專利名稱：一種對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦山開采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法。
背景技術(shù)：
對礦區(qū)圍巖尤其是軟巖進(jìn)行合理有效的分級分區(qū)，一直是礦山巷道支護(hù)的重點和難點。采用現(xiàn)有方法進(jìn)行巖體分級分區(qū)然后進(jìn)行支護(hù)，其巷道都有較大程度的損壞，廢巷率和壞巷率都比較高。這主要是由于傳統(tǒng)的巖體分級分區(qū)方法評價指標(biāo)僵硬，不能變通，在使用時不能有效的和礦山的具體實際相結(jié)合。因此采用能夠照顧到各個礦山具體實際情況的巖體分級分區(qū)方法對于礦山支護(hù)工作有著積極而重要的意義。近年來，由于淺部礦床資源的逐漸枯竭，深部開采逐漸成為資源開采的主流趨勢。深部開采圍巖條件復(fù)雜，地應(yīng)力大，圍巖性質(zhì)可類比軟巖。因此軟巖巷道的支護(hù)方式成為許多專家學(xué)者的研究方向。由于軟巖本身的固有性質(zhì)，對軟巖巷道進(jìn)行支護(hù)要比普通圍巖要復(fù)雜得多。軟巖支護(hù)最主要和最根本的工作就是對巷道圍巖進(jìn)行合理分級分區(qū)。因此采用更加科學(xué)的方法對礦區(qū)圍巖進(jìn)行合理有效的分級分區(qū)，對于礦區(qū)進(jìn)行合理的支護(hù)規(guī)劃以及重新論證支護(hù)比例有著重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法，用于實現(xiàn)對巖體的自動高效的分級。本發(fā)明提供了一種對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法，包括準(zhǔn)備原始數(shù)據(jù)，基于該原始數(shù)據(jù)創(chuàng)建約束巖體模型；在約束巖體模型基礎(chǔ)上建立塊段模型，分析塊段模型中的指標(biāo)分布規(guī)律，生成變異函數(shù)，選擇指標(biāo)估值方法；創(chuàng)建搜索橢球體，根據(jù)指標(biāo)估值方法建立估值參數(shù)；基于估值參數(shù)及變異函數(shù)，利用選擇的指標(biāo)估值方法對指標(biāo)進(jìn)行估值，確定巖石質(zhì)量等級；根據(jù)巖石質(zhì)量分級結(jié)果，按塊段模型對處于不同范圍的小方塊設(shè)置不同的顏色。本發(fā)明以工程和水文地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過不同巖性區(qū)域?qū)嶓w模型的建立以及評價指標(biāo)塊段模型的建立及指標(biāo)的插值，得到反映礦區(qū)礦巖質(zhì)量的三維評價模型。避免了對巖體進(jìn)行分類評價時人為賦分方法所帶有的主觀性，使巖體評價更加精準(zhǔn)，進(jìn)而使新的巷道支護(hù)有據(jù)可循。本發(fā)明采用更加科學(xué)的方法對礦區(qū)圍巖進(jìn)行合理有效的分級，對于礦區(qū)進(jìn)行合理的支護(hù)規(guī)劃有著重要的意義。


圖1為本發(fā)明實施例提供的對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明實施例以工程和水文地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過不同巖性區(qū)域?qū)嶓w模型的建立以及評價指標(biāo)塊段模型的建立及指標(biāo)的插值，得到反映礦區(qū)礦巖質(zhì)量的三維評價模型。采用更加科學(xué)的方法對礦區(qū)圍巖進(jìn)行合理有效的分級，對于礦區(qū)進(jìn)行合理的支護(hù)規(guī)劃有著重要的意義。圖1為本發(fā)明實施例提供的對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法流程圖，包括以下步驟步驟101、準(zhǔn)備原始數(shù)據(jù)。包括鉆孔數(shù)據(jù)、地質(zhì)平(剖)面圖、巖石力學(xué)實驗數(shù)據(jù)、環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)及水文數(shù)據(jù)等。步驟102、創(chuàng)建約束巖體模型。首先根據(jù)不同的巖性建立礦區(qū)地質(zhì)體三維模型，可利用相關(guān)數(shù)字礦山軟件建立，原始數(shù)據(jù)為地質(zhì)平(剖)面圖。根據(jù)地質(zhì)平(剖)面圖上的巖性范圍可確定礦體范圍，利用地質(zhì)平(剖)面圖中的巖性邊界線確定各平面巖體范圍，將平面巖體范圍連接并建立三維模型，軟件具有三維建模功能。約束巖體模型是指針對巖體模型界定估值范圍。步驟103、在約束巖體模型基礎(chǔ)上建立塊段模型。塊段模型是在約束巖體模型的基礎(chǔ)上劃分成許多個小方塊，小方塊尺寸可自行設(shè)定，對這些小方塊可進(jìn)行指標(biāo)賦值。將巖體模型劃分成若干個小方塊是由計算機(jī)自動實現(xiàn)，根據(jù)實際情況，一般是越小的塊估值越精確，但也要考慮計算機(jī)硬件條件及軟件容許范圍，只要能達(dá)到需要的估值精度即可。劃分成小方塊之后實際是建立了空的塊段模型，因為這個時候小方塊中的各個指標(biāo)值仍然是空的，通過估值之后就對小方塊實現(xiàn)了指標(biāo)賦值。指標(biāo)賦值方法有很多種，可以根據(jù)實際情況選擇，一般認(rèn)為最優(yōu)的無偏估計是克立格法(地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法)，當(dāng)數(shù)據(jù)不符合克立格法估值條件時，可采用距離平方反比法或其他方法。步驟104、分析塊段模型中的指標(biāo)分布規(guī)律，生成變異函數(shù)，選擇指標(biāo)估值方法。分析指標(biāo)分布規(guī)律就是分析指標(biāo)賦值能否滿足克立格法的估值條件，一般是采用變異函數(shù)分析，通過變異函數(shù)分析可分析是否適合采用克立格法估值，如果不適合則選用距離平方反比法或其他方法。變異函數(shù)是克立格法中的理論公式，用于研究變量的空間變化特征和強(qiáng)度，根據(jù)變異函數(shù)分析可確定變量是否可采用克立格法估值。步驟105、創(chuàng)建搜索橢球體，根據(jù)指標(biāo)估值方法建立估值參數(shù)。估值參數(shù)就是用于界定估值范圍，就是哪些范圍之內(nèi)的實測值參與對將要估值的未知點的計算。搜索橢球體是指在對某個方塊進(jìn)行賦值時，以方塊中心為原點，根據(jù)空間坐標(biāo)軸在三個方向的坐標(biāo)軸上確定搜索距離，這三個搜索距離便可確定一個橢球體，凡是落在橢球體范圍的已有數(shù)據(jù)都可以參與對該小方塊的賦值。指標(biāo)估值方法則是采用前面確定的方法，只不過是利用搜索橢球體獲得估值數(shù)據(jù)。步驟106、基于估值參數(shù)，利用選擇的指標(biāo)估值方法對指標(biāo)進(jìn)行估值，確定巖石質(zhì)量等級。指標(biāo)是指巖石分級的相關(guān)指標(biāo)，包括完整巖石強(qiáng)度、巖芯質(zhì)量指標(biāo)、節(jié)理間距、節(jié)理粗糙度、節(jié)理長度、張開度、充填物、風(fēng)化程度、地下水條件，通過實驗或現(xiàn)場調(diào)查獲得。先對塊段模型中的各個小方塊的各個指標(biāo)進(jìn)行估值，比如距離平方反比法
權(quán)利要求
1.一種對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法，其特征在于，包括 準(zhǔn)備原始數(shù)據(jù)，基于該原始數(shù)據(jù)創(chuàng)建約束巖體模型；在約束巖體模型基礎(chǔ)上建立塊段模型，分析塊段模型中的指標(biāo)分布規(guī)律，生成變異函數(shù)，選擇指標(biāo)估值方法；創(chuàng)建搜索橢球體，根據(jù)指標(biāo)估值方法建立估值參數(shù)；基于估值參數(shù)及變異函數(shù)，利用選擇的指標(biāo)估值方法對指標(biāo)進(jìn)行估值，確定巖石質(zhì)量等級；根據(jù)巖石質(zhì)量分級結(jié)果，按塊段模型對處于不同范圍的小方塊設(shè)置不同的顏色。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法，其特征在于，該方法在設(shè)置顏色后還進(jìn)一步包括根據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn)對巖體質(zhì)量分級結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法，其特征在于，所述準(zhǔn)備原始數(shù)據(jù)具體包括獲取鉆孔數(shù)據(jù)、地質(zhì)平/剖面圖、巖石力學(xué)實驗數(shù)據(jù)、環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)及水文數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法，其特征在于，所述創(chuàng)建約束巖體模型的步驟具體包括 根據(jù)地質(zhì)平/剖面圖上的巖性范圍確定礦體范圍，利用地質(zhì)平/剖面圖中的巖性邊界線確定各平面巖體范圍，將平面巖體范圍連接并建立三維模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法，其特征在于，所述建立塊段模型的步驟具體包括在約束巖體模型的基礎(chǔ)上劃分成至少一個小方塊，小方塊尺寸自行設(shè)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法，其特征在于，所述選擇指標(biāo)估值方法的步驟具體包括采用變異函數(shù)分析，確定是否適合采用克立格法估值，如果不適合則選用距離平方反比法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法，其特征在于，所述創(chuàng)建搜索橢球體的步驟具體包括 在對一個小方塊進(jìn)行賦值時，以所述小方塊中心為原點，根據(jù)空間坐標(biāo)軸在三個方向的坐標(biāo)軸上確定搜索距離，這三個搜索距離能確定一個橢球體，凡是落在橢球體范圍的已有數(shù)據(jù)都能參與對該小方塊的賦值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法，其特征在于，所述確定巖石質(zhì)量等級的步驟具體包括 對塊段模型中的各個小方塊的各個指標(biāo)進(jìn)行估值，當(dāng)采用距離平方反比法時
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對巖體自動進(jìn)行分級分區(qū)的方法，涉及礦山開采技術(shù)領(lǐng)域，包括準(zhǔn)備原始數(shù)據(jù)，基于該原始數(shù)據(jù)創(chuàng)建約束巖體模型；在約束巖體模型基礎(chǔ)上建立塊段模型，分析塊段模型中的指標(biāo)分布規(guī)律，生成變異函數(shù)，選擇指標(biāo)估值方法；創(chuàng)建搜索橢球體，根據(jù)指標(biāo)估值方法建立估值參數(shù)；基于估值參數(shù)及變異函數(shù)，利用選擇的指標(biāo)估值方法對指標(biāo)進(jìn)行估值，確定巖石質(zhì)量等級；根據(jù)巖石質(zhì)量分級結(jié)果，按塊段模型對處于不同范圍的小方塊設(shè)置不同的顏色。本發(fā)明以工程和水文地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，得到反映礦區(qū)礦巖質(zhì)量的三維評價模型。本發(fā)明采用更加科學(xué)的方法對礦區(qū)圍巖進(jìn)行合理有效的分級，對于礦區(qū)進(jìn)行合理的支護(hù)規(guī)劃有著重要的意義。
文檔編號G06F19/00GK103065051SQ20121059278
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者薛文忠, 趙亓邢, 劉淑清, 馬建忠, 楊權(quán)平, 姜立寶 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司