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专利号: 2024116473615
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于相似模拟试验的突水灾变水源导升路径识别监测方法,其特征在于,包括:S1、收集矿区数据,确定矿区各岩层岩性以及铺设厚度,对确定好的各岩层岩性进行相似材料配比;

S2、使用放热材料作为相似模拟试验中的分层材料;

S3、使用采动煤层底板突水相似模拟试验系统铺设试验材料,搭建相似模拟试验环境;

S4、布设红外热成像仪对目标进行红外热量的测量;

S5、采动过程中,利用红外热成像仪获取实时的热图像和温度值,从而对突水路径进行初步识别监测;

S6、采动结束后,导出测量结果,获得并分析测量数据,得到突水路径;

S7、将实时监测得到的热图像与经过算法处理得到的路径图进行对比分析,得到详细准确的试验结果;

所述S5具体包括:

S5.1、采动过程中,利用红外热成像仪对试验实现实时监测,并通过其自带的转换功能得到实时的热图像和温度值;

S5.2、对热图像进行实时分析,可对高承压水导升过程中形成的底板突水路径实现可视化监测;

所述S5.1具体包括:

S5.11、红外热成像仪通过连续扫描采动区域,实时采集该区域的温度数据;

S5.12、红外热成像仪通过非接触探测红外能量,并将其转换为电信号,进而在显示器上生成可视化的热图像和温度值;

所述S5.2具体包括:

S5.21、在热图像中,高压水流动与放热材料中的成分发生化学反应释放热能进而引起局部温度异常,通过识别温度快速升高或降低的区域,分析水流的运动轨迹,使得突水路径在热图像中逐渐显现;

S5.22、以设定频率生成连续的热图像序列,进行实时的监控,通过对比不同时刻的热图像,分析温度变化的动态过程,突水路径的扩展和走向在图像中表现为温度异常区的位移和扩散;

所述S6具体包括:

S6.1、采动结束后,导出红外热成像仪存储系统中的测量结果,得到测量数据;

S6.2、利用TV‑Retinex算法对导出的图像数据进行处理,得到具体的突水路径;

所述S6.2利用TV‑Retinex算法对导出的图像数据进行处理,具体为:S6.21、原始图像数据的预处理:

噪声去除,使用高斯滤波或中值滤波技术去除图像噪声,消除可能影响路径识别的随机温度变化;

对比度增强,通过直方图均衡化调整图像对比度,增强图像的整体可视性,使突水路径在图像中更加明显;

S6.22、使用TV‑Retinex算法并结合Retinex理论和全变分正则化技术,对预处理后的图像进行增强处理:使用Retinex理论模型对热图像进行光照校正和颜色恒常性处理;

通过全变分正则化方法进一步处理图像,去除处理过程中引入的噪声和伪影。

2.根据权利要求1所述的基于相似模拟试验的突水灾变水源导升路径识别监测方法,其特征在于:所述S4中布设红外热成像仪对目标进行红外热量的测量,具体为:S4.1、将红外热成像仪布设在能够覆盖采动影响范围、断层区域以及可能形成突水路径的位置;

S4.2、设置红外热成像仪的测量范围和分辨率,确保其能够监测采动过程中局部温度的变化。

3.根据权利要求1所述的基于相似模拟试验的突水灾变水源导升路径识别监测方法:其特征在于,所述S7具体为:

通过对比不同时刻的热图像与处理图像,分析在承压水导升过程中,突水路径扩展的速度、方向和范围的动态变化情况。