[發明專利]一種基于鉆孔巖芯RQD的礦山工程災害建模方法

在審

• 申請號: 202210694503.8
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN115062475A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 趙興東;白夜;趙一凡;于文龍
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/10;G06F111/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

本發明提供一種基于鉆孔巖芯RQD的礦山工程災害建模方法，涉及礦山地質建模技術領域。該方法首先根據礦山工程工勘鉆孔巖芯，建立鉆孔巖芯RQD數據庫，進而得到RQD樣品數據，同時將不滿足正態分布的RQD樣品數據轉換為正態分布；再根據RQD樣品數據，進行變差函數建模，確定RQD樣品數據的空間結構；最后根據RQD樣品數據的空間結構，結合工勘鉆孔與礦山工程所處空間位置，構建RQD塊體模型，并為RQD塊體模型著色，添加工程幾何約束，完成礦山工程災害建模；該方法充分考慮了RQD數據內在變異特征，實現了工程巖體質量揭露與可視化，達到礦山工程災害可視化和預防治。

技術領域

本發明涉及礦山地質建模技術領域，尤其涉及一種基于鉆孔巖芯RQD的礦山工程災害建模方法。

背景技術

巖體是天然地質體，具有非連續、非均勻以及各向異性等特征，特別是在金屬礦床經過成礦式復雜地質構造運動、水文地質活動以及風化、開挖爆破等動力沖擊作用下，工程巖體的物理力學性質與完整性復雜多變。巖體的性質取決于組成巖體的完整巖石的力學性質，以及巖體中不連續面的數量和性質。開拓切割等巷道在開挖擾動影響下出現顯著冒落、垮塌和剝落現象是礦山開采作業中常見的工程地質災害問題。

當前的礦山三維地質建模，重點是基于地質勘探鉆孔信息，針對礦床地質、巖性、礦體空間形態、斷層構造、礦石品位等地質進行建模；但對地勘孔富含的巖體質量指標RQD以及基于RQD的巖體力學、地質災害風險等內部屬性信息未能充分解析，且未與三維可視化模型形成映射關系，無法在“開采前”指導采掘工程設計，難以有效直觀指導礦山工程災害防控。巖體質量指標RQD作為定量反映巖體破碎程度的參數，是評判工程巖體穩定性與性能的重要指標。也是指導礦山井巷工程幾何尺寸、采場結構參數設計，圍巖支護需求設計的關鍵巖體條件參數。礦山在地質資源儲量勘探、工程地質勘察中會進行大量的鉆探工作，產生大量鉆孔巖芯以及巖體質量指標RQD，進行RQD數據分析，并對礦山工程災害建模具有重要工程意義，是實現礦山工程災害預判與治理的關鍵環節。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于鉆孔巖芯RQD的礦山工程災害建模方法，對礦山工程災害進行建模，實現礦山不良工程巖體的超前揭露與預防，指導礦山開采與基建設計和規劃、工程災害治理。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種基于鉆孔巖芯RQD的礦山工程災害建模方法，包括以下步驟：

步驟1：根據礦山工程工勘鉆孔巖芯，建立鉆孔巖芯RQD數據庫；

步驟1.1：根據礦山工程工勘鉆孔巖芯，確定并記錄鉆孔各回次區段內巖石質量指標RQD，建立RQD記錄數據表；

步驟1.2：依據鉆孔定位表、測斜表以及RQD記錄數據表，建立鉆孔巖芯RQD數據庫；

步驟2：根據步驟1建立的鉆孔巖芯RQD數據庫，得到RQD樣品數據，并將不滿足正態分布的RQD樣品數據轉換為正態分布；

步驟2.1：根據鉆孔巖芯RQD數據庫，進行鉆孔RQD樣長組合，得到RQD樣品數據；

步驟2.2：建立RQD樣品數據分布頻率直方圖，統計RQD樣品數據的均值m、方差和變異系數c_v，同時根據RQD樣品數據分布頻率直方圖確定RQD樣品數據的分布形式，若RQD樣品數據不滿足正態分布，則將RQD樣品數據轉換為正態分布；

步驟3：根據步驟2中處理后的RQD樣品數據，進行變差函數建模，確定RQD樣品數據的空間結構；

步驟3.1：建立RQD樣品數據的全向實驗變差函數和沿孔實驗變差函數，確定RQD樣品數據的最大連續性方向；

步驟3.2：將RQD樣品數據的最大連續性方向設置為主軸方向，確定主軸實驗變差函數，進而確定RQD樣品數據的理論變差函數結構模型，并確定理論變差函數結構模型參數：塊金值、基臺值和變程范圍，使全向實驗變差函數和沿孔實驗變差函數分別與理論變差函數達到最佳擬合；