[发明专利]一种基于钻孔岩芯RQD的矿山工程灾害建模方法

说明书

本发明提供一种基于钻孔岩芯RQD的矿山工程灾害建模方法，涉及矿山地质建模技术领域。该方法首先根据矿山工程工勘钻孔岩芯，建立钻孔岩芯RQD数据库，进而得到RQD样品数据，同时将不满足正态分布的RQD样品数据转换为正态分布；再根据RQD样品数据，进行变差函数建模，确定RQD样品数据的空间结构；最后根据RQD样品数据的空间结构，结合工勘钻孔与矿山工程所处空间位置，构建RQD块体模型，并为RQD块体模型着色，添加工程几何约束，完成矿山工程灾害建模；该方法充分考虑了RQD数据内在变异特征，实现了工程岩体质量揭露与可视化，达到矿山工程灾害可视化和预防治。

技术领域

本发明涉及矿山地质建模技术领域，尤其涉及一种基于钻孔岩芯RQD的矿山工程灾害建模方法。

背景技术

岩体是天然地质体，具有非连续、非均匀以及各向异性等特征，特别是在金属矿床经过成矿式复杂地质构造运动、水文地质活动以及风化、开挖爆破等动力冲击作用下，工程岩体的物理力学性质与完整性复杂多变。岩体的性质取决于组成岩体的完整岩石的力学性质，以及岩体中不连续面的数量和性质。开拓切割等巷道在开挖扰动影响下出现显著冒落、垮塌和剥落现象是矿山开采作业中常见的工程地质灾害问题。

当前的矿山三维地质建模，重点是基于地质勘探钻孔信息，针对矿床地质、岩性、矿体空间形态、断层构造、矿石品位等地质进行建模；但对地勘孔富含的岩体质量指标RQD以及基于RQD的岩体力学、地质灾害风险等内部属性信息未能充分解析，且未与三维可视化模型形成映射关系，无法在“开采前”指导采掘工程设计，难以有效直观指导矿山工程灾害防控。岩体质量指标RQD作为定量反映岩体破碎程度的参数，是评判工程岩体稳定性与性能的重要指标。也是指导矿山井巷工程几何尺寸、采场结构参数设计，围岩支护需求设计的关键岩体条件参数。矿山在地质资源储量勘探、工程地质勘察中会进行大量的钻探工作，产生大量钻孔岩芯以及岩体质量指标RQD，进行RQD数据分析，并对矿山工程灾害建模具有重要工程意义，是实现矿山工程灾害预判与治理的关键环节。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于钻孔岩芯RQD的矿山工程灾害建模方法，对矿山工程灾害进行建模，实现矿山不良工程岩体的超前揭露与预防，指导矿山开采与基建设计和规划、工程灾害治理。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于钻孔岩芯RQD的矿山工程灾害建模方法，包括以下步骤：

步骤1：根据矿山工程工勘钻孔岩芯，建立钻孔岩芯RQD数据库；

步骤1.1：根据矿山工程工勘钻孔岩芯，确定并记录钻孔各回次区段内岩石质量指标RQD，建立RQD记录数据表；

步骤1.2：依据钻孔定位表、测斜表以及RQD记录数据表，建立钻孔岩芯RQD数据库；

步骤2：根据步骤1建立的钻孔岩芯RQD数据库，得到RQD样品数据，并将不满足正态分布的RQD样品数据转换为正态分布；

步骤2.1：根据钻孔岩芯RQD数据库，进行钻孔RQD样长组合，得到RQD样品数据；

步骤2.2：建立RQD样品数据分布频率直方图，统计RQD样品数据的均值m、方差和变异系数c_v，同时根据RQD样品数据分布频率直方图确定RQD样品数据的分布形式，若RQD样品数据不满足正态分布，则将RQD样品数据转换为正态分布；

步骤3：根据步骤2中处理后的RQD样品数据，进行变差函数建模，确定RQD样品数据的空间结构；

步骤3.1：建立RQD样品数据的全向实验变差函数和沿孔实验变差函数，确定RQD样品数据的最大连续性方向；

步骤3.2：将RQD样品数据的最大连续性方向设置为主轴方向，确定主轴实验变差函数，进而确定RQD样品数据的理论变差函数结构模型，并确定理论变差函数结构模型参数：块金值、基台值和变程范围，使全向实验变差函数和沿孔实验变差函数分别与理论变差函数达到最佳拟合；