断层是影响煤矿安全的致灾地质因素，查明断层特征是煤矿三维地震勘探的主要目的之一。常规断层解释中采用的人机交互解释方法，其可靠性在一定程度上取决于解释者的经验。为提高断层解释精度，提出一种基于主成分分析和最近邻算法来检测沿目标层断层分布的方法。首先，选择峰峰矿区羊东煤矿作为研究区域，从矿区高精度处理后获得的三维地震数据中提取10 个地震属性；然后，采用主成分分析法(PCA)将上述10 个地震属性整合为6 个综合属性；同时，将属性信息与从矿区15 口井和3 条巷道确定的139 个点的断层信息相结合，构建已知数据信息；在该数据信息的基础上，分别组建出数据集1 和数据集2 两种数据集，2 种数据集的训练集与测试集的比分别为9∶1 和3∶7。利用这些数据集以及十折交叉验证的方法，开展基于最近邻算法(kNN)的断层识别准确率测试，数据集1 的测试准确率为87.75%，数据集2 的测试准确率为71.63%；这表明训练数据量越大，断层识别准确率越高，从而也说明高密度三维地震在该方法的应用中存在一定优势。在对kNN 模型的分类性能进行测试时，使用通过PCA 进行降维处理的数据作为输入，计算出的分类准确率分别为89.23%和73.79%；这是因为PCA 降低了原始输入特征的维数，从而减少了所需的计算量并提高了这些特征的表征能力。综合结果表明，结合PCA 和kNN方法可以有效地识别断层分布，减少主观人为因素的影响，提高断层解释的效率。

1 基本原理和方法

   1.1 主成分分析(PCA)

   1.2 最近邻算法(kNN)

2 数据集构建

   2.1 研究区概况

   2.2 特征提取

   2.3 特征选择

3 模型构建与断层自动识别

   3.1 交叉验证的思想

   3.2 模型构建与评估

   3.3 断层分布预测

4 结论