岩体原始破碎块度确定方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开岩体原始破碎块度确定方法、装置、设备和介质。该方法包括如下步骤：采集岩芯照片，对岩芯照片进行预处理获得岩芯图像；基于岩芯图像中的岩芯箱进行几何变换，获取矫正后的岩芯图像；提取矫正后的岩芯图像中结构面特征参数，所述结构面特征参数包括结构面斜率和相对位置坐标；利用提取的结构面特征参数和图像处理技术还原结构面网络；基于结构面网络，获取岩芯照片对应的岩体原始破碎块度信息。本发明专利技术可以实现对某一具体区域内岩体原始破碎块度的确定。破碎块度的确定。破碎块度的确定。

【技术实现步骤摘要】
岩体原始破碎块度确定方法、装置、设备和介质


[0001]本专利技术涉及采矿工程
，尤其涉及岩体原始破碎块度确定方法、装置、设备和介质。

技术介绍

[0002]自然崩落法是一种大规模、低成本的采矿方法，是唯一能与露天矿开采经济效益相媲美的高效地下采矿工艺。其中，自然崩落法开采能否成功及其生产效率，很大程度上取决于矿体崩落过程中所产生的块度大小。采矿过程中与块度有关的内容包括：放矿点尺寸和间距、设备选择、放矿控制、生产能力、矿石的损失和贫化、卡斗大块二次爆破量及爆破引起的巷道破坏和相应的作业成本、劳动生产率、矿石的破碎过程和成本等。因此在自然崩落法可行性研究阶段，确定岩体自然崩落块度，对矿山是否采用自然崩落法及相关采矿工程的设计起着关键性作用。
[0003]岩体自然崩落块度通常划分为三个层次的破碎块度，即原始破碎块度、初次破碎块度和二次破碎块度，其中原始破碎块度是其它层次块度确定的基础。原始破碎块度即采矿活动发生之前岩体本身的破碎块度，受结构面切割所形成的自然块度。通常确定原始破碎块度的方法主要是以基于工程经验的确定和基于结构面特征及结构面网络的确定为主。这些方法是根据结构面空间展布状态及结构面条件的调查统计结果，采用一定的数学方法模拟或预测结构面切割岩体的情况，从而确定岩体原始破碎块度，因此确定的原始破碎块度是统计意义上的块度，并不是针对某一具体区域内原始破碎块度的确定。
[0004]在自然崩落法矿山的可行性研究阶段，存在地质资料相对缺乏的特点，利用已存留的岩芯或岩芯照片是研究岩体特征以及确定岩体原始破碎块度的重要途径之一。因此，亟需一种可以利用岩芯照片就能实现对具体区域内岩体原始破碎块度的确定方法。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提出岩体原始破碎块度确定方法，用于实现对某一具体区域内岩体原始破碎块度的确定。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]岩体原始破碎块度确定方法，包括如下步骤：
[0008]采集岩芯照片，对岩芯照片进行预处理获得岩芯图像；
[0009]基于岩芯图像中的岩芯箱进行几何变换，获取矫正后的岩芯图像；
[0010]提取矫正后的岩芯图像中结构面特征参数，所述结构面特征参数包括结构面斜率和相对位置坐标；
[0011]利用提取的结构面特征参数和图像处理技术还原结构面网络；
[0012]基于结构面网络，获取岩芯照片对应的岩体原始破碎块度信息。
[0013]优选地，所述预处理包括对岩芯照片进行采样和量化。
[0014]优选地，所述基于岩芯图像中的岩芯箱进行几何变换，获取矫正后的岩芯图像，具
体包括如下步骤：
[0015]在岩芯图像中剪切出目标岩芯图像，所述目标岩芯图像中包括完整的岩芯箱信息；
[0016]根据岩芯在岩芯箱中实际的摆放方式对目标岩芯图像进行旋转；
[0017]以矩形的岩芯箱为基准，将目标岩芯图像中非矩形的岩芯箱四个内角点投影到整个图像的矩形边框上，将目标岩芯图像中的岩芯箱由非矩形变换为矩形；
[0018]将目标岩芯图像中矩形岩芯箱进行剪切；
[0019]将剪切后的矩形岩芯箱图像按一定比例缩放，使其与实际尺寸的岩芯箱相对应，即获得矫正后的岩芯图像。
[0020]优选地，所述提取矫正后的岩芯图像中结构面特征参数，具体包括如下步骤：
[0021]以矫正后的岩芯图像中起点岩芯为基准，依次按照岩芯的实际摆放顺序描绘结构面，根据图像中岩芯展示的结构面分布在图中绘制结构面直线，通过直线的两个端点像素坐标可计算出结构面的斜率和位置坐标；
[0022]若某一节岩芯的摆放与其上部邻近岩芯的摆放相反，则获得的结构面斜率乘
‑
1，则结构面的斜率和倾角计算方法为：
[0023][0024]式中，k
i
和α
i
为第i条结构面确定的斜率值和角度值；w
i
为第i条结构面的斜率调整值，若斜率需要调整，则w
i
为2，否则w
i
为1；点(y
i1
,x
i1
)和点(y
i2
,x
i2
)分别为第i条结构面两个端点处的像素坐标；
[0025]结构面的相对位置以结构面直线的中点像素坐标(y
mi
,x
mi
)代替，其中y
mi
值代表结构面的深度值，x
mi
可用来判断该处的岩芯位于岩芯箱的第n槽，结构面直线的中点像素坐标(y
mi
,x
mi
)的计算式为：
[0026][0027]式中，点(y
mi
,x
mi
)为代表结构面直线中点的像素坐标；n为该条结构面位于岩芯箱的槽数；L为与实际岩芯箱长度等值的像素值。
[0028]优选地，所述利用提取的结构面特征参数和图像处理技术还原结构面网络，具体包括如下步骤：
[0029]基于矫正后的岩芯图像中结构面特征参数构建二值图像；
[0030]在二值图像中，与二维空间结构面位置相对应的像素点处的值赋予0，所述像素点(y,x)的计算公式如下所示：
[0031]y＝k(x
‑
0.5NL)+y
mi x∈[1,NL]ꢀꢀꢀ
公式3
[0032]式中，N为岩芯箱的总槽数；L为岩芯箱子的长度；k为结构面的斜率；x取值时依据k值大小来确定增量值Δx，当
‑
1≤k≤1时，Δx＝1；当k≤
‑
15或15≤k时，Δx＝0.01；其他区间Δx＝0.1；
[0033]由公式3确定出与(y,x)相对应的正整数像素点(y
z
,x
z
)，采用8邻域的方法继续赋值，即(y
z
,x
z
)、(y
z
,x
z
‑
1)、(y
z
‑
1,x
z
)、(y
z
‑
1,x
z
‑
1)、(y
z
,x
z
+1)、(y
z
+1,x
z
)、(y
z
+1,x
z
+1)、(y
z
‑
1,x
z
+1)、(y
z
+1,x
z
‑
1)点均赋值为0，从而获得结构面网络。
[0034]优选地，所述基于结构面网络，获取岩芯照片对应的岩体原始破碎块度信息，具体包括如下步骤：
[0035]基于结构面网络，通过相邻像素值的差异来确定每个岩块的像素点；
[0036]基于每个岩块的像素点计算出图像中每个岩块的块度值；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.岩体原始破碎块度确定方法，其特征在于，包括如下步骤：采集岩芯照片，对岩芯照片进行预处理获得岩芯图像；基于岩芯图像中的岩芯箱进行几何变换，获取矫正后的岩芯图像；提取矫正后的岩芯图像中结构面特征参数，所述结构面特征参数包括结构面斜率和相对位置坐标；利用提取的结构面特征参数和图像处理技术还原结构面网络；基于结构面网络，获取岩芯照片对应的岩体原始破碎块度信息。2.根据权利要求1所述的岩体原始破碎块度确定方法，其特征在于，所述预处理包括对岩芯照片进行采样和量化。3.根据权利要求1所述的岩体原始破碎块度确定方法，其特征在于，所述基于岩芯图像中的岩芯箱进行几何变换，获取矫正后的岩芯图像，具体包括如下步骤：在岩芯图像中剪切出目标岩芯图像，所述目标岩芯图像中包括完整的岩芯箱信息；根据岩芯在岩芯箱中实际的摆放方式对目标岩芯图像进行旋转；以矩形的岩芯箱为基准，将目标岩芯图像中非矩形的岩芯箱四个内角点投影到整个图像的矩形边框上，将目标岩芯图像中的岩芯箱由非矩形变换为矩形；将目标岩芯图像中矩形岩芯箱进行剪切；将剪切后的矩形岩芯箱图像按一定比例缩放，使其与实际尺寸的岩芯箱相对应，即获得矫正后的岩芯图像。4.根据权利要求1所述的岩体原始破碎块度确定方法，其特征在于，所述提取矫正后的岩芯图像中结构面特征参数，具体包括如下步骤：以矫正后的岩芯图像中起点岩芯为基准，依次按照岩芯的实际摆放顺序描绘结构面，根据图像中岩芯展示的结构面分布在图中绘制结构面直线，通过直线的两个端点像素坐标可计算出结构面的斜率和位置坐标；若某一节岩芯的摆放与其上部邻近岩芯的摆放相反，则获得的结构面斜率乘
‑
1，则结构面的斜率和倾角计算方法为：式中，k
i
和α
i
为第i条结构面确定的斜率值和角度值；w
i
为第i条结构面的斜率调整值，若斜率需要调整，则w
i
为2，否则w
i
为1；点(y
i1
,x
i1
)和点(y
i2
,x
i2
)分别为第i条结构面两个端点处的像素坐标；结构面的相对位置以结构面直线的中点像素坐标(y
mi
,x
mi
)代替，其中y
mi
值代表结构面的深度值，x
mi
可用来判断该处的岩芯位于岩芯箱的第n槽，结构面直线的中点像素坐标(y
mi
,x
mi
)的计算式为：式中，点(y
mi
,x
mi
)为代表结构面直线中点的像素坐标；n为该条结构面位于岩芯箱的槽数；L为与实际岩芯箱长度等值的像素值。
5.根据权利要求1所述的岩体原始破碎块度确定方法，其特征在于，所述利用提取的结构面特征参数和图像处理技术还原结构面网络，具体包括如下步骤：基于矫正后的岩芯图像中结构面特征参数构建二值图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欢，薛瑞雄，薛振宙，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：