[發明專利]用于三維模擬試驗中圍巖裂隙重構方法、電子設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202111509800.2
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114187423A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 李全生;張凱;楊勝利;楊英明;劉新杰;郭俊廷;李鵬;陳肖龍;趙勇強;張國軍
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;國能神東煤炭集團有限責任公司;中國礦業大學（北京）;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T19/00;G06F30/20;G06F111/08
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 耿蕾

本發明公開一種用于三維模擬試驗中圍巖裂隙重構方法、電子設備及存儲介質，方法包括：獲取三維模擬實驗中，模擬采煤后采煤模型的孔隙率作為采煤后孔隙率；獲取采煤模型上每個網格統計得到的固相生長核的分布概率、以及每個網格在多個方向上固相生長核的生長概率；根據采煤后孔隙率、每個網格的固相生長核的分布概率、以及每個網格在多個方向上固相生長核的生長概率，生成采煤后裂隙數字模型；將采煤后裂隙數字模型輸出到三維打印設備，三維打印設備根據采煤后裂隙數字模型重構為裂隙三維模型。本發明結合三維模擬模型的模型參數，建立裂隙三維模型，實現了模型的重構，解決在三維模擬實驗中圍巖裂隙場監測精度低、三維重構模型不精確的問題。

技術領域

本發明涉及煤礦相關技術領域，特別是一種用于三維模擬試驗中圍巖裂隙重構方法、電子設備及存儲介質。

背景技術

當前，對圍巖裂隙場的監測的設備有兩種，鉆孔電視和CT成像。

鉆孔電視成像儀，例如KDVJ–400，采用高分辨率彩色電視攝像頭進行監測,在液晶顯示屏上顯示鉆孔內壁構造,能監測孔內整體情況,并可錄像。數字式全景鉆孔攝像系統采用了全景圖像的新概念,利用數字化技術進行處理,實時性能好、觀測范圍大、測量精度高、探測過程自動化和強大的數字化處理能力,能準確地獲得鉆孔內結構面產狀和裂隙寬度等參數,能形成經無縫拼接處理后的平面展開圖和三維鉆孔巖芯圖。

CT掃描成像系統作為一種無損檢測手段，運用其掃描成像原理及三維重構的可視化功能，能夠快速、無損獲取巖石內部結構分布特征。在工業CT掃描成像實驗中，當X射線穿透巖石試件時，由于巖石試件內部結構是由不同密度礦物成分組成的，各點對X射線的吸收系數也是不同的，X射線在掃描過程中強度發生衰減，射線中含有被掃描巖石試件的內部結構密度信息，成像系統接收并將其轉化為數字圖像的形式，方便觀察巖石試件內部結構分布情況。通過VG Studio max軟件與工業CT掃描設備進行對接，對原始數據進行處理并導出CT掃描切片圖像。通過三維可視化圖像處理軟件Avizo對CT切片圖像堆棧進行矢量化處理，利用“Interact ive Thresholding”模塊進行圖像閾值分割來提取圖像中的裂隙部分，使用“Volume Rendering”模塊對裂隙的形貌以及分布特征進行展示。

然而，雖然已有的監測設備可以對模型內部裂隙場進行監測，但是由于不考慮接觸監測的干擾，因而準確性低，導致結果偏差大。已有的重構模型方法可以完成重構工作，但是算法繁瑣，遇到多相問題在連接接觸點上不夠完善，導致模型結果誤差。

發明內容

基于此，有必要針對現有技術三維模擬實驗中圍巖裂隙場監測精度低、三維重構模型不精確的技術問題，提供一種用于三維模擬試驗中圍巖裂隙重構方法、電子設備及存儲介質。

本發明提供一種用于三維模擬試驗中圍巖裂隙重構方法，包括：

獲取三維模擬實驗中，模擬采煤后采煤模型的孔隙率作為采煤后孔隙率；

獲取采煤模型上每個網格統計得到的固相生長核的分布概率、以及每個網格在多個方向上固相生長核的生長概率；

根據采煤后孔隙率、每個網格的固相生長核的分布概率、以及每個網格在多個方向上固相生長核的生長概率，生成采煤后裂隙數字模型；

將所述采煤后裂隙數字模型輸出到三維打印設備，所述三維打印設備根據所述采煤后裂隙數字模型重構為裂隙三維模型。

進一步地：

所述獲取三維模擬實驗中，模擬采煤后采煤模型的孔隙率作為采煤后孔隙率，具體包括：獲取三維模擬實驗中，模擬采煤后采煤模型的采煤后模型圖像，根據所述采煤后模型圖像計算模擬采煤后采煤模型的孔隙率作為采煤后孔隙率；