中国安全科学学报

作者：张洪硕, 高科, 于健康, 李启文

单位：1 辽宁工程技术大学 安全科学与工程学院,辽宁 葫芦岛125105；2 辽宁工程技术大学 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室,辽宁 葫芦岛125105

关键词：煤矿综放采空区,岩块自由堆积,孔隙网络模型(PNM)重构,切片试验,图像处理,标记分水岭分割(SNOW)算法,提取孔隙网络(PNE)

基金：国家自然科学基金资助(52074148); 国家自然科学基金资助(52274205); 国家自然科学基金资助(52474225)

为准确描述煤矿综放采空区内部自由堆积岩块状态及孔隙空间特性,引入孔隙网络模型(PNM),开展固定空间内岩块自由堆积切片试验和图像处理,利用OpenPNM和PoreSpy等开源包提取孔隙网络信息,三维可视化重构和定量表征孔隙网络模型,分析重构模型拓扑结构的几何特性和统计特征。结果表明:随着固定空间内自由堆积岩块块度的增加,孔喉尺寸明显增大,平均直径由2.46和1.41 mm分别增至3.85和2.73 mm,与喉道长度的相关性较弱,其中孔喉数目由3 146和6 428分别减少至1 043和2 225,孔隙配位数集中在2~5,峰值为2,孔隙空间所占比例增大,多孔介质连通性增强;各拓扑性质参数整体上近似呈现正偏态分布,波峰偏左且数据集中值较小;计算两点相关函数得出原始图像数据和重建模型的孔隙度相对误差均在2.5%以内。

来源：2026年第2期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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