区域(即，第二煤层区域)；接下来，根据确定出的煤层破碎区域和煤层硬度较小的区域确定待确定区域；最后通过测试数据判断该待确定是否为瓦斯突出区域。采用本发明实施例提供的瓦斯突出区域的预测方法达到了精确对瓦斯突出区域进行预测的目的，进而缓解了现有技术中在对煤矿进行瓦斯突出区域进行预测时，由于预测方式较单一导致预设精度较差的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种瓦斯突出区域的预测方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种确定第一煤层区域的流程图；

图3是根据本发明实施例的一种确定第二煤层区域的流程图；

图4是根据本发明实施例的一种瓦斯突出区域的预测装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

针对现有技术中在对煤矿进行瓦斯突出区域进行预测时，由于预测方式较单一导致预设精度较差的技术问题，发明人从地质成因的角度对瓦斯突出区域进行了相关的研究。从地质成因上看，瓦斯突出大多发生在煤体破碎的“构造煤”中,其中，如果煤体破坏程度越严重,煤的强度越低,那么该区域发生瓦斯突出的可能性就越大，那么该区域的危险性也就越大。因此，在本发明实施例中，针对瓦斯突出区域的地质特征，通过对多种地震数据属性进行分析，进而圈定出煤体断裂发育带；然后，利用多种地震数据中的地震叠前反演参数划分出煤体低强度区域；并将断裂发育带和煤体低强度区域重合区域作为瓦斯突出敏感区域；最后由测井数据参数指标标定，预测出瓦斯突出范围。

图1是根据本发明实施例的一种瓦斯突出区域的预测方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取预设空间范围内的地震波成像数据，地震叠前反演数据，目标层位的层位数据。

在本发明实施例中，预设空间范围为相关技术人员预先选取的地下空间范围，其中，该地下空间范围的水平展布和埋深为相关技术人员预先设置的。在本发明实施例中，获取到的地震波包括绕射波和反射波，因此，地震波成像数据包括绕射波成像数据和反射波成像数据；地震叠前反演数据为采用叠前反演算法对地震数据处理之后得到的数据；层位数据为目标层位的层位空间位置坐标信息，其中，由于岩层具有多个层位，因此，在本发明实施例中，为了简化计算过程，预先在岩层的多个层位中选取目标层位，其中，该目标层位为多个层位中发生断层的可能性最大的层位。

步骤S104，根据地震波成像数据，地震叠前反演数据和层位数据在预设空间范围内确定第一煤层区域和第二煤层区域，其中，第一煤层区域为煤层破碎的区域，第二煤层区域中煤体的硬度小于或者等于预设硬度。

在本发明实施例中，在获取到地震波成像数据、地震叠前反演数据和层位数据之后，就可以根据上述三种数据在预设空间范围内确定第一煤层区域和第二煤层区域。具体地，第一煤层区域为煤层破碎的区域，第二煤层区域为硬度较小的区域，也即，硬度小于或者等于预设硬度的区域。在确定第一煤层区域和第二煤层区域之后，就可以根据第一煤层区域和第二煤层区域确定瓦斯突出敏感区域(即，步骤S106中的待确定区域)，瓦斯突出敏感区域表明该区域发生瓦斯突出的可能性较高。在本发明实施例中，第一煤层区域和第二煤层区域可以包括重合的区域，也可以不包括重合的区域。

因此，在本发明实施例中，通过综合分析煤层破碎区域和煤层硬度较小的区域，并根据分析结果确定瓦斯突出敏感区域的方式，通过多方面的分析来确定瓦斯突出敏感区域，进而，避免了现有技术中仅采用一个方面来确定瓦斯突出敏感区域所带来的预测精度较差的问题。进一步地，在本发明实施例中，在确定第一煤层区域和第二煤层区域时，同样采用了多种类型的数据(即，地震波成像数据，地震叠前反演数据，目标层位的层位数据)，同样能够避免现有技术中仅采用一个方面的数据来确定瓦斯突出敏感区域所带来的预测精度较差的问题。

步骤S106，确定第一煤层区域和第二煤层区域重合的区域为待确定区域，其中，待确定区域发生地质灾害的可能性高于其他区域。

通过上述描述可知，在本发明实施中，通过综合分析第一煤层区域和第二煤层区域来确定瓦斯突出敏感区域(即，待确定区域)。由于根据第一煤层区域和第二煤层区域确定瓦斯突出敏感区域的方式有很多种，在本发明实施例中，优选第一煤层区域和第二煤层区域中重合的区域为待确定区域。也就是说，如果某个区域为煤层破碎区域，并且该煤层破碎区域中煤层的硬度较小，那么该区域发生瓦斯突出的可能较大，此时，将该区域(也即，重合区域)作为瓦斯突出敏感区域。

步骤S108，根据待确定区域的测井数据在待确定区域中选取瓦斯突出区域。

在本发明实施例中，在确定待确定区域之后，并不能直接确定该区域为瓦斯突出区域，还需要对该区域进行进一步地测试，具体地，可以采用测井数据对待确定区域进行进一步测试，以确定待确定区域中是否包含瓦斯突出区域。

测井数据为目前为止所能获得的分辨率最高、连续性最好的地质数据，测井数据中包含丰富的地质信息，不同的测试数据在不同程度上记录这地质演化的历史，从不同侧面反映着地层形成演化的条件和影响因素，如海平面变化、古环境、古地理、古气候信息及其变化情况等。因此，在本发明实施例中，采用测井数据对待确定区域进行进一步地确定能够提高瓦斯突出区域的预测精度。

瓦斯突出区域的预测精度的提高能够在某种程度上节省相关技术人员的预测时间，以提高煤矿的生产进度，同时，还能够保证煤矿工作人员的人身安全。

在本发明提供的瓦斯突出区域的预测方法中，首先获取预设空间范围内的地震波成像数据、地震叠前反演数据以及目标层位的层位数据，然后，通过上述三种数据确定预设空间范围内的煤层破碎区域(即，第一煤层区域)和煤层硬度较小的区域(即，第二煤层区域)；接下来，根据确定出的煤层破碎区域和煤层硬度较小的区域确定待确定区域；最后通过测试数据判断该待确定是否为瓦斯突出区域。采用本发明实施例提供的瓦斯突出区域的预测方法达到了精确对瓦斯突出区域进行预测的目的，进而缓解了现有技术中在对煤矿进行瓦斯突出区域进行预测时，由于预测方式较单一导致预设精度较差的技术问题。

图2是根据本发明实施例的一种确定第一煤层区域的流程图，如图2所示，具体地，根据地震波成像数据，地震叠前反演数据和层位数据在预设空间范围内确定第一煤层区域，包括如下步骤S201至步骤S203：

步骤S201，根据地震波成像数据和层位数据确定第一断层空间的空间分布信息；

步骤S202，根据地震波成像数据和层位数据确定第二断层空间的空间展布信息，其中，第一断层空间的断层尺度大于第二断层空间的断层尺度；

步骤S203，将第一断层空间的空间分布信息和第二断层空间的空间展布信息进行对比，并将处于目标区域内的第二断层空间的空间展布信息对应的区域作为第一煤层区域，其中，目标区域与第一断层空间的中心距离小于或者等于预设距离。

在本发明实施例中，在确定煤层破碎区域时，首先，可以根据步骤S102中获取到的地震波成像数据和目标层位的层位数据确定大尺度断层空间的空间分布信息，其中，大尺度断层空间为上述第一断层空间。然后，根据地震叠前反演数据和层位数据确定小尺度断层空间(即，第二断层空间)的空间展布信息，其中，大尺度断层空间的断层尺度大于小尺度断层空间的断层尺度。

在确定出大尺度断层空间的空间分布信息和小尺度断层空间的空间展布信息之后，就可以将第一断层空间的空间分布信息与第二断层空间的空间展布信息进行对比，并将处于目标区域内的第二断层空间的空间展布信息对应的作为第一煤层区域。在本发明实施例中，上述目标区域为空间分布信息的周围区域，也可以理解为，目标区域为第一断层空间的周围区域，还可以理解为目标区域与第一断层空间之间的中心距离小于或者等于预设距离，其中，预设距离的大小可以根据实际需要进行设定。

在本发明实施例中，在知晓第一断层空间的空间分布信息和第二断层空间的空间展布信息之后，就可以将处于第一断层空间周围的空间展布信息对应的区域作为第一煤层区域。至此为止，煤层的破碎区域(即，第一煤层区域)已确定出，通过上述确定方法可知，在本发明实施例中，在确定第一煤层区域的过程中，采用2个方面(即，空间分布信息和空间展布信息)来进行确定，相对于现有技术中采用一个方面来确定煤层破碎区域的方式，能够更加准确地确定煤层破碎区域。在准确地确定出煤层破碎区域之后，还可以更加准确地确定出瓦斯突出区域。

在本发明的一个可选实施方式中，如果地震波成像数据包括反射波成像数据，在此情况下，根据地震波成像数据和层位数据确定第一断层空间的空间分布信息，包括如下步骤：

步骤S2011，根据反射波成像数据，沿着目标层位的层位数据计算第一断层空间的相干体数据，其中，相干体数据为表示反射波的纵向分量和横向分量的相似度数据；

步骤S2012，将计算得到相似度值确定为第一断层空间的空间分布信息。

在本发明实施例中，可以根据地震波成像数据中的反射波成像数据，并利用相干技术沿着层位求取第一断层空间的相干体数据，即求取关于大尺度断层空间分布规律的相干属性。具体地，在采用相干技术求取相干属性时，是通过相干技术计算反射波在层位面的纵向和横向上局部的波形相似性，得出地震数据相关性的估计值，进而，将计算得到的相似性值确定为空间分布信息。

在本发明的另一个可选实施方式中，在地震波成像数据包括绕射波成像数据的情况下，根据地震叠前反演数据和层位数据确定第二断层空间的空间展布信息包括如下步骤：

步骤S2021，沿着目标层位的层位数据计算绕射波成像数据的均方根振幅属性；

步骤S2022，将计算得到的方根振幅属性确定为第二断层空间的空间展布信息。

在本发明实施例中，在确定第二断层空间的空间展布信息时，可以地震波成像数据中的绕射波成像数据，并沿着层位数据求取均方根振幅属性，其中，均方根振幅属性是指振幅平方的平均值再开平方。计算上述均方根振幅属性还可以理解为沿着目标层位的绕射面计算绕射波的均方根振幅属性。其中，该均方根振幅属性用于检测强振幅异常值，并且该均方根振幅属性对应于小尺度断裂空间展布信息。

通过上述描述可知，在本发明实施例中，根据反射波成像数据，并利用相干技术沿着层位数据求取关于大尺度断层空间分布规律的相干属性；以及根据绕射波成像数据，沿着层位数据求取均方根振幅属性，以确定小尺度断层空间的空间展布信息，其中，均方根振幅属性是指振幅平方的平均值再开平方；接下来，比对大尺度断层空间分布信息和小尺度断裂空间展布信息，圈定出在大尺度断层周围分布的小尺度断裂区域，并将该区域作为煤层破碎区域。通过上述数据的计算过程可知，在确定煤层破碎区域的过程中，采用了地震波成像数据和目标层位的层位数据，也即，本发明通过对多维数据进行处理，得到煤层破碎区域，相对于仅采用地震波成像数据进行煤层破碎区域的确定，或者仅采用层位数据进行煤层破碎区域的确定的方式，提高了煤层破碎区域的确定精度。

需要说明的是，在计算均方根振幅属性时，可以预先为层位面设置时窗，然后，在计算均方根振幅属性的过程中按照预先设置的时窗进行均方根振幅属性的计算。

图3是根据本发明实施例的一种确定第二煤层区域的流程图，如图3所示，具体地，根据地震波成像数据，地震叠前反演数据和层位数据在预设空间范围内确定第二煤层区域，包括如下步骤S301和步骤S302：

步骤S301，根据地震前反演数据提取层位数据对应的岩层的密度和岩层剪切模量信息；

步骤S302，将提取到的密度中小于预设密度，以及提取到的剪切模量信息中小于预设剪切模量信息的区域作为第二煤层区域。

在本发明实施例中，在确定煤层破碎区域之后，还需要确定煤层中硬度较小的区域，即确定第二煤层区域。在确定第二煤层区域的过程中，采用的地震叠前反演数据和层位数据，也即，该确定过程同样是对多维数据进行处理，进而，确定出第二煤层区域。

由于地震叠前反演数据中包括密度和剪切模量反演信息，因此，在确定第二煤层区域时，首先，通过地震叠前反演数据提取目标层位对应的岩层的密度和剪切模量信息。在提取到岩层密度和剪切模量信息之后，可以将提取到的密度与预设密度进行比较，以及将提取到的剪切模量信息与预设剪切模量信息进行对比，确定密度小于预设密度，以及剪切模量信息小于预设剪切模量信息所对应的区域作为第二煤层区域，即作为煤层硬度较小的区域。

在本发明的一个可选实施方式中，如果测井数据包括视电阻率、伽玛伽玛、自然电位和声波速度、自然伽玛，那么根据待确定区域的测井数据在待确定区域中选取瓦斯突出区域包括如下步骤：

步骤S1，在测井数据筛选满足预设条件的数据，其中，预设条件为视电阻率大于第一阈值，伽玛伽玛大于第二阈值，自然电位大于第三阈值，声波速度小于第四阈值，自然伽玛小于第五阈值；

步骤S2，将待确定区域中与满足预设条件的数据相对应的区域作为瓦斯突出区域。

在本发明实施例中，在上述步骤S106中确定出待确定区域(即，瓦斯突出敏感区域)之后，需要分析待确定区域内的测井数据。将测试数据满足预设条件的数据所对应的区域作为瓦斯突出区域。

在本发明实施例中，测井数据选取为视电阻率、伽玛伽玛、自然电位和声波速度、自然伽玛，在筛选测井数据满足预设条件的数据之前，预先为上述测井数据分别设置了对应的阈值。例如，为视电阻率设置的阈值为第一阈值，为伽玛伽玛设置的阈值为第二阈值，为自然电位设置的阈值为第三阈值，为声波速度设置的阈值为第四阈值，为自然伽玛设置的阈值为第五阈值。

在筛选的过程中，主要是筛选视电阻率大于第一阈值，伽玛伽玛大于第二阈值，自然电位大于第三阈值，声波速度小于第四阈值，以及自然伽玛小于第四阈值的数据。如果筛选出视电阻率大于第一阈值，伽玛伽玛大于第二阈值，自然电位大于第三阈值，声波速度小于第四阈值，自然伽玛小于第五阈值的数据，那么将该数据在待确定区域中对应的区域作为瓦斯突出区域。也就是说，上述测井数据中满足“三高两低”的区域即为瓦斯突出区域，其中，“三高两低”是指高视电阻率、高伽玛伽玛、高自然电位和低声波速度、低自然伽玛。

通过上述对测井数据的描述可知，测井数据能够反映该区域的地质构造成因，因此，在本发明实施例中，通过测井数据在待确定区域中选取瓦斯突出区域，是对待确定区域的地质构造成因进行分析，进而，根据分析结果确定瓦斯突出区域。

在本发明的一个可选实施方式中，上述测井数据为初始测井数据经过数据转换之后得到的数据，其中，变换包括以下至少之一：深度转换、时间转换。

需要说明的是，测试数据的格式有很多中，在本发明实施例中，选取的测井数据是初始测井数据经过时间转换和深度转换后得出的测井数据，经过时间变换和深度转换后得到的测井数据与地震波成像数据、地震叠前反演数据和层位数据相匹配。

本发明实施例提供的瓦斯突出区域的预测方法，在物理机制上依据瓦斯突出部位煤体的构造和岩石物理特性；在地球物理探测方法上，通过利用地震属性分析、叠前反演数据和测井数据，综合考虑各种地球物理指标，从而避免了单一预测方法在实际应用中的不足之处。本发明实施例提供的瓦斯突出区域的预测方法可对瓦斯突出区域做出预警，以避免在煤矿开采的过程中发生相应地地质灾害，为煤矿安全高效生产提供保障。

本发明实施例还提供了一种瓦斯突出区域的预测装置，该瓦斯突出区域的预测装置主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的瓦斯突出区域的预测方法，以下对本发明实施例提供的瓦斯突出区域的预测装置做具体介绍。

图4是根据本发明实施例的一种瓦斯突出区域的预测的示意图，如图4所示，该瓦斯突出区域的预测装置主要包括获取单元41、第一确定单元43、第二确定单元45和选取单元47，其中：

获取单元41，用于获取预设空间范围内的地震波成像数据，地震叠前反演数据，目标层位的层位数据。

在本发明实施例中，预设空间范围为相关技术人员预先选取的地下空间范围，其中，该地下空间范围的水平展布和埋深为相关技术人员预先设置的。在本发明实施例中，地震波包括绕射波和反射波，因此，地震波成像数据包括绕射波成像数据和反射波成像数据；地震叠前反演数据为采用叠前反演算法对地震数据处理之后得到的数据；层位数据为目标层位的层位空间位置坐标信息，其中，由于岩层具有多个层位，因此，在本发明实施例中，为了简化计算过程，预先在岩层的多个层位中选取目标层位，其中，该目标层位为多个层位中发生断层的可能性最大的层位。

第一确定单元43，用于根据地震波成像数据，地震叠前反演数据和层位数据在预设空间范围内确定第一煤层区域和第二煤层区域，其中，第一煤层区域为煤层破碎的区域，第二煤层区域中煤体的硬度小于或者等于预设硬度。

在本发明实施例中，在获取到地震波成像数据、地震叠前反演数据和层位数据之后，就可以根据上述三种数据在预设空间范围内确定第一煤层区域和第二煤层区域。具体地，第一煤层区域为煤层破碎的区域，第二煤层区域为硬度较小的区域，也即，硬度小于或者等于预设硬度的区域。在确定第一煤层区域和第二煤层区域之后，就可以根据第一煤层区域和第二煤层区域确定瓦斯突出敏感区域(即，步骤S106中的待确定区域)，瓦斯突出敏感区域表明该区域发生瓦斯突出的可能性较高。在本发明实施例中，第一煤层区域和第二煤层区域可以包括重合的区域，也可以不包括重合的区域。

因此，在本发明实施例中，通过综合分析煤层破碎区域和煤层硬度较小的区域，并根据分析结果确定瓦斯突出敏感区域的方式，通过多方面的分析来确定瓦斯突出敏感区域，进而，避免了现有技术中仅采用一个方面来确定瓦斯突出敏感区域所带来的预测精度较差的问题。进一步地，在本发明实施例中，在确定第一煤层区域和第二煤层区域时，同样采用了多种类型的数据(即，地震波成像数据，地震叠前反演数据，目标层位的层位数据)，同样能够避免现有技术中仅采用一个方面的数据来确定瓦斯突出敏感区域所带来的预测精度较差的问题。

第二确定单元45，用于确定第一煤层区域和第二煤层区域重合的区域为待确定区域，其中，待确定区域发生地质灾害的可能性高于其他区域。

通过上述描述可知，在本发明实施中，通过综合分析第一煤层区域和第二煤层区域来确定瓦斯突出敏感区域(即，待确定区域)。由于根据第一煤层区域和第二煤层区域确定瓦斯突出敏感区域的方式有很多中，在本发明实施例中，优选第一煤层区域和第二煤层区域中重合的区域为待确定区域。也就是说，如果某个区域为煤层破碎区域，并且该煤层破碎区域中煤层的硬度较小，那么该区域发生瓦斯突出的可能较大，此时，将该区域(也即，重合区域)作为瓦斯突出敏感区域。

选取单元47，用于根据待确定区域的测井数据在待确定区域中选取瓦斯突出区域。

在本发明实施例中，在确定待确定区域之后，并不能直接确定该区域为瓦斯突出区域，还需要对该区域进行进一步地测试，具体地，可以采用测井数据对待确定区域进行进一步测试，以确定待确定区域是否为瓦斯突出区域。

测井数据为目前为止所能获得的分辨率最高、连续性最好的地质数据，测井数据中包含丰富的地质信息，不同的测试数据在不同程度上记录这地质演化的历史，从不同侧面反映着地层形成演化的条件和影响因素，如海平面变化、古环境、古地理、古气候信息及其变化情况等。因此，在本发明实施例中，采用测井数据对待确定区域进行进一步地确定能够提高瓦斯突出区域的预测精度。

瓦斯突出区域的预测精度的提高能够在某种程度上节省相关技术人员的预测时间，以提高煤矿的生产进度，同时，还能够保证煤矿工作人员的人身安全。

在本发明提供的瓦斯突出区域的预测方法中，首先获取预设空间范围内的地震波成像数据、地震叠前反演数据以及目标层位的层位数据，然后，通过上述三种数据确定预设空间范围内的煤层破碎区域(即，第一煤层区域)和煤层硬度较小的区域(即，第二煤层区域)；接下来，根据确定出的煤层破碎区域和煤层硬度较小的区域确定待确定区域；最后通过测试数据判断该待确定是否为瓦斯突出区域。采用本发明实施例提供的瓦斯突出区域的预测方法达到了精确对瓦斯突出区域进行预测的目的，进而缓解了现有技术中在对煤矿进行瓦斯突出区域进行预测时，由于预测方式较单一导致预设精度较差的技术问题。

可选地，第一确定单元包括：第一确定模块，用于根据地震波成像数据和层位数据确定第一断层空间的空间分布信息；第二确定模块，用于根据地震波成像数据和层位数据确定第二断层空间的空间展布信息，其中，第一断层空间的断层尺度大于第二断层空间的断层尺度；对比模块，用于将第一断层空间的空间分布信息和第二断层空间的空间展布信息进行对比，并将处于目标区域内的第二断层空间的空间展布信息对应的区域作为第一煤层区域，其中，目标区域与第一断层空间的中心距离小于或者等于预设距离。

可选地，地震波成像数据包括反射波成像数据，第一确定模块包括：第一计算子模块，用于根据反射波成像数据，沿着目标层位的层位数据计算第一断层空间的相干体数据，其中，相干体数据为表示反射波的纵向分量和横向分量的相似度数据；第一确定子模块，用于将计算得到相似度值确定为第一断层空间的空间分布信息。

可选地，地震波成像数据包括绕射波成像数据，第一确定模块还包括：第二计算子模块，用于沿着目标层位的层位数据计算绕射波成像数据的均方根振幅属性；第二确定子模块，用于将计算得到的方根振幅属性确定为第二断层空间的空间展布信息。

可选地，第一确定单元还包括：提取模块，用于根据地震叠前反演数据提取层位数据对应的岩层的密度和岩层剪切模量信息；第三确定模块，用于将提取到的密度中小于预设密度，以及提取到的剪切模量信息中小于预设剪切模量信息的区域作为第二煤层区域。

可选地，测井数据包括视电阻率、伽玛伽玛、自然电位和声波速度、自然伽玛，选取单元包括：筛选模块，用于在测井数据筛选满足预设条件的数据，其中，预设条件为视电阻率大于第一阈值，伽玛伽玛大于第二阈值，自然电位大于第三阈值，声波速度小于第四阈值，自然伽玛小于第五阈值；第四确定模块，用于将测井数据筛选满足预设条件的数据对应的区域作为瓦斯突出区域。

可选地，测井数据为初始测井数据经过数据转换之后得到的数据，其中，数据转换包括以下至少之一：深度转换、时间转换。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。