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多孔介质是指内部有大量孔隙的介质，它在化工、冶金、建材、石油开采、核反应、航空航天等众多领域都有着较为广泛的应用。显然，多孔介质结构是多孔介质应用的基础，它决定着多孔介质内部流动、传热传质和化学反应等过程。因此，多孔介质结构特征的研究对人们的生活和工程应用是有着极为重要的意义。应用数字图像处理和分析方法，利用IPP和MATLAB软件对微观尺度下烟煤孔隙结构和宏观尺度下碎石堆孔隙结构的平均直径、孔面积百分数、孔面积、孔半径比、孔隙分维数和轮廓分维数进行提取和分析，得到了孔隙数量、孔面积百分数、孔面积、孔周长和孔半径比随孔径分布的变化规律。另外总结了烟煤的总孔隙度和轮廓分维数关系、总孔隙度和孔隙分维数关系。最后，对这两种随机多孔介质的主要结构特征参数的相似性和差异性规律进行了对比分析。研究表明：（1）两种随机多孔介质的孔隙数量分布曲线变化趋势相近，随着孔隙直径的增加呈现先剧减后微增最后缓减的趋势，孔隙数量均为（相对）小孔>（相对）中孔>（相对）大孔，说明烟煤微观孔隙结构和碎石堆宏观孔隙结构在孔隙数量分布上有相似变化规律；（2）两种随机多孔介质的孔面积分布的曲线变化趋势相近，随着孔径的增加而呈现增加的趋势；（3）两种随机多孔介质的孔面积百分数分布和孔半径比分布的曲线变化趋势明显不同；（4）总孔隙度均值：烟煤放大500倍（7.2223%）>放大1000倍（6.8050%）>碎石堆（6.2292%）>烟煤放大2000倍（5.3979%）>放大3000倍（5.0721%）；（5）两种随机多孔介质的轮廓分维数变化范围较为一致，说明烟煤微观孔隙和碎石堆宏观孔隙的内部通道轮廓特征相似；而碎石堆的孔隙分维数整体上要大于烟煤，表明两者在孔径分布上有较大差异性。整体上，两种随机多孔介质的孔隙分维数都要大于轮廓分维数；（6）在烟煤同一样品不同放大倍数中，总孔隙度、孔平均直径、孔周长和孔面积值都会随着放大倍数的减小而增加，孔半径比值则是先增加后减小。