采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法
【專(zhuān)利摘要】采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，其步驟為：（1）確定需要進(jìn)行瓦斯治理的煤層并布置測(cè)量孔；（2）將所有測(cè)量孔孔口與孔底中心處的三維坐標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)；（3）在每個(gè)測(cè)量孔內(nèi)各安裝1臺(tái)本質(zhì)安全型鉆孔成像儀，在煤采動(dòng)過(guò)程中用所述成像儀采集各測(cè)量孔不同孔深處的孔壁視頻信息；（4）將各次采集到的每個(gè)測(cè)量孔不同孔深處的孔壁視頻信息轉(zhuǎn)化為各次每個(gè)測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像，計(jì)算各次每個(gè)測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)；（5）將與采煤工作面距離相同的測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)分在同一組，將各組分形維數(shù)分別進(jìn)行算數(shù)平均，即得采煤工作面推進(jìn)過(guò)程中距采煤工作面不同距離的煤巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)的平均分形維數(shù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦山安全【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]瓦斯一直是影響煤礦安全生產(chǎn)的主要因素，隨著煤礦開(kāi)采深度的增加，瓦斯災(zāi)害會(huì)更加明顯，并且，大量的淺部低瓦斯礦井在逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦咄咚沟V井，瓦斯事故起數(shù)和致死率都呈逐年上升的態(tài)勢(shì)。另一方面，瓦斯對(duì)大氣環(huán)境的破壞也十分嚴(yán)重，瓦斯對(duì)臭氧層的破壞能力是CO2的7倍，其產(chǎn)生的溫室效應(yīng)為CO2的21倍。
[0003]對(duì)于具有低滲透、強(qiáng)吸附、高瓦斯含量的煤層而言，地面抽采瓦斯通常十分困難，必須在單一煤層開(kāi)采中實(shí)施有效的人工增透，或在煤層群的大范圍采動(dòng)過(guò)程中誘致煤巖體產(chǎn)生裂隙、促使瓦斯解吸、形成瓦斯流動(dòng)，才能有效地實(shí)施煤與瓦斯共采。煤巖體裂隙場(chǎng)是瓦斯?jié)B流、運(yùn)移的主要通道，煤巖體裂隙的發(fā)育及演化情況直接影響到煤巖體的滲透性和瓦斯在破斷煤巖體中的運(yùn)移流動(dòng)。目前，用于獲取煤巖體破斷規(guī)律的方法有物理模型試驗(yàn)法和數(shù)值模擬法，但由于煤采動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的邊界條件復(fù)雜，現(xiàn)有的方法無(wú)法準(zhǔn)確模擬復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)條件，最終獲得的煤巖體破斷規(guī)律并不真實(shí)，對(duì)瓦斯治理工程的實(shí)際指導(dǎo)意義不大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，該方法能對(duì)采動(dòng)過(guò)程中煤巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)的的分布規(guī)律及裂隙網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通性進(jìn)行定量測(cè)定，可用于指導(dǎo)煤層的瓦斯抽采以及巷道支護(hù)工作，保證礦井的開(kāi)采安全。
[0005]本發(fā)明所述采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，步驟如下:
[0006](I)根據(jù)煤層瓦斯地質(zhì)條件，確定需要進(jìn)行瓦斯治理的煤層，在需要進(jìn)行瓦斯治理的煤層，裂隙演化測(cè)量范圍圈定在距采煤工作面至少50m以外，從圈定的裂隙演化測(cè)量范圍起始處計(jì)，沿機(jī)巷方向每隔20?30m布置I個(gè)測(cè)量斷面，每個(gè)測(cè)量斷面上至少布置一組測(cè)量孔，每組測(cè)量孔包括頂板孔和順層孔各I個(gè)；
[0007](2)在裂隙演化測(cè)量范圍建立三維坐標(biāo)系，使各測(cè)量斷面上的測(cè)量孔均在同一三維坐標(biāo)系中并確定各測(cè)量孔的孔口中心處和孔底中心處的三維坐標(biāo)，將所有測(cè)量孔孔口中心處與孔底中心處的三維坐標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)，生成各測(cè)量孔的三維立體圖；
[0008](3)在每個(gè)測(cè)量孔內(nèi)各安裝I臺(tái)本質(zhì)安全型鉆孔成像儀，在煤采動(dòng)過(guò)程中，使用所述本質(zhì)安全型鉆孔成像儀按照采煤工作面每推進(jìn)2?4m進(jìn)行一次采集的頻率采集各測(cè)量孔不同孔深處的孔壁視頻信息，將采集到的視頻信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)或者存儲(chǔ)于本質(zhì)安全型鉆孔成像儀中待測(cè)量完成后導(dǎo)入計(jì)算機(jī)；
[0009](4)對(duì)各次采集到的每個(gè)測(cè)量孔不同孔深處的孔壁視頻信息進(jìn)行處理得到各次每一個(gè)測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像，然后以各次每一個(gè)測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像為基礎(chǔ)，計(jì)算出各次每一個(gè)測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)Db并保存；
[0010](5)將所保存的各次測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)進(jìn)行分組，與采煤工作面距離相同的測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)分在同一組，將各組的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)分別進(jìn)行算數(shù)平均，即得到采煤工作面推進(jìn)過(guò)程中距采煤工作面不同距離的煤巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)的平均分形維數(shù)。
[0011]上述方法中，步驟(1)中所述裂隙演化測(cè)量范圍圈定在距離采煤工作面50m~200m的范圍。
[0012]上述方法中，步驟(1)中所述測(cè)量斷面至少布置5個(gè)。
[0013]上述方法中，步驟(1)中所述頂板孔的孔徑為30~200mm，頂板孔的深度至少與煤層的厚度相同，所述順層孔的孔徑為50~200mm，順層孔的深度至少為機(jī)巷與風(fēng)巷之間距離的1/2，順層孔的中心線(xiàn)與底板的距離為1/3煤層厚度~2/3煤層厚度。
[0014]上述方法中，步驟(4)中所述對(duì)各次采集到的每個(gè)測(cè)量孔不同孔深處的孔壁視頻信息進(jìn)行處理的操作如下:分別提取各次采集到的每個(gè)測(cè)量孔在不同孔深處的圖像，將所得各測(cè)量孔的每一幀圖像分別與各測(cè)量孔的三維坐標(biāo)進(jìn)行匹配得到各測(cè)量孔每一幀圖像的三維坐標(biāo)，以各測(cè)量孔的每一幀圖像的中心點(diǎn)為原點(diǎn)，分別提取每一幀圖像中的圓環(huán)狀像素集并將其拉伸成帶狀像素集，再按從孔口至孔底方向分別依次拼接各測(cè)量孔不同孔深處的帶狀像素集，形成各測(cè)量孔的整個(gè)孔壁展開(kāi)圖，將各測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)圖進(jìn)行二值化，即得到各測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像。
[0015]上述方法中，步驟(4)中所述測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)Db的計(jì)算方法為:
[0016]①對(duì)所述測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像用邊長(zhǎng)由大至小變化的i種不同邊長(zhǎng)的正方形進(jìn)行分割，然后統(tǒng)計(jì)用每一種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的各種正方形個(gè)數(shù)，所述i≤9;第一種正方形的邊長(zhǎng)記為S1,S1形成的一個(gè)正方形能完全覆蓋孔壁展開(kāi)二值化圖像上所有裂隙的像素點(diǎn)為準(zhǔn)，第二種正方形的邊 長(zhǎng)記為δ2，S2 = IcS1,......,第i種正方形的邊長(zhǎng)記為Si, δ i = k δ;用第一
種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為N1，用第二種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為N2,……，用第i 一I種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為Np1，用第i種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為Ni ；
[0017]②以IgS為橫坐標(biāo)、IgN為縱坐標(biāo)建立平面直角坐標(biāo)系，并分別對(duì)所述δ”δ2>……、\ —r Si及所述K、Ν2、……、N1-r Ni取對(duì)數(shù)，然后用IgS1Ug N1, Iga2UgN2,……，IgS1-P Ig Ni^1, Ig δρ Ig Ni數(shù)據(jù)對(duì)在IgS-1gN直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)并根據(jù)所描各點(diǎn)進(jìn)行線(xiàn)性擬合得一直線(xiàn)，該直線(xiàn)斜率的絕對(duì)值即為所述測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維
數(shù)Db。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]1、本發(fā)明提供了一種采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，該方法通過(guò)對(duì)各測(cè)量孔孔壁視頻信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并轉(zhuǎn)化為各測(cè)量孔裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)的技術(shù)手段，能夠獲得在復(fù)雜邊界條件下受采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)影響的采煤工作面前方煤巖體裂隙出現(xiàn)、擴(kuò)展以及演化過(guò)程，與物理模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬相比，能夠更加真實(shí)和準(zhǔn)確地獲取采動(dòng)煤巖體的破斷規(guī)律。
[0020]2、本發(fā)明所述方法獲得的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)是采煤工作面推進(jìn)過(guò)程中煤巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和連通性的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)，距采煤工作面不同距離的測(cè)量孔裂隙網(wǎng)絡(luò)分形維數(shù)的變化規(guī)律可定量指示超前支撐壓力的范圍及其峰值區(qū)域，從而可用于指導(dǎo)同一煤層的相同采深面的瓦斯抽采以及巷道支護(hù)工作，治理高突礦井工作面瓦斯超限，保證高突礦井的開(kāi)采安全。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是實(shí)施例中裂隙演化測(cè)量范圍內(nèi)所布置的測(cè)量斷面和測(cè)量孔的平面圖；
[0022]圖2是圖1的A-A’剖面示意圖；
[0023]圖3是使用1#頂板孔第一次測(cè)量的Ig δ P Ig N1, Ig δ 2、Ig N2,……，Ig δ 9、IgN9, Ig δ 1(|、Ig N10數(shù)據(jù)對(duì)在Ig δ -1gN直角坐標(biāo)系中進(jìn)行線(xiàn)性擬合的示意圖；
[0024]圖4是實(shí)施例1中距 離采煤工作面不同距離的測(cè)量孔的平均分形維數(shù)變化曲線(xiàn)；
[0025]圖中，I—米空區(qū)、2—煤層、3—機(jī)巷、4一風(fēng)巷、5—順層孔、6—頂板孔、7—頂板巖層。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]本實(shí)施例中，煤層的厚度為3m，機(jī)巷與風(fēng)巷之間距離為80m，采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，步驟如下:
[0028](I)根據(jù)煤層瓦斯地質(zhì)條件，確定要進(jìn)行瓦斯治理的煤層，在需要進(jìn)行瓦斯治理的煤層，，裂隙演化測(cè)量范圍圈定在距采煤工作面50m~130m的范圍，以距離采煤工作面50m處為起點(diǎn)，沿機(jī)巷3方向每隔20m布置I個(gè)測(cè)量斷面，共布置五個(gè)測(cè)量斷面，每個(gè)測(cè)量斷面上布置一組測(cè)量孔(1#~5#測(cè)量孔)，每組測(cè)量孔包括I個(gè)頂板孔(垂直于頂板巖層7方向的測(cè)量孔)和I個(gè)順層孔(平行于煤層2并且垂直于機(jī)巷3軸向的測(cè)量孔)，如圖1所示，每一組測(cè)量孔中的頂板孔和順層孔孔口中心的三維坐標(biāo)相同；其中，順層孔的孔深度為40m、孔徑為75mm、距離底板的高度為1.5m,頂板孔的深度為17m、孔徑為38mm。
[0029](2)如圖1和圖2所示，在裂隙演化測(cè)量范圍建立三維坐標(biāo)系，使各測(cè)量斷面上的測(cè)量孔均在同一三維坐標(biāo)系中，以煤層開(kāi)采方向?yàn)閄軸正方向，以順層孔的孔口到孔底的方向?yàn)閅軸正方向，以垂直于X-Y平面且指向頂板巖層的方向?yàn)閆軸正方向，即A-A’斷面為Y-Z坐標(biāo)平面，以A-A’斷面上順層孔中心線(xiàn)與頂板孔中心線(xiàn)交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)(0，O, O),1#~5#測(cè)量孔孔孔口中心處與孔底中心處的三維坐標(biāo)如表1所示:
[0030]表1 1#~5#測(cè)量孔孔口中心與孔底中心的三維坐標(biāo)
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，其特征在于步驟如下: (1)根據(jù)煤層瓦斯地質(zhì)條件，確定需要進(jìn)行瓦斯治理的煤層，在需要進(jìn)行瓦斯治理的煤層，裂隙演化測(cè)量范圍圈定在距采煤工作面至少50m以外，從圈定的裂隙演化測(cè)量范圍起始處計(jì)，沿機(jī)巷方向每隔20~30m布置1個(gè)測(cè)量斷面，每個(gè)測(cè)量斷面上至少布置一組測(cè)量孔，每組測(cè)量孔包括頂板孔和順層孔各1個(gè)； (2)在裂隙演化測(cè)量范圍建立三維坐標(biāo)系，使各測(cè)量斷面上的測(cè)量孔均在同一三維坐標(biāo)系中并確定各測(cè)量孔的孔口中心處和孔底中心處的三維坐標(biāo)，將所有測(cè)量孔孔口中心處與孔底中心處的三維坐標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)，生成各測(cè)量孔的三維立體圖； (3)在每個(gè)測(cè)量孔內(nèi)各安裝I臺(tái)本質(zhì)安全型鉆孔成像儀，在煤采動(dòng)過(guò)程中，使用所述本質(zhì)安全型鉆孔成像儀按照采煤工作面每推進(jìn)2~4m進(jìn)行一次采集的頻率采集各測(cè)量孔不同孔深處的孔壁視頻信息，將采集到的視頻信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)或者存儲(chǔ)于本質(zhì)安全型鉆孔成像儀中待測(cè)量完成后導(dǎo)入計(jì)算機(jī)； (4)對(duì)各次采集到的每個(gè)測(cè)量孔不同孔深處的孔壁視頻信息進(jìn)行處理得到各次每一個(gè)測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像，然后以各次每一個(gè)測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像為基礎(chǔ)，計(jì)算出各次每一個(gè)測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)(Db)并保存； (5)將所保存的各次測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)進(jìn)行分組，與采煤工作面距離相同的測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)分在同一組，將各組的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)分別進(jìn)行算數(shù)平均，即得到采煤工作面推進(jìn)過(guò)程中距采煤工作面不同距離的煤巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)的平均分形維數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，其特征在于步驟(1)中所述裂隙演化測(cè)量范圍圈定在距離采煤工作面50m~200m的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，其特征在于步驟(1)中所述測(cè)量斷面至少布置5個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，其特征在于步驟(1)中所述頂板孔的孔徑為30~200mm，頂板孔的深度至少與煤層的厚度相同；所述順層孔的孔徑為50~200mm，順層孔的深度至少為機(jī)巷與風(fēng)巷之間距離的1/2，順層孔的中心線(xiàn)與底板的距離為1/3煤層厚度~2/3煤層厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，其特征在于步驟(1)中所述頂板孔的孔徑為30~200mm，頂板孔的深度至少與煤層的厚度相同；所述順層孔的孔徑為50~200mm，順層孔的深度至少為機(jī)巷與風(fēng)巷之間距離的1/2，順層孔的中心線(xiàn)與底板的距離為1/3煤層厚度~2/3煤層厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，其特征在于步驟(4)中所述對(duì)各次采集到的每個(gè)測(cè)量孔不同孔深處的孔壁視頻信息進(jìn)行處理的操作如下:分別提取各次采集到的每個(gè)測(cè)量孔在不同孔深處的圖像，將所得各測(cè)量孔的每一幀圖像分別與各測(cè)量孔的三維坐標(biāo)進(jìn)行匹配得到各測(cè)量孔每一幀圖像的三維坐標(biāo)，以各測(cè)量孔的每一幀圖像的中心點(diǎn)為原點(diǎn)，分別提取每一幀圖像中的圓環(huán)狀像素集并將其拉伸成帶狀像素集，再按從孔口至孔底方向分別依次拼接各測(cè)量孔不同孔深處的帶狀像素集，形成各測(cè)量孔的整個(gè)孔壁展開(kāi)圖，將各測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)圖進(jìn)行二值化，即得到各測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，其特征在于步驟(4)中所述對(duì)各次采集到的每個(gè)測(cè)量孔不同孔深處的孔壁視頻信息進(jìn)行處理的操作如下:分別提取各次采集到的每個(gè)測(cè)量孔在不同孔深處的圖像，將所得各測(cè)量孔的每一幀圖像分別與各測(cè)量孔的三維坐標(biāo)進(jìn)行匹配得到各測(cè)量孔每一幀圖像的三維坐標(biāo)，以各測(cè)量孔的每一幀圖像的中心點(diǎn)為原點(diǎn)，分別提取每一幀圖像中的圓環(huán)狀像素集并將其拉伸成帶狀像素集，再按從孔口至孔底方向分別依次拼接各測(cè)量孔不同孔深處的帶狀像素集，形成各測(cè)量孔的整個(gè)孔壁展開(kāi)圖，將各測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)圖進(jìn)行二值化，即得到各測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，其特征在于步驟(4)中所述對(duì)各次采集到的每個(gè)測(cè)量孔不同孔深處的孔壁視頻信息進(jìn)行處理的操作如下:分別提取各次采集到的每個(gè)測(cè)量孔在不同孔深處的圖像，將所得各測(cè)量孔的每一幀圖像分別與各測(cè)量孔的三維坐標(biāo)進(jìn)行匹配得到各測(cè)量孔每一幀圖像的三維坐標(biāo)，以各測(cè)量孔的每一幀圖像的中心點(diǎn)為原點(diǎn)，分別提取每一幀圖像中的圓環(huán)狀像素集并將其拉伸成帶狀像素集，再按從孔口至孔底方向分別依次拼接各測(cè)量孔不同孔深處的帶狀像素集，形成各測(cè)量孔的整個(gè)孔壁展開(kāi)圖，將各測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)圖進(jìn)行二值化，即得到各測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，其特征在于步驟(4)中所述測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)(Db)的計(jì)算方法為: ①對(duì)所述測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像用邊長(zhǎng)由大至小變化的i種不同邊長(zhǎng)的正方形進(jìn)行分割，然后統(tǒng)計(jì)用每一種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的各種正方形個(gè)數(shù)，所述i≥9;第一種正方形的邊長(zhǎng)記為S1, 尺寸以S1B成的一個(gè)正方形能完全覆蓋孔壁展開(kāi)二值化圖像上所有裂隙的像素點(diǎn)為準(zhǔn)，第二種正方形的邊長(zhǎng)記為S2，= ……，第i種正方形的邊長(zhǎng)記為δ” Si =;用第一種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值 化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為N1，用第二種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為N2,……，用第i 一 I種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為Np1，用第i種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為Ni ； ②以IgS為橫坐標(biāo)、IgN為縱坐標(biāo)建立平面直角坐標(biāo)系，并分別對(duì)所述δρδ2、……、\ —η Si及所述Np Ν2、……、隊(duì)―1、Ni取對(duì)數(shù)，然后用IgS1Jg N1, IgS 2、Ig N2,……，IgSp1Ug Ni^17IgaiUg Ni數(shù)據(jù)對(duì)在IgS-1gN直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)并根據(jù)所描各點(diǎn)進(jìn)行線(xiàn)性擬合得一直線(xiàn)，該直線(xiàn)斜率的絕對(duì)值即為所述測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)(Db)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述采動(dòng)煤巖體裂隙演化的測(cè)量方法，其特征在于步驟(4)中所述測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)(Db)的計(jì)算方法為: ①對(duì)所述測(cè)量孔的孔壁展開(kāi)二值化圖像用邊長(zhǎng)由大至小變化的i種不同邊長(zhǎng)的正方形進(jìn)行分割，然后統(tǒng)計(jì)用每一種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的各種正方形個(gè)數(shù)，所述i≥9;第一種正方形的邊長(zhǎng)記為S1, 尺寸以S1B成的一個(gè)正方形能完全覆蓋孔壁展開(kāi)二值化圖像上所有裂隙的像素點(diǎn)為準(zhǔn)，第二種正方形的邊長(zhǎng)記為S2，= ……，第i種正方形的邊長(zhǎng)記為δ” Si =;用第一種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為N1，用第二種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為N2,……，用第i 一 I種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為Np1，用第i種正方形分割后孔壁展開(kāi)二值化圖像上包含至少一個(gè)像素點(diǎn)的正方形個(gè)數(shù)記為Ni ； ②以IgS為橫坐標(biāo)、IgN為縱坐標(biāo)建立平面直角坐標(biāo)系，并分別對(duì)所述δρδ2、……、\ —η Si及所述Np Ν2、……、隊(duì)―1、Ni取對(duì)數(shù)，然后用IgS1Jg N1, IgS 2、Ig N2,……，IgSp1Ug Ni^17IgaiUg Ni數(shù)據(jù)對(duì)在IgS-1gN直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)并根據(jù)所描各點(diǎn)進(jìn)行線(xiàn)性擬合得一直線(xiàn)，該直線(xiàn)`斜率的絕對(duì)值即為所述測(cè)量孔的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)(Db)。
【文檔編號(hào)】E21B49/00GK103775071SQ201410018710
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】高明忠, 張茹, 金文城, 謝晶, 高春玉, 帥春, 譚強(qiáng), 徐曉練, 李圣偉 申請(qǐng)人:四川大學(xué)