CN117310799A - 基于洞-缝-孔-基质多重介质的矿井底板灰岩含水层识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于洞‑缝‑孔‑基质多重介质的矿井底板灰岩含水层识别方法，具体为：1、将矿井底板灰岩含水层划分为七类多重介质，2、确定大型溶洞介质模型，3、基于大型溶洞介质模型获取小型溶洞介质模型，4、确定溶蚀孔洞介质模型，5、确定大尺度裂缝介质模型，6、确定中尺度裂缝介质模型，7、确定小尺度裂缝介质模型，8、采用地质概念法将基质等效为弱隔水介质，并概化为基质介质模型，9、确定不同介质模型各参数，10、耦合形成多尺度洞‑缝‑孔‑基质多重介质模型。本方法为揭示灰岩水文地质结构特征、水动力场时空分布规律和灰岩水害精准超前防控的实际应用奠定基础。

Description

基于洞-缝-孔-基质多重介质的矿井底板灰岩含水层识别 方法

技术领域

本发明属于矿井水害防控领域。

背景技术

矿井水文地质结构复杂、水害事故频发且水量大。深部石灰岩水引发的大型-特大型突水事故多、损害严重。随着煤炭资源开发深度增加，深部石灰岩水害防控已成为在产矿井亟需解决的减灾防灾问题之一。

现阶段，由于石灰岩岩溶裂隙复杂，具有补给来源多样、构造复杂、富水性不均等特点，导致其突水预测依据不准、涌水量计算误差大、区域灰岩改造等治理工作设计依据粗糙。目前国内外学者在矿井底板灰岩水害防控、深部灰岩岩溶裂隙结构取得一定成果，但现有岩溶裂隙介质尚未在多尺度多重介质上形成精细化模型，较难精细刻画其时空分布，岩溶裂隙成因演化、溶洞-溶孔-缝隙-基质类型、不同级别、多种尺度等与介质的场源关系研究有待深入。

发明内容

发明目的：为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于洞-缝-孔-基质多重介质的矿井底板灰岩含水层识别方法。

技术方案：本发明提供了一种基于洞-缝-孔-基质多重介质的矿井底板灰岩含水层识别方法，具体包括如下步骤：

步骤1：采用Petrel软件基于地震属性、波阻抗与孔隙度的关系，建立孔隙度的空间数据体；将孔隙度呈现不规则多边体形态的区域划定为溶洞，根据溶洞的尺寸，将溶洞分成大型溶洞、小型溶洞和溶蚀孔洞；将孔隙度呈线型形态的区域划定为裂缝，根据裂缝的尺寸，将裂缝划分为大尺度裂缝、中尺度裂缝和小尺度裂缝；孔隙度的空间数据体中除溶洞和裂缝以外的介质作为基质；

步骤2：基于大型溶洞的尺寸，采用Petrel软件生成大型溶洞提取模型；

步骤3：对大型溶洞提取模型开展蒙特卡洛随机模拟获取小型溶洞概率分布函数；Petrel软件基于小型溶洞概率分布函数以及小型溶洞的尺寸，生成小型溶洞提取模型；

步骤4：基于大型溶洞模型，小型溶洞模型以及溶蚀孔洞的尺寸采用Petrel软件生成溶蚀孔洞提取模型；

步骤5：结合地震属性，人工解释以及大尺度裂缝的尺寸确定大尺度裂缝提取模型；

步骤6：利用蚂蚁追踪算法确定中尺度裂缝提取模型；

步骤7：结合分形几何丛聚算法与Fisher分布函数确定小尺度裂缝提取模型；

步骤8：采用地质概念法将基质等效为隔水介质，并概化为基质提取模型；

步骤9：将大型溶洞提取模型、小型溶洞提取模型、溶蚀孔洞提取模型、大尺度裂缝提取模型、中尺度裂缝提取模型、小尺度裂缝提取模型以及基质提取模型在MATLAB平台通过精细化网格剖分耦合嵌套形成洞-缝-孔-基质多重介质模型。

进一步的，将尺寸大于x1的不规则多边体形态区域定义为大型溶洞，将尺寸在x2～x1之间的不规则多边体形态区域定义为小型溶洞，将x3～x2之间的不规则多边体形态区域定义为溶蚀孔洞；将尺寸大于y1的裂缝定义为大尺度裂缝，将尺寸在y2～y1之间的裂缝定义为中尺度裂缝，将尺寸在y3～y2之间的裂缝定义为小尺度裂缝；x1，x2，x3，y1，y2和y3均为预设的阈值。

进一步的，x1＝5m，x2＝0.5m，x3＝0.005m；y1＝50m，y2＝10m，y3＝0.5m。

进一步的，所述小型溶洞概率分布函数f(x)的表达式如下所示：

其中，f_b为大尺度裂缝分布函数，α为粗糙度参数，β为尺度参数，Γ(α)为欧拉第二积分，λ为0-1的常数，x为在空间数据体中预设的位置坐标。

进一步的，所述步骤7中结合分形几何丛聚算法与Fisher分布函数确定小尺度裂缝提取模型具体为：在孔隙度的空间数据体中提取大尺度裂缝数据体和中尺度裂缝数据体，整合成大中尺度裂缝数据体，采用线性插值的方法将大中尺度裂缝数据体转换成正方体数据体，该正方体数据体的尺寸为H；

采用改进的计盒维数法计算获取大中尺度裂缝数据体的分形几何维数D，具体表达式如下所示：

D＝-lim|D1，D2，...，Dt，...，DT

其中，Dt的表达式如下所示：i表示第i个盒子，采用第i个盒子遍历大中尺度裂缝数据体，得到每次遍历时盒子内的裂缝数量，maxS(i)为采用第i个盒子遍历大中尺度裂缝数据体后得到的裂缝数量最大值，minS(i)为采用第i个盒子遍历大中尺度裂缝数据体后得到的裂缝数量最小值，T表示盒子尺寸变化的总次数；int表示向下取整；

利用计盒维数值D计算小尺度裂缝：

lmax、lmin分别为小尺度裂缝长度的最大值和最小值；rand(.)为随机函数；

小尺度裂缝分布服从Fisher分布特征，Fisher分布的概率密度函数为：

其中，k为Fisher分布概率密度函数中裂缝平均方向的弥散参数，反映了裂缝在平面的离散程度，θ为小尺度裂缝分布随机变量方向与孔隙度空间数据体所在坐标轴的x轴顺时针方向的夹角，θ位于[0，π]区间内；

求得大中尺度裂缝概率密度函数后，将其继承为小尺度裂缝产状的计算依据，则f，k已知，同时，将上式转换为

计算获取小尺度裂缝的θ值，在MATLAB软件调用小尺度裂缝的中心点坐标、长度、编号，结合每条小尺度裂缝的θ值，逐步调整每条小裂缝的方向，同时在MATLAB中逐次读取小裂缝分布坐标数据体，依据编号在图形上输出每条小裂缝，最终形成整个小尺度裂缝介质模型，同时在空间分布上，使小尺度裂缝分布服从Fisher分布特征。

有益效果：本发明旨在对煤矿底板石灰岩含水层进行精细化模型构建，利用三维地震属性体数据，遵循含水介质的分类分级原则和多重介质的水文地震属性，针对性构建大型溶洞、小型溶洞、溶蚀孔洞、大尺度裂缝、中尺度裂缝、小尺度裂缝和基质七类多重介质，能够提高灰岩含水层的精细刻画程度；并为阐明采矿条件下岩溶裂隙含水层时空演化规律提供模型基础，为矿山水害精准超前防控提供切实的技术保障。

附图说明

图1为本发明的整体流程图。

图2是本发明中洞-缝-孔-基质的多重介质模型构建的流程图。

具体实施方式

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

煤矿底板石灰岩含水层受多期构造运动、多期岩溶叠加改造影响使其岩溶裂隙空间具有类型多样、缝-洞-孔尺度差异大，形态极不规则、分布离散随机等特征，不同尺度的裂缝发育规模具有明显的层次性，使得煤矿底板灰岩水害的超前精准防治困难。虽然能够采用水文地球物理手段定量探测深部岩溶裂隙含水层，获取空间展布，但需要遵循含水介质的分类分级原则和多重介质的水文地震属性，揭示精细刻画石灰岩含水层三维岩溶裂隙时空分布。综上所述，如图1所示，本实施例提供基于洞-缝-孔-基质多重介质的矿井底板灰岩含水层识别方法：

步骤1、采集煤矿三维地震数据体、测井、水文地质试验、分析测试等资料；整理研究区地震弹性波、电阻率、密度、声波、自然电位等测井数据，以三维地震数据体为基础，在现有处理软件Petrel中，可以结合岩石物理、测井数据开展归一化处理，选择视电阻率、自然伽马、密度-速度、视孔隙度、自然电位和井液消耗量等作为有效约束信息，生成人工合成地震记录通过叠后处理等，建立地震属性、波阻抗等与孔隙度的初始关系模型，如图2所示，形成孔隙度的三维数据体。遵循多重介质的水文地质属性，将煤矿底板灰岩含水层划分为大型溶洞(>5m)、小型溶洞(0.5～5m)、溶蚀孔洞(0.005～0.5m)、大尺度裂缝(>50m)、中尺度裂缝(10～50m)、小尺度裂缝(0.5～10m)和基质七类多重介质。

在Petrel现有技术可以得出孔隙度的空间数据体(也即三维地震数据体)：地震属性、波阻抗等与孔隙度的关系可用函数表达，经过软件处理后，可以形成孔隙度的空间数据体。针对孔隙度的空间数据体，遵循上述提及的0.005m、0.5m、5m、10m、50m划分原则，将孔隙度呈现不规则多边体形态的区域划定为溶洞，溶洞细化分大型、小型和溶蚀三类；将孔隙度呈线型形态的区域划定为裂缝，然后分为不同尺寸的大、中、小三类；最后，从孔隙度空间数据体去除溶洞、裂缝的数据，即可获得基质。

步骤2、采用“地震截断、模式修订”的人机交互解译方法确定大型溶洞介质模型(Petrel软件根据大型溶洞的尺寸自动生成大型溶洞介质模型)；

步骤3：基于大型溶洞介质模型开展蒙特卡洛随机模拟获取小型溶洞介质模型：

小型溶洞概率分布函数f(x)的表达式如下所示：

其中，f_b为大型溶洞介质概率分布函数(在Petrel软件中自动生成)，α为粗糙度参数，β为尺度参数，Γ(α)为欧拉第二积分，为阶乘函数在实数与复数上扩展的一类函数，λ为0-1的常数，x为小型溶洞的随机变量，x为在空间数据体中预设的位置坐标，例如预设一个空间，f(x)为小型溶洞在该空间中概率分布。本实施例将大型溶洞介质模型作为先验分布，其中均值、方差已知，小型溶洞介质作为随机变量，在大型溶洞介质模型空间离散的网格基础上按照上述小型溶洞介质概率分布函数，计算得到其介质模型。

步骤4：基于大型溶洞介质模型和小型溶洞介质模型，结合井下揭露、测井记录数据，在现有软件和技术上，以上述大型和小型溶洞空间分布概率体为丛聚约束条件，获取溶蚀孔洞介质的空间分布约束准则，采用地质不确定性统计方法与贝叶斯随机模拟方法获得溶蚀孔洞介质模型；

步骤5：结合地震属性(视孔隙度、波阻抗、密度、速度等)与人工解释方法确定大尺度裂缝介质模型；

步骤6：利用蚂蚁追踪算法克服地震属性解释的主观性，选择被动模式计算蚂蚁属性体，再采用主动模式从蚂蚁密度、追踪偏离角度、搜索步长和追踪允许的非法步长、合法步长、停止标准等方面筛选断裂的信号(断层方位角、倾角等)，剔除假构造信息，最终形成中尺度裂缝介质模型；

步骤7：结合分形几何丛聚算法与Fisher分布函数确定小尺度裂缝介质模型；

步骤8：采用地质概念法将基质等效为隔水介质，并概化为基质介质模型，

步骤9：利用野外与室内水文地质试验、分析测试确定不同介质模型各参数；其中，溶洞介质参数可依据注水试验、局域放水试验和注浆量估算；溶蚀孔洞和基质介质参数采用室内岩心压汞试验、渗透率测试定量化；裂缝介质参数结合群孔放水试验、注水试验、注浆量、岩心渗透率测试进行综合确定；

步骤10：将步骤2获得的大型溶洞介质模型、步骤3获得的小型溶洞介质模型、步骤4获得的溶蚀孔洞介质模型、步骤5获得的大尺度裂缝介质模型、步骤6获得的中尺度裂缝介质模型、步骤7获得的小尺度裂缝介质模型、步骤8获得的基质介质模型，在MATLAB平台通过精细化网格剖分耦合形成多尺度洞-缝-孔-基质多重介质模型。

所述步骤1中，具体结合地质调查、室内分析测试，现场监测等开展；现场调查和搜集研究区水文地质结构特征(边界、补径排条件等)、地震数据体、测井曲线、已有岩样介质宏细观分析测试资料、群孔放水联动观测数据、注浆钻孔结构及注浆量、电法探测数据、水位(压)监测数据、涌水量、两巷掘进及煤层开采过程采矿信息等，并采集煤层底板岩样和水样20组以上；针对采集岩(水)样，开展铸体薄片、电镜扫描、岩石成分测定、压汞试验、灰岩波速、水质分析等测试，重点查明石灰岩和底板岩样、水样的关系的微观孔隙结构、特征、矿物成分、弹性波速度、渗透率、裂缝开度、水化学成分等；基于现场地质调查、水文地质调查、资料统计分析，建立典型灰岩水与含(隔)水层、主要充水水源、径流通道、滞留通道之间不同位置、空间组合关系的基本水文地质结构模式，形成典型充水模型，提出采动过程中含(隔)水层结构演化基本模式和补径排水动力学特征。上述水文地质与地质数据是为建立地震属性与孔隙度的初始关系提供更多的数据依据，基础数据越多建立数学关系函数就相对可靠；

上述步骤2中，人机交互解译方法是基于专业数据解释人员的经验和三维地震数据体的处理结果，结合煤矿区已有地质资料，进行综合判断，大型溶洞规模要大于5m；

上述步骤6中，蚂蚁体追踪算法是Petrel软件处理地震数据体的成熟技术手段，首先通过增强边界特征、噪声压制，凸显煤矿地层在地震资料中的不连续型；其次构建蚂蚁追踪立方体，基于蚂蚁追踪算法将规模在10～50m的中尺度裂缝作为预期“信息素”，最后让大量电子“蚂蚁”移动，追踪和筛选出中尺度裂缝。

上述步骤7中，基于大中尺度裂缝数据体，采用改进的计盒维数法公式计算获取大中尺度裂缝的分形几何维数D。具体表达式如下所示：

其中，i表示第i个盒子，采用第i个盒子遍历大中尺度裂缝数据体，得到每次遍历时盒子内的裂缝数量，maxS(i)为采用第i个盒子遍历大中尺度裂缝数据体后得到的裂缝数量最大值，minS(i)为采用第i个盒子遍历大中尺度裂缝数据体后得到的裂缝数量最小值，T表示盒子尺寸变化的总次数；int表示向下取整；

随后，因为小尺度裂缝与大尺度、中尺度裂缝具有从聚性和继承性，所以利用计盒维数值D计算小裂缝长度：(遍历孔隙度三维数据体)

lmax、lmin分别为小裂缝长度的最大值、最小值，lmax＝10，lmin＝0.5；D为计盒维数值；是一个随机函数，均匀分布在区间[0，1]内，因为/>随机变化，所以生成的裂缝的长度会有不同。

Fisher分布的概率密度函数为：

其中，k为Fisher分布概率密度函数中裂缝平均方向的弥散参数，反映了裂缝在平面的离散程度，无量纲，k值越大，表明裂缝向平均方向集中，越集中于真实平均值，可通过已知的大尺度、中尺度裂缝产状数据统计获取，也为Fisher常数。θ为小裂缝介质分布随机变量方向与x轴顺时针方向夹角，位于[0，π]区间内。

求得大中尺度裂缝概率密度函数后，将其继承为小尺度裂缝产状的计算依据，则f，k已知，同时，将上式转换为

计算获取小尺度裂缝的θ值，在MATLAB软件调用小尺度裂缝的中心点坐标、长度、编号，结合每条小尺度裂缝的θ值，逐步调整每条小裂缝的方向，同时在MATLAB中逐次读取小裂缝分布坐标数据体，依据编号在图形上输出每条小裂缝，最终形成整个小尺度裂缝介质模型，同时在空间分布上，使小尺度裂缝分布服从Fisher分布特征。

所述步骤8中，采用常规水文地质概念法将弱隔水介质等效为渗透系数较低的弱渗地层，使岩溶裂隙含水层径流通道的地下水能够向四周基质渗流扩散，此时地下水从导水通道向四周弱渗地层渗流符合达西定律Q＝K·A·J，其中Q为渗流量，A为渗流截面面积，J为水力坡度，K为渗透系数。

所述步骤9中，模型介质与参数的等效方法，具体为，结合已有井下群孔放水联动观测试验(渗透系数、流量、储水率)、注水试验(渗透系数、流量、缝宽等)、注浆量(洞、缝有效空间等)、所述步骤1中室内拟开展的定量分析测试(孔隙度、孔隙率等)等数据估算宏细观尺度洞、缝介质的有效参数；其中，在群孔放水联动观测试验中，记录每个放水孔的长时间疏放水量和每个观测孔的长时间水位数据，在Aquifer Test 4.2软件中，将整个疏放水过程岩溶裂隙水流动近似概化成定流量承压完整井非稳定流运动模型，利用Jacob公式求取渗透系数、储水系数，Jacob公式具体为：

式中：s为观测点的水位降深；Q为放水孔的流量；T1为导水系数；t1为自放水开始到计算时刻的时间；r为计算点到放水井的距离；S为含水层的贮水系数。

注水试验可作为抽水或者疏放水试验的返过程，在Aquifer Test 4.2软件拟合参数，但是有压条件下裂隙水流速度高于低压条件水流速度，因此按照紊流态计算裂隙宽度，其中，g为重力加速度，b为裂隙宽度，v为水运动粘滞系数，J为水力坡度，Q为注水流量，此步骤是根据注水试验观测的流量反算裂隙宽度，获取的裂隙宽度可为大、中、小尺度裂缝参数设置提供基础。在钻孔钻进过程，会遇到不同尺度裂隙，在相应层位开展对应的压水试验，根据单位流量和压力计算其裂隙宽度。

所述步骤10中，获得的洞-缝-孔-基质多重介质模型是开展采矿条件下岩溶裂隙含水层水动力场数值模拟的基础，其所具有的水文地质属性空间分布特征能够精细刻画介质内岩溶裂隙的三维空间分布，是煤矿底板岩溶裂隙含水层水害精准超前防控的基础保障。

需要注意的是，尽管本发明针对煤矿底板石灰岩含水层多重介质模型构建，但也适用于地下水数值模拟领域数值模型介质描述、复杂参数定量化以及石灰岩含水层多尺度多重介质地下水耦合运动和采矿条件下三维岩溶裂隙水动力场的数值模拟与刻画。

需要说明的是，本说明书针对明确、实施、描述清晰，逻辑性强，在术语限定的要素中，并不排除所述要素的过程、方法等类似的要素。

本领域内技术人员可以理解实现上述实施步骤的全部或者部分，可以通过硬件的程序指令完成，所述的程序也可以存储于一种计算机可读的存储设备中，包括存储器、磁盘、光盘、移动硬盘、U盘等。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (5)

1.基于洞-缝-孔-基质多重介质的矿井底板灰岩含水层识别方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1：采用Petrel软件基于地震属性、波阻抗与孔隙度的关系，建立孔隙度的空间数据体；将孔隙度呈现不规则多边体形态的区域划定为溶洞，根据溶洞的尺寸，将溶洞分成大型溶洞、小型溶洞和溶蚀孔洞；将孔隙度呈线型形态的区域划定为裂缝，根据裂缝的尺寸，将裂缝划分为大尺度裂缝、中尺度裂缝和小尺度裂缝；孔隙度的空间数据体中除溶洞和裂缝以外的介质作为基质；

步骤2：基于大型溶洞的尺寸，采用Petrel软件生成大型溶洞提取模型；

步骤3：对大型溶洞提取模型开展蒙特卡洛随机模拟获取小型溶洞概率分布函数；Petrel软件基于小型溶洞概率分布函数以及小型溶洞的尺寸，生成小型溶洞提取模型；

步骤4：基于大型溶洞模型，小型溶洞模型以及溶蚀孔洞的尺寸采用Petrel软件生成溶蚀孔洞提取模型；

步骤5：结合地震属性，人工解释以及大尺度裂缝的尺寸确定大尺度裂缝提取模型；

步骤6：利用蚂蚁追踪算法确定中尺度裂缝提取模型；

步骤7：结合分形几何丛聚算法与Fisher分布函数确定小尺度裂缝提取模型；

步骤8：采用地质概念法将基质等效为隔水介质，并概化为基质提取模型；

步骤9：将大型溶洞提取模型、小型溶洞提取模型、溶蚀孔洞提取模型、大尺度裂缝提取模型、中尺度裂缝提取模型、小尺度裂缝提取模型以及基质提取模型在MATLAB平台通过精细化网格剖分耦合嵌套形成洞-缝-孔-基质多重介质模型。

2.根据权利要求1所述的基于洞-缝-孔-基质多重介质的矿井底板灰岩含水层识别方法，其特征在于，将尺寸大于x1的不规则多边体形态区域定义为大型溶洞，将尺寸在x2～x1之间的不规则多边体形态区域定义为小型溶洞，将x3～x2之间的不规则多边体形态区域定义为溶蚀孔洞；将尺寸大于y1的裂缝定义为大尺度裂缝，将尺寸在y2～y1之间的裂缝定义为中尺度裂缝，将尺寸在y3～y2之间的裂缝定义为小尺度裂缝；x1，x2，x3，y1，y2和y3均为预设的阈值。

3.根据权利要求2所述的基于洞-缝-孔-基质多重介质的矿井底板灰岩含水层识别方法，其特征在于，x1＝5m，x2＝0.5m，x3＝0.005m；y1＝50m，y2＝10m，y3＝0.5m。

4.根据权利要求1所述的基于洞-缝-孔-基质多重介质的矿井底板灰岩含水层识别方法，其特征在于，所述小型溶洞概率分布函数f(x)的表达式如下所示：

其中，f_b为大尺度裂缝分布函数，α为粗糙度参数，β为尺度参数，Γ(α)为欧拉第二积分，λ为0-1的常数，x为在空间数据体中预设的位置坐标。

5.根据权利要求1所述的基于洞-缝-孔-基质多重介质的矿井底板灰岩含水层识别方法，其特征在于，所述步骤7中结合分形几何丛聚算法与Fisher分布函数确定小尺度裂缝提取模型具体为：在孔隙度的空间数据体中提取大尺度裂缝数据体和中尺度裂缝数据体，整合成大中尺度裂缝数据体，采用线性插值的方法将大中尺度裂缝数据体转换成正方体数据体，该正方体数据体的尺寸为H；

采用改进的计盒维数法计算获取大中尺度裂缝数据体的分形几何维数D，具体表达式如下所示：

D＝-lim|D1，D2，...，Dt，...，DT|

其中，Dt的表达式为：i表示第i个盒子，采用第i个盒子遍历大中尺度裂缝数据体，得到每次遍历时盒子内的裂缝数量，maxS(i)为采用第i个盒子遍历大中尺度裂缝数据体后得到的裂缝数量最大值，minS(i)为采用第i个盒子遍历大中尺度裂缝数据体后得到的裂缝数量最小值，T表示盒子尺寸变化的总次数；int表示向下取整；

利用计盒维数值D计算小尺度裂缝：

lmax、lmin分别为小尺度裂缝长度的最大值和最小值；rand(.)为随机函数；

小尺度裂缝分布服从Fisher分布特征，Fisher分布的概率密度函数为：

其中，k为Fisher分布概率密度函数中裂缝平均方向的弥散参数，反映了裂缝在平面的离散程度，θ为小尺度裂缝分布随机变量方向与孔隙度空间数据体所在坐标轴的x轴顺时针方向的夹角，θ位于[0，π]区间内；

求得大中尺度裂缝概率密度函数后，将其继承为小尺度裂缝产状的计算依据，则f，k已知，同时，将上式转换为

计算获取小尺度裂缝的θ值，在MATLAB软件调用小尺度裂缝的中心点坐标、长度、编号，结合每条小尺度裂缝的θ值，逐步调整每条小裂缝的方向，同时在MATLAB中逐次读取小裂缝分布坐标数据体，依据编号在图形上输出每条小裂缝，最终形成整个小尺度裂缝介质模型，同时在空间分布上，使小尺度裂缝分布服从Fisher分布特征。