数字图像技术结合小岛法在煤分形特征中的应用*

陈 恋,袁 梅,2，许石青,2，韦善阳,2，杨萌萌，徐 林

(1.贵州大学 矿业学院，贵州 贵阳 550025；2.复杂地质矿山开采安全技术工程中心，贵州 贵阳 550025)

0 引言

随着我国煤炭开采深度的不断延伸，煤炭资源“三高一低”的特征导致煤层瓦斯抽采难度增大。煤层透气性是影响瓦斯抽采的重要因素，透气性越差，越不利于瓦斯的渗流与解吸。因此，如何改善煤层孔裂隙连通性，增大煤层透气性对确保煤矿安全生产、提高煤层气资源利用具有重要意义[1-2]。

近年来，诸多学者就煤的孔裂隙结构分形特征进行大量研究：高为等[3]研究分形维数与煤层孔渗性间的关系；宋昱等[4]分析menger、热力学及FHH分形模型对构造煤的适用性；彭鑫等[5]探究CO2致裂对煤孔隙结构的影响机制。由于煤是1种多孔介质，其组成结构较复杂，导致部分研究存在一定局限性，如采用压汞实验分析煤的孔隙分形特征时，其高压段的分形主要反映煤的基质压缩性问题而不是孔隙发育问题，故需在数据分析时重点关注高压段压汞数据的处理；文献[4]研究发现，煤的吸附能力随分形维数的增加呈二次多项式增长，而文献[5]得出煤的分形维数与吸附能力呈负相关关系。

数字图像处理技术操作简便高效,结果定量客观[6-7]，能准确提取目标图像中的设定参数，并将复杂计算过程简单化，可提高计算精度。随着计算机的快速发展，利用数字图像处理技术研究分形特征已在材料等领域得到广泛应用，但在煤的分形特征应用方面却鲜见报道。……