(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111509800.2 (22)申请日 2021.12.10 (71)申请人 国家能源投资集团有限责任公司 地址 100011 北京市东城区安外西滨河路 22号 申请人 国能神东煤炭集团有限责任公司 　 中国矿业大 学 （北京） 　 北京低碳清洁能源研究院 (72)发明人 李全生　张凯　杨胜利　杨英明　 刘新杰　郭俊廷　李鹏　陈肖龙　 赵勇强　张国军　 (74)专利代理 机构 北京邦信阳专利商标代理有 限公司 1 1012 代理人 耿蕾(51)Int.Cl. G06T 17/20(2006.01) G06T 19/00(2011.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/08(2020.01) (54)发明名称 用于三维模拟试验中 围岩裂隙重构方法、 电 子设备及存 储介质 (57)摘要 本发明公开一种用于三维模拟试验中围岩 裂隙重构方法、 电子设备及存储介质， 方法包括： 获取三维模拟实验中， 模拟采煤后采煤模型的孔 隙率作为采煤后孔隙率； 获取采煤模 型上每个网 格统计得到的固相生长核的分布 概率、 以及每个 网格在多个方向上固相生长核的生长概率； 根据 采煤后孔隙率、 每个网格的固相生长核的分布概 率、 以及每个网格在多个方向上固相生长核的生 长概率， 生成采煤后裂隙数字模型； 将采煤后裂 隙数字模型输出到三维打印设备， 三维打印设备 根据采煤后裂隙数字模型重构为裂隙三维模型。 本发明结合三维模拟模型的模型参数， 建立裂隙 三维模型， 实现了模型的重构， 解决在三维模拟 实验中围岩裂隙场监测精度低、 三维重构模型不 精确的问题。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 114187423 A 2022.03.15 CN 114187423 A 1.一种用于三维模拟试验中围岩裂隙重构方法， 其特 征在于， 包括： 获取三维模拟实验中， 模拟采煤后采煤模型的孔隙率作为采煤后孔隙率； 获取采煤模型上每个网格统计得到的固相生长核的分布概率、 以及每个网格在多个方 向上固相生长核的生长概 率； 根据采煤后孔隙率、 每个网格的固相生长核的分布概率、 以及每个网格在多个方向上 固相生长核的生长概 率， 生成采煤后裂隙数字模型； 将所述采煤后裂隙数字模型输出到三维打印设备， 所述三维打印设备根据所述采煤后 裂隙数字模型重构为裂隙三维模型。 2.根据权利要求1所述的用于三维模拟试验中围岩裂隙重构方法， 其特 征在于： 所述获取三维模拟实验中， 模拟采煤后采煤模型的孔隙率作为采煤后孔隙率， 具体包 括： 获取三 维模拟实验中， 模拟采煤后采煤模型的采煤后模型图像， 根据所述采煤后模型图 像计算模拟采煤后采煤模型的孔隙率作为采煤后孔隙率； 所述获取采煤模型上每个网格统计得到的固相生长核的分布概率、 以及每个网格在多 个方向上固相生长核的生长概率， 具体包括： 将所述采煤后模 型图像分为多个网格， 根据采 煤后模型图像的图像信息， 统计每个网格的固相生长核的分布概率、 以及每个网格在多个 方向上固相生长核的生长概 率。 3.根据权利要求2所述的用于三维模拟试验中围岩裂隙重构方法， 其特征在于， 所述获 取三维模拟实验中， 模拟采煤后采煤模型的采煤后模型图像， 具体包括： 获取三维模拟 实验中， 位于采煤模型中的多个摄像装置所拍摄的模拟采煤后采煤模型 的图像， 将多个 摄像装置所拍摄的图像融合得到采煤后模型图像。 4.根据权利要求3所述的用于三维模拟试验中围岩裂隙重构方法， 其特征在于， 还包 括： 从所述采煤后模型图像中识别出裂隙作为采煤后实测裂隙， 计算采煤后实测裂隙的裂 隙变化值作为采煤后实测裂隙变化 值； 从所述采煤后裂隙数字模型中识别出裂隙作为待验证裂隙， 计算待验证裂隙的待验证 裂隙变化 值； 将所述采煤后实测裂隙变化值与 所述待验证裂隙变化值进行比较， 如果所述采煤后实 测裂隙变化值与所述待验证裂隙变化值的差值小于预设差值阈值， 则判断所述采煤后裂隙 数字模型有效， 否则判断所述采煤后裂隙数字模型无效， 重新根据采煤后孔隙率、 每个网格 的固相生长核的分布概率、 以及每个网格在多个方向上固相生长核的生长概率， 生成新的 采煤后裂隙数字模型。 5.根据权利要求4所述的用于三维模拟试验中围岩裂隙重构方法， 其特征在于， 还包 括： 获取采煤前采煤模型的孔隙率， 作为采煤前孔隙率； 将采煤模型分为多个网格， 获取每个网格的固相生长核的初始分布概率、 以及每个网 格在多个方向上固相生长核的初始生长概 率； 根据采煤前孔隙率、 每个网格的固相生长核的初始分布概率、 以及每个网格在多个方 向上固相生长核的初始生长概 率， 生成初始裂隙数字模型； 从所述初始裂隙数字模型中识别出裂隙作为初始裂隙；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114187423 A 2所述计算待验证裂隙的待验证裂隙变化值， 具体包括： 将所述初始裂隙与所述待验证 裂隙进行比较， 确定待验证 裂隙变化 值。 6.根据权利要求5所述的用于三维模拟试验中围岩裂隙重构方法， 其特征在于， 还包 括： 获取三维模拟实验中， 模拟采煤前采煤模型的采煤前模型图像； 从所述采煤前模型图像中识别出裂隙作为采煤前实测裂隙； 所述计算采煤后实测裂隙的裂隙变化 值作为采煤后实测裂隙变化 值， 具体包括： 将所述采煤实测裂隙与所述采煤前实测裂隙进行比较， 得到采煤后实测裂隙的裂隙变 化值作为采煤后实测裂隙变化 值。 7.根据权利要求1所述的用于三维模拟试验中围岩裂隙重构方法， 其特征在于， 还包 括： 获取三维模拟实验中， 模拟采煤过程中采煤模型的采煤过程模型图像； 从所述采煤过程模型图像中识别出裂隙， 生成裂隙关于时间轴的变化数据并展示。 8.根据权利要求1所述的用于三维模拟试验中围岩裂隙重构方法， 其特征在于， 所述根 据采煤后孔隙率、 每个网格的固相生长核的分布概率、 以及每个网格在多个方向上固相生 长核的生长概 率， 生成采煤后裂隙数字模型， 具体包括： 基于网格的坐标构建数字模型； 对所述数字模型的所有网格遍历， 对每一个网格， 获取网格节点随机数以及该网格的 固相生长核的分布概率， 如果所述网格节点 随机数小于该网格的固相生长核的分布概率， 则该网格在所述数字模型中对应的坐标位置生成 固相颗粒内核， 生成固相颗粒内核的网格 作为有效 网格； 对每个有效网格进行 方向生长计算， 直到数字模型的孔隙率达 到所述采煤后孔隙率； 基于数字模型的有 效网格形成轮廓 等势线， 基于所述轮廓 等势线生成采煤后裂隙数字 模型； 所述方向生长计算具体包括： 对于一个有 效网格， 获取周围节点随机数以及该有 效网格在多个方向上固相生长核的 生长概率， 将该有效网格固相生长核的生长概率大于周围节点随机数的方向作为生长方 向， 将位于该有效网格生长方向上 的相邻网格作为生长网格， 在生长网格在所述数字模型 中对应的坐标位置生成固相 颗粒内核， 生成固相颗粒内核的生长网格更新为有效网格， 并 计算数字模型 的孔隙率， 如果数字模型 的孔隙率达到所述采煤后孔隙率， 则结束方向生长 计算， 否则选择 下一个有效 网格执行所述方向生长计算。 9.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 至少一个处 理器； 以及， 与至少一个所述处 理器通信连接的存 储器； 其中， 所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令， 所述指令被至少一个所述处 理器执行， 以使至少一个所述处理器能够执行如权利要求 1至8任一项 所述的用于三 维模拟 试验中围岩裂隙重构方法。 10.一种存储介质， 其特征在于， 所述存储介质存储计算机指令， 当计算机执行所述计 算机指令时， 用于执行如权利要求 1～8任一项 所述的用于三维模拟试验中 围岩裂隙重构方权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114187423 A 3