节理岩体矿岩块度三维模拟研究

摘要：

为实现矿岩块度预测的三维可视化模拟,根据岩体内节理面倾向、倾角和节理间距等几何参数的分布规律,采用Boost Random库实现节理面Monte Carlo随机模拟,从而建立原始块度预测的节理素描文件,然后引入崩落块度修正系数计算崩落块度预测的节理素描文件.根据节理素描文件数据计算三维节理面网络,逐个取出节理面平面,对模拟范围的长方体模型进行切割,建立块度三维模型.利用块度三维模型分别计算块体的容积系数和共线性值,对块体进行形状分类.结合VTK库和HOOPS 3D实现上述算法,以普朗铜矿自然崩落法为例对首采区原始块度进行预测:块体体积的四分位点分别为0.164,0.403,0.853 m3,块体等效尺寸在0.5～3.0 m区间时块体占较大的体积百分比;同时,根据块体等效尺寸分布曲线得到放矿口的尺寸应大于5 m×5 m.研究结果表明:该方法能够根据现场节理面调查结果模拟岩体内节理分布,进而利用矿岩块度三维模型实现矿岩块度的预测和统计分析,为自然崩落法开采研究提供了重要依据.

关键词：自然崩落法、块度预测、Monte Carlo模拟、节理网络、块度模型、VTK、块体形状分类

所属期刊栏目：26

分类号：TU452;TP391(土力学、地基基础工程)

资助基金：金属矿山安全与健康国家重点实验室开放课题项目"基于岩体表面节理分布的节理三维网络模拟研究"2017-JSKSSYS-02;河南省科技攻关项目"基于图像和块体形状分类的岩石块度分析方法研究"172102310643;河南省科技开放合作项目"动态应力下煤层底板裂隙演化及水渗流突变机理研究"172106000073

在线出版日期：2018-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：357-364