CN106198545A - 一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法，包括：测试得到露天矿边坡岩体表面节理分布参数；测试得到露天矿边坡岩体内部节理分布参数；根据露天矿边坡岩体表面节理分布参数和露天矿边坡岩体内部节理分布参数，计算露天矿边坡岩体节理分布参数。本发明集成露天矿边坡岩体表面节理三维不接触测量、内部节理钻孔电视测量两种方法，为了准确简便测定露天矿边坡节理分布参数，采用纵横交叉的穿孔布局，并结合ShapeMetriX3D和钻孔电视，分别测试边坡岩体表面节理分布参数和内部节理分布参数，经过自组织神经网络人工智能技术把露天矿边坡岩体表面节理参数和露天矿边坡岩体内部节理参数相融合补充，获得真实的露天矿边坡岩体节理分布参数。

Description

一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法

技术领域

本发明涉及露天矿节理岩体边坡稳定性技术领域，具体涉及一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法。

背景技术

节理裂隙的分布状态(节理参数)是影响露天矿边坡稳定性最主要的因素。它由原生裂隙和采矿作业所产生的次生裂隙共同组成。目前，对于露天矿边坡节理参数的测定主要测量边坡岩体节理出露在表面上的节理，然而真实的岩体节理是三维空间分布的，出露在岩体表面上节理参数并不能代表在岩体中整个节理分布状态，而且有的节理没有在表面出露，因此通过单纯测量边坡岩体表面节理参数来代表岩体节理真实的三维分布，显然有相当的误差。然而完全通过打孔的方式测量边坡岩体节理参数，显然费时费力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法。

本发明的技术方案是：

一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法，包括以下步骤：

步骤1、测试得到露天矿边坡岩体表面节理分布参数；

步骤1.1、对指定边坡岩体区域进行照相，并进行图像合成处理，重构出边坡岩体节理模型；

步骤1.2、通过边坡岩体节理模型获取露天矿边坡岩体表面节理分布参数，包括露天矿边坡岩体表面每个节理的节理产状、节理迹长、节理间距、节理断距；

步骤2、测试得到露天矿边坡岩体内部节理分布参数；

步骤2.1、根据获取的边坡岩体表面的节理迹长、节理间距，进行钻孔设计，包括水平孔和垂直孔布置方式、钻孔间距、钻孔深度和钻孔直径；

所述钻孔间距为露天矿边坡岩体表面节理间距的2～3倍，钻孔深度约为边坡台阶高度。

所述水平孔和垂直孔布置方式采用四孔正方形布置方式，垂直孔和水平孔相交；

所述钻孔直径大于钻孔电视成像仪镜头直径；

步骤2.2、在露天矿边坡岩体进行垂直孔和水平孔施工；

步骤2.3、采用智能钻孔电视成像仪对水平孔和垂直孔内岩体节理进行观测，形成数字化钻孔岩芯，获得露天矿边坡岩体内部节理分布参数，包括每个节理的节理产状、节理迹长、节理间距、节理断距；

步骤3、根据露天矿边坡岩体表面节理分布参数和露天矿边坡岩体内部节理分布参数，计算露天矿边坡岩体节理分布参数：采取自组织神经网络(kohonen网络)人工智能技术对露天矿边坡岩体的表面节理分布参数和露天矿边坡岩体内部节理分布参数进行融合处理，获得边坡岩体节理分布参数，包括露天矿边坡岩体节理间距、倾向和倾角。

有益效果：

本发明解决了原有的单纯测量边坡岩体表面节理参数来代表岩体节理真实的三维分布方法存在误差的缺点，集成露天矿边坡岩体表面节理三维不接触测量、内部节理钻孔电视测量两种方法，把露天矿边坡岩体表面节理参数和露天矿边坡岩体内部节理参数相融合补充，经过自组织神经网络(kohonen网络)人工智能技术最终形成露天矿边坡岩体节理分布参数。为了准确简便测定露天矿边坡节理分布参数，本发明采用纵横交叉的穿孔布局，并结合ShapeMetriX3D和钻孔电视，分别测试边坡岩体表面节理分布参数和内部节理分布参数，融合两者的参数信息，最后获得真实的露天矿边坡岩体节理分布参数。本发明方法容易操作、流程简单、经济，观测结果能够真实反映边坡岩体节理分布，为边坡滑坡的预防和治理提供可靠的依据。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中利用ShapeMetriX3D测量得到的露天矿边坡岩体表面节理分布图；

图2是本发明具体实施方式中钻孔布置示意图；

图3是本发明具体实施方式中钻孔相交的布置示意图；

图4是本发明具体实施方式中神经网络数据融合图；

图5是本发明具体实施方式中露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法，如图5所示，包括以下步骤：

步骤1、测试得到露天矿边坡岩体表面节理分布参数；

步骤1.1、对指定边坡岩体区域进行照相，并利用ShapeMetriX3D软件进行图像合成处理，重构出边坡岩体节理模型；

使用一个没有支架的校准单反相机(尼康D80，3872x2592像素即1020万像素)，从两个不同角度对指定边坡岩体区域进行成像并通过像素匹配技术进行三维几何图像合成；通过ShapeMetriX3D的软件系统对不同角度的图像进行处理，包括基准标定、像素点匹配、图像变形偏差纠正，实现边坡岩体节理模型重构；

步骤1.2、通过边坡岩体节理模型获取露天矿边坡岩体表面节理分布参数，包括露天矿边坡岩体表面每个节理的节理产状、节理迹长、节理间距、节理断距；

在计算机可视化屏幕上从任何方位观察边坡岩体节理模型，通过交互式操作来获取露天矿边坡岩体表面节理分布参数，包括露天矿边坡岩体表面每个节理的节理产状、节理迹长、节理间距、节理断距；

利用ShapeMetriX3D测量得到的露天矿边坡岩体表面节理分布如图1所示。

步骤2、测试得到露天矿边坡岩体内部节理分布参数；

步骤2.1、根据获取的露天矿边坡岩体表面的节理迹长、节理间距，进行钻孔设计，包括水平孔和垂直孔布置方式、钻孔间距、钻孔深度和钻孔直径；

钻孔间距为露天矿边坡岩体表面节理间距的2～3倍，钻孔深度为边坡台阶高度；

水平孔和垂直孔布置方式采用四孔正方形布置方式，如图2所示，其中，L为钻孔间距；垂直孔和水平孔相交，如图3所示，a为露天矿边坡岩体内部节理，b为垂直钻孔，c为水平钻孔，d为露天矿边坡岩体表面节理；

钻孔直径大于钻孔电视成像仪镜头直径；本实施方式中，钻孔电视成像仪镜头直径为50mm，钻孔直径为75mm；

步骤2.2、在露天矿边坡岩体进行垂直孔和水平孔施工；

步骤2.3、采用JL-IDOI(A)智能钻孔电视成像仪对水平孔和垂直孔内岩体节理进行观测，形成数字化钻孔岩芯，获得露天矿边坡岩体内部节理分布参数，包括节理的间距、倾向和倾角；

步骤3、根据露天矿边坡岩体表面节理分布参数和露天矿边坡岩体内部节理分布参数，计算露天矿边坡岩体节理分布参数：采取自组织神经网络(kohonen网络)人工智能技术对露天矿边坡岩体的表面节理分布参数和露天矿边坡岩体内部节理分布参数进行如图4所示的融合处理，获得边坡岩体节理分布参数，包括露天矿边坡岩体节理间距、倾向和倾角。

Claims (5)

1.一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、测试得到露天矿边坡岩体表面节理分布参数；

步骤1.1、对指定边坡岩体区域进行照相，并进行图像合成处理，重构出边坡岩体节理模型；

步骤1.2、通过边坡岩体节理模型获取露天矿边坡岩体表面节理分布参数，包括露天矿边坡岩体表面每个节理的节理产状、节理迹长、节理间距、节理断距；

步骤2、测试得到露天矿边坡岩体内部节理分布参数；

步骤2.1、根据获取的边坡岩体表面的节理迹长、节理间距，进行钻孔设计；

步骤2.2、在露天矿边坡岩体进行垂直孔和水平孔施工；

步骤2.3、采用智能钻孔电视成像仪对水平孔和垂直孔内岩体节理进行观测，形成数字化钻孔岩芯，获得露天矿边坡岩体内部节理分布参数，包括每个节理的节理产状、节理迹长、节理间距、节理断距；

步骤3、根据露天矿边坡岩体表面节理分布参数和露天矿边坡岩体内部节理分布参数，计算露天矿边坡岩体节理分布参数：采取自组织神经网络人工智能技术对露天矿边坡岩体的表面节理分布参数和露天矿边坡岩体内部节理分布参数进行融合处理，获得边坡岩体节理分布参数，包括露天矿边坡岩体节理间距、倾向和倾角。

2.根据权利要求1所述的一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法，其特征在于，步骤2.1所述钻孔设计包括水平孔和垂直孔布置方式、钻孔间距、钻孔深度和钻孔直径。

3.根据权利要求2所述的一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法，其特征在于，所述钻孔间距为露天矿边坡岩体表面节理间距的2～3倍，钻孔深度为边坡台阶高度。

4.根据权利要求2所述的一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法，其特征在于，所述水平孔和垂直孔布置方式采用四孔正方形布置方式，垂直孔和水平孔相交。

5.根据权利要求2所述的一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法，其特征在于，所述钻孔直径大于钻孔电视成像仪镜头直径。