[发明专利]一种基于裂隙分维指标的采动覆岩质量评价方法

权利要求书

1.一种基于裂隙分维指标的采动覆岩质量评价方法，其特征在于，包括以 下步骤：

S1、构建裂隙分维指标：

S11、根据采空区位置进行地质勘探钻孔取芯，并对获得的岩芯进行单元划分；

S12、获取岩芯壁图像，并进行图像处理得到各个单元岩体的二值化图像；

S13、基于上述二值化图像，获取各个单元的分形维数D及各个单元岩石质量指 标RQD并存储；

S14、根据步骤S13获得的分形维数D和岩石质量指标RQD，以RQD为横坐标， 分形维数D为纵坐标，建立岩石质量指标RQD与分形维数D的定量关系图，并 拟合直线方程；

S15、结合上述拟合直线方程构建裂隙分维指标；

S2、根据上述裂隙分维指标评价采动覆岩质量。

2.根据权利要求1所述的一种基于裂隙分维指标的采动覆岩质量评价方 法，其特征在于，所述步骤S2中评价采动覆岩质量包括以下步骤：

S21、确定需要进行采动覆岩质量评价的矿层，布置测量孔；

S22、获取各测量孔的孔壁视频信息；

S23、对上述视频信息进行处理，获得各个测量孔的孔壁展开二值化图像；

S24、根据上述二值化图像分析裂隙网络分形维数D’并存储；

S25、依据裂隙分维指标获得采动覆岩质量等级。

3.根据权利要求1所述的一种基于裂隙分维指标的采动覆岩质量评价方 法，其特征在于，所述步骤S13中获取分形维数D包括以下步骤：

S131、用半径由大至小变化的n种不同半径的圆覆盖所述二值化图像，第i 种圆的半径记为r_i,用第i种圆覆盖后二值化图像上包含至少一条裂隙的圆的个 数记为N_i，其中，r_i＝kr_i-1，0<k<1，n为圆的种类数，且n≥9；

S132、对上述r_i和N_i分别取对数，以lgr为横坐标、lgN为纵坐标构建坐 标系，获得lgr-lgN拟合直线；

S133、求上述lgr-lgN拟合直线斜率的绝对值，即为分形维数D。

4.根据权利要求3所述的一种基于裂隙分维指标的采动覆岩质量评价方 法，其特征在于，所述步骤S13中，岩石质量指标RQD通过RQD(％)＝Σl_i/L×100％ 获取，其中，l_i为单元岩芯未破坏岩块的长度，L为所取单元岩芯总长。

5.根据权利要求2所述的一种基于裂隙分维指标的采动覆岩质量评价方 法，其特征在于，步骤S21中在布置测量孔时，以开切眼为起点，沿着水平开 采方向每隔20m～30m布置一个测量孔。

6.根据权利要求5所述的一种基于裂隙分维指标的采动覆岩质量评价方 法，其特征在于，步骤S21中在每个测量孔内设置有长度与孔深一致的标尺， 且各测量孔内安装有钻孔成像仪。

7.根据权利要求6所述的一种基于裂隙分维指标的采动覆岩质量评价方 法，其特征在于，步骤S22中，获取各测量孔视频信息时通过钻孔成像仪按照 工作面每推进2m-4m进行一次图像采集的频率进行采集。

8.根据权利要求7所述的一种基于裂隙分维指标的采动覆岩质量评价方 法，其特征在于，所述测量孔位于矿层顶板中部并垂直于顶板，所述顶板是指 赋存在矿层之上的邻近岩层，所有的测量孔位于同一竖直平面内。

9.根据权利要求4所述的一种基于裂隙分维指标的采动覆岩质量评价方法， 其特征在于，步骤S11中对岩芯进行单元划分时，将岩芯自上而下每隔2m划分 一个单元，并依次编号存储。