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CN106611077A - 一种煤岩体裂隙定量化处理方法 - Google Patents

一种煤岩体裂隙定量化处理方法 Download PDF

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CN106611077A
CN106611077A CN201610522786.2A CN201610522786A CN106611077A CN 106611077 A CN106611077 A CN 106611077A CN 201610522786 A CN201610522786 A CN 201610522786A CN 106611077 A CN106611077 A CN 106611077A
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CN
China
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structural plane
plane
drilling
structural
intersection
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CN201610522786.2A
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姚强岭
李冬伟
王傲
李学华
陈�田
卫斐
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China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
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Abstract

本发明阐述了一种钻孔图像上结构面显现特征定量化研究的方法，涉及结构面的产状、张开度、充填特征、间距等。根据数字全景钻孔摄像系统成像特征，提出了采用“结构面数字图像+参数标注”等参数量化处理结构面显现特征。并结合巷道围岩钻孔图像综合分析过程中的实际情况，给出了钻孔图像超径、掉块、不清晰、半结构面等识别方法，该方法为钻孔图像结构面量化处理提供参考。

Description

一种煤岩体裂隙定量化处理方法
技术领域
本发明涉及一种煤岩体裂隙定量化处理方法，适用于对钻孔图像结构面参数量化方法分析。
背景技术
岩体由岩块和结构面组成。在整个地质历史期间，地下岩体遭遇各种地质作用，使岩体具有很多复杂的结构面，其力学性质变得十分复杂。工程岩体在经受人工开挖扰动之后，开挖硐室周围岩体应力重新分布，不仅改变原有节理裂隙性质，也会产生新的节理裂隙。已有研究表明：结构面是控制工程载荷作用下岩体力学作用方式及其力学响应的主要因素之一，在很大程度上决定着工程岩体的稳定性。结构面是指地质发展的历史中形成的面、缝、层、带状的地质界面。不同规模的地质岩体中结构面规模及其他性质差异很大。结构面在工程载荷的作用下，当与工程载荷不利的方向组合时，结构面进一步破坏与发展，当裂隙相互影响与贯通时，可造成岩体的失稳，影响巷道的安全使用。同样，巷道围岩裂隙发育情况是巷道围岩稳定性及破坏的直接体现。因此，为了保证巷道围岩的稳定，研究巷道围岩裂隙的分布规律十分必要。
发明内容
本发明的目的是为钻孔图像结构面量化处理提供参考。本发明对结构面的产状、张开度、充填特征、间距等参数进行定量化分析，提出了采用“结构面数字图像+参数标注”等参数量化处理结构面显现特征。
本发明技术内容如下：
a.结构面与钻孔交线：结构面在小范围可视为平面，其与钻孔相交后形成面与面之间的交线，当孔壁展开时，交线表现出一定的形态。
(1)当结构面与钻孔垂直时，孔壁展开成平面图后，结构面与钻孔交线为一条水平的直线。
(2)当结构面与钻孔平行时，孔壁展开成平面图后，结构面与钻孔的交线为两条竖向的直线。
(3)当结构面与钻孔斜交时，孔壁展开成平面图后，得到的曲线是一条标准的正弦曲线。
b.结构面的产状：当结构面与钻孔垂直或平行时，其交线在孔壁展开图上显示为一条水平线或两条垂直线，结构面的产状容易求得。当结构面与钻孔斜交时，结构面产状可以通过正弦曲线的峰谷位置来计算确定。
c.结构面的张开度：结构面的张开度是指结构面两相邻岩壁间的垂直距离。
d.结构面的充填特征：开裂的结构面是否被其他矿物充填易于在钻孔图像展开图上通过充填物与岩体颜色或结晶程度的差异获得。
e.结构面间距和密度：结构面间距和密度是表示岩体中结构面发育的密集程度的指标。不同的结构面密度可明显表征巷道围岩破碎情况。
发明的有益效果：本发明阐释了岩体结构面裂隙扩展规律的可视化定量化处理原理。不仅提供了一种评价岩体裂隙时空演化规律的途径，同时，在指导岩体稳定性控制方面亦具有重要的理论和实践意义。
附图说明
图1是钻孔图像结构面显现图。
图2是钻孔图像结构面处理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施作进一步描述：
如图1所示为某钻孔段内的结构面显现图。其中1(a)为该钻孔段的钻孔探测截图，1(b)为钻孔孔壁三维虚拟柱状图，1(c)为钻孔孔壁展开图。这三个钻孔图像显现图均可通过矿用钻孔成像仪直接观察。
由图1可以看出，该钻孔段内有一明显方解石充填结构面。该结构面的产状、张开度及充填特征获取方法已在上文中进行研究，图2表示了该结构面参数量化的表示方法。图中蓝色虚线为标准的正弦曲线，曲线特征表明了结构面与钻孔交线的特征，线条的颜色表示结构面的充填特征。曲线旁的文字注释含义为：076表示该结构面为钻孔内第76条结构面，方便进行统计分析；NW15.25°表示该结构面的倾向为北偏西15.25度，∠79.19°表示该结构面的倾角为79.19度，二者对结构面的产状进行了定量表示；d：0.165cm表示该结构面的张开度为0.165cm。

Claims (2)

1.一种煤岩体裂隙定量化处理方法，其特征在于：对裂隙参数的分析如下：
a.结构面与钻孔交线形态：结构面在小范围可视为平面，其与钻孔相交后形成面与面之间的交线，当孔壁展开时，交线表现出一定的形态。
(1)当结构面与钻孔垂直时，孔壁展开成平面图后，结构面与钻孔交线为一条水平的直线。
(2)当结构面与钻孔平行时，孔壁展开成平面图后，结构面与钻孔的交线为两条竖向的直线。
(3)当结构面与钻孔斜交时，孔壁展开成平面图后，得到的曲线是一条标准的正弦曲线。
b.结构面的产状：当结构面与钻孔垂直或平行时，其交线在孔壁展开图上显示为一条水平线或两条垂直线，结构面的产状容易求得。当结构面与钻孔斜交时，结构面产状可以通过正弦曲线的峰谷位置来计算确定。
c.结构面的张开度：结构面的张开度是指结构面两相邻岩壁间的垂直距离。
d.结构面的充填特征：开裂的结构面是否被其他矿物充填易于在钻孔图像展开图上通过充填物与岩体颜色或结晶程度的差异获得。
e.结构面间距和密度：结构面间距和密度是表示岩体中结构面发育的密集程度的指标。不同的结构面密度可明显表征巷道围岩破碎情况。
2.根据权利要求1所述的一种煤岩体裂隙定量化处理方法，其特征在于：提出一种结构面量化表示方法：“结构面数字图像+参数标注”。
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