露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法、存储介质和系统与流程

本发明涉及煤矿领域，尤其涉及一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法、存储介质和系统。

背景技术：

影响露天矿边坡稳定性主要的影响因素为节理裂隙的分布状态(节理参数)，它由采矿作业所产生的次生裂隙和岩体内部原生裂隙共同组成。目前，对测定露天矿边坡节理参数主要是通过一定技术手段测定边坡岩体表面上的节理，并且认为边坡岩体表面节理分布可以表征整个岩体内部节理分布情况。但是节理裂隙在边坡岩体内部空间呈三维状态分布，在岩体表面出露部分并不能代表整个岩体内部节理分布情况，且实际中岩体内部部分裂隙并没有出露在边坡岩体表面，因此通过单纯测量边坡岩体表面节理裂隙参数来代表岩体节理真实的三维分布，存在误差。

技术实现要素：

基于以上问题，本发明提出一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法、存储介质和系统，解决了现有技术中单纯测量边坡岩体表面节理裂隙参数来代表岩体节理真实的三维分布，存在误差的技术问题，使测量结果精确性提高、成本降低。

本发明提出一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法，包括：

获得露天矿边坡岩体表面节理分布参数；

获得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表里节理分布参数。

此外，获得露天矿边坡岩体表面节理分布参数包括：

对露天矿边坡岩体的图像进行三维几何图像合成处理，重构出露天矿边坡岩体的三维模型，根据三维模型读取露天矿边坡岩体表面节理分布参数。

此外，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迹长、节理线密度和节理间距。

此外，获得露天矿边坡岩体内部节理分布参数包括：

根据露天矿边坡岩体表面每个节理的节理迹长、节理线密度和节理间距设计钻孔的参数，钻孔的参数包括钻孔方式、钻孔直径和钻孔间距；

在露天矿边坡岩体进行水平孔和垂直孔施工，采用智能钻孔电视成像仪观测岩体内垂直孔和水平孔的节理分布，获得露天矿边坡岩体内部节理分布参数。

此外，钻孔间距为露天矿边坡岩体表面每个节理的节理间距的2倍至3倍之间的数据。

此外，水平孔和垂直孔的钻孔直径大于智能钻孔电视成像仪的镜头直径。

此外，根据混合分布理论，将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融合，得到露天矿边坡岩体节理表里分布参数。

此外，露天矿边坡岩体节理表里分布参数为露天矿边坡表里裂隙分布函数。

本发明提出一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行上述任一项所述的露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法。

本发明提出一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定系统，包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

获得露天矿边坡岩体表面节理分布参数；

获得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表里节理分布参数。

通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明解决了现有技术中单纯测量边坡岩体表面节理裂隙参数来代表岩体节理真实的三维分布，存在误差的技术问题，使测量结果精确性提高、成本降低。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法的流程图；

图2是本发明一个实施例提供的露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法中三维模型的示意图；

图3是本发明一个实施例提供的露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法中水平孔和垂直孔的示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施方案和附图对本发明进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本发明的具体实施方案，并不对本发明产生任何限制，本发明的保护范围以权利要求书为准。

参照图1，本发明提出一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法，包括：

步骤s001，获得露天矿边坡岩体表面节理分布参数；

步骤s002，获得露天矿边坡岩体内部节理分布参数；

步骤s003，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表里节理分布参数。

在步骤s001中，可选地，对露天矿边坡岩体的图像进行三维几何图像合成处理，重构出露天矿边坡岩体的三维模型，根据三维模型读取露天矿边坡岩体表面节理分布参数。

例如，使用相机从两个不同角度对指定露天矿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。

参照图2所示，可选地，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，实现露天矿边坡岩体真实三维模型重构。

步骤s002中，可选地，根据露天矿边坡岩体表面每个节理的节理迹长、节理线密度和节理间距设计钻孔的参数，钻孔的参数包括钻孔方式、钻孔直径和钻孔间距；

参照图3，在露天矿边坡岩体进行水平孔和垂直孔施工，采用智能钻孔电视成像仪观测岩体内垂直孔和水平孔的节理分布，获得露天矿边坡岩体内部节理分布参数。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。可选地，采用jl-idoi(a)智能钻孔电视成像仪对水平孔和垂直孔内的岩体节理进行观测，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迹长、节理线密度和节理间距。

步骤s003中，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表里节理分布参数。

对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进行信息融合，得到露天矿边坡岩体表里节理分布参数。

现有技术中对测量边坡岩体节理参数全部通过打孔的方式进行测量会使成本极剧增加，为了能够方便准确对露天矿边坡节理参数准确简便测定，本实施例采用获得露天矿边坡岩体表面节理分布参数，获得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表里节理分布参数的方式获取到真实的露天矿边坡节理参数的方法，解决了现有技术中单纯测量边坡岩体表面节理裂隙参数来代表岩体节理真实的三维分布，存在误差的技术问题，使测量结果精确性提高、成本降低。

在其中的一个实施例中，获得露天矿边坡岩体表面节理分布参数包括：

对露天矿边坡岩体的图像进行三维几何图像合成处理，重构出露天矿边坡岩体的三维模型，根据三维模型读取露天矿边坡岩体表面节理分布参数。

使用相机从两个不同角度对指定露天矿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。

参照图2所示，可选地，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，实现露天矿边坡岩体真实三维模型重构。通过建立三维模型，使工作人员能够根据三维模型读取露天矿边坡岩体表面节理分布参数。

在其中的一个实施例中，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迹长、节理线密度和节理间距。

在其中的一个实施例中，获得露天矿边坡岩体内部节理分布参数包括：

根据露天矿边坡岩体表面每个节理的节理迹长、节理线密度和节理间距设计钻孔的参数，钻孔的参数包括钻孔方式、钻孔直径和钻孔间距；

在露天矿边坡岩体进行水平孔和垂直孔施工，采用智能钻孔电视成像仪观测岩体内垂直孔和水平孔的节理分布，获得露天矿边坡岩体内部节理分布参数。

参照图3，在露天矿边坡岩体进行水平孔和垂直孔施工，采用智能钻孔电视成像仪观测岩体内垂直孔和水平孔的节理分布，获得露天矿边坡岩体内部节理分布参数。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。可选地，采用jl-idoi(a)智能钻孔电视成像仪对水平孔和垂直孔内的岩体节理进行观测，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迹长、节理线密度和节理间距。通过采用智能钻孔电视成像仪观测岩体内垂直孔和水平孔的节理分布，从而获得露天矿边坡岩体内部节理分布参数。

在其中的一个实施例中，钻孔间距为露天矿边坡岩体表面每个节理的节理间距的2倍至3倍之间的数据。为了能够看清钻孔内的节理分布，所以使钻孔间距为露天矿边坡岩体表面每个节理的节理间距的2倍至3倍之间的数据。

在其中的一个实施例中，水平孔和垂直孔的钻孔直径大于智能钻孔电视成像仪的镜头直径。为了使智能钻孔电视成像仪能够放入钻孔内观测岩体内垂直孔和水平孔的节理分布，所以需要使水平孔和垂直孔的钻孔直径大于智能钻孔电视成像仪的镜头直径。例如：智能钻孔电视成像仪的镜头直径为50mm，钻孔直径为75mm。

在其中的一个实施例中，根据混合分布理论，将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融合，得到露天矿边坡岩体节理表里分布参数。

在其中的一个实施例中，露天矿边坡岩体节理表里分布参数为露天矿边坡表里节理分布函数。

对露天矿边坡岩体表面节理分布参数进行模糊c均值聚类分析，根据模糊c均值聚类分析结果拟合出露天矿边坡岩体表面节理分布概率密度函数。露天矿边坡岩体表面节理分布概率密度函数如下：

对露天矿边坡岩体内部节理分布参数进行模糊c均值聚类分析，根据模糊c均值聚类分析结果拟合出露天矿边坡岩体内部节理分布概率密度函数。露天矿边坡岩体内部节理分布概率密度函数如下：

根据混合分布理论，对于给定的概率密度函数集合，f1(x),…,fn(x)，以及权重ω1,…,ωn，这里ωi≤0且和为1，可得密度函数：

因此，将露天矿边坡岩体表面节理分布概率密度函数和露天矿边坡岩体内部节理分布概率密度函数进行融合，可得露天矿边坡表里节理分布函数如下：

其中，s1为三维建模的采样面积，s2为钻孔岩芯的展开面积。

本实施例将露天矿边坡岩体表面节理分布概率密度函数和露天矿边坡岩体内部节理分布概率密度函数进行融合，最后获得真实的露天矿边坡表里节理分布函数。

本发明提出一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行上述任一项所述的露天矿边坡岩体节理分布参数测定方法。

本发明提出一种露天矿边坡岩体节理分布参数测定系统，包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

获得露天矿边坡岩体表面节理分布参数；

获得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表里节理分布参数。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。