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黄金科学技术 >

2022 , Vol. 30 >Issue 3: 343 - 351

DOI: https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2022.03.070

采空区专栏

基于三维激光扫描点云数据的地下巷道岩体结构面识别及稳定性分析

  • 李杰林 , 1, 2 ,
  • 白德威 1 ,
  • 杨承业 1 ,
  • 张玮 3 ,
  • 张孝平 4
展开
  • 1. 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083
  • 2. 金属矿山安全与健康国家重点实验室，安徽 马鞍山 243000
  • 3. 玉溪大红山矿业有限公司，云南 玉溪 653100
  • 4. 天河道云（北京）科技有限公司，北京 100176

李杰林（1982-），男，湖南宁远人，副教授，从事金属矿山开采、采空区处理及矿山岩石力学等研究工作。

收稿日期: 2021-06-05

  修回日期: 2021-09-15

  网络出版日期: 2022-09-14

基金资助

金属矿山安全与健康国家重点实验室开放课题“深部高应力巷道围岩结构面与危险块体自动识别方法研究”(2020-JSKSSYS-06)

中南大学研究生自主探索创新项目“基于三维激光扫描点云数据的岩体工程结构体智能识别方法研究”(2020zzts713)

收起

Recognition and Stability Analysis of Underground Tunnel Rock Mass Structural Plane Based on 3D Laser Scanning Point Cloud Data

  • Jielin LI , 1, 2 ,
  • Dewei BAI 1 ,
  • Chengye YANG 1 ,
  • Wei ZHANG 3 ,
  • Xiaoping ZHANG 4
Expand
  • 1. School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China
  • 2. State Key Laboratory of Safety and Health for Metal Mine, Maanshan 243000, Anhui, China
  • 3. Yuxi Dahongshan Mining Co. , Ltd. , Yuxi 653100, Yunan, China
  • 4. Tianhe Daoyun (Beijing) Technology Co. , Ltd. , Beijing 100176, China

Received date: 2021-06-05

  Revised date: 2021-09-15

  Online published: 2022-09-14

Fold

本文亮点

巷道围岩中发育的结构面对巷道稳定性有很大的影响，开展地下巷道的工程地质调查，精确获取地下巷道围岩结构面信息是巷道稳定性分析的关键。以云南大红山铁矿775 m 中段运输巷道为研究对象，采用三维激光扫描仪获取围岩结构面点云数据，并利用点云数据处理软件进行误差处理、坐标校正、结构面数据提取、点云拼接和过滤抽稀等内业数据处理工作，基于处理结果开展了统计分析；利用离散元软件3DEC建立了离散结构网络模型与地下巷道合成岩体模型，并对该巷道在自重及爆破振动作用下的失稳概率进行了数值模拟。结果表明：三维激光扫描技术可较好地获取巷道围岩的结构面信息，结合离散块体单元计算软件对巷道岩石块体的稳定性进行进一步分析，所分析区域的围岩自稳能力较好，但在爆破振动影响下失稳概率大幅增加，研究结果可为巷道的支护设计提供理论指导。

本文引用格式

李杰林 , 白德威 , 杨承业 , 张玮 , 张孝平 . 基于三维激光扫描点云数据的地下巷道岩体结构面识别及稳定性分析[J]. 黄金科学技术, 2022 , 30(3) : 343 -351 . DOI: 10.11872/j.issn.1005-2518.2022.03.070

Highlights

The surrounding rock of the underground tunnel is distributed with structural planes of different occurrences and sizes. The structural planes determine the deformation characteristics and stress-strain mode of the rock mass to a certain extent，which weaken the stability of the rock mass locally，which has a significant impact on the safety of the tunnel engineering. It is very necessary to carry out the engineering geological survey of the underground tunnel and the quantitative analysis of the rock mass structure. To get the structural plane information of the underground tunnel accurately and do stability analysis for the surrounding rock of the tunnel，a three-dimensional laser scanner was used to obtain the point cloud data of the surrounding rock structural plane in the 775 m level drift of the Dahongshan iron mine in Yunnan. A series of work such as correction，structure surface data extraction，point cloud splicing，filtering and thinning，etc.，carried out statistical analysis based on the processing results. According to this statistical result，the discrete element software 3DEC is used to establish the discrete structure network model and a coupling model of an underground tunnel，and numerical simulation of the instability probability of the tunnel under its own weight and blasting vibration is carried out. The results show that the 3D laser scanning technology can better obtain the rock mass discontinuities information of the drift，and the discrete block unit calculation software can further analyze the stability of the drift rock block. The self-stabilizing ability of the surrounding rock in the analyzed area is good，but the instability probability increases greatly under the influence of blasting vibration. The research result can provide theoretical guidance for the support design of the tunnel.

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湖南生态修复成效显著，建成绿色矿山335家

9月1日，中共湖南省委宣传部召开生态文明建设专场新闻发布会，湖南省自然资源厅党组成员、副厅长覃佐彦介绍了党的十八大以来湖南生态保护修复工作和成效。

发布会指出，党的十八大以来，湖南围绕“一江一湖三山四水”总体格局，将生态保护修复作为重要内容纳入《湖南省“十四五”自然资源发展规划》，编制《湖南省国土空间生态修复规划（2021—2035年）》，在全国第一个发布省级“十四五”生态修复规划，积极指导、持续推进市县规划编制，坚持“山水林田湖草是生命共同体”理念，积极争取国家资金。

2018年申报实施湘江流域和洞庭湖生态保护修复工程试点，项目总投资79.13亿元，其中中央资金20亿元，省级资金19.62亿元。

2019年争取中央资金2.56亿元实施长江经济带废弃露天矿山生态修复工程。

2022年湖南又成功申报了洞庭湖区域山水林田湖草沙一体化保护和修复工程以及湘桂岩溶地资江沅江上游历史遗留矿山生态修复示范工程，总预算75.6亿元，其中获中央财政资金支持23亿元，省级配套资金7.85亿元。

同时，湖南省政府高位推动矿业转型绿色发展，全力推进绿色矿山建设，突出生态和安全2个关键，淘汰了一大批“散、小、乱、差、污”矿山，建成绿色矿山335家。砂石土矿专项整治三年行动计划圆满收官，全省砂石土矿由3 631个减少至983个，关闭退出矿山基本做到了矿权注销、设施拆除、生态修复“三到位”。

此外，严格落实牵头督导责任，积极落实长江经济带生态环境警示片披露问题、第二轮中央生态环境保护督察、污染防治攻坚战夏季攻势工作任务，认真开展省级督导和现场核查，实现各类生态环境问题督导全覆盖，重点问题重点督办，确保生态环境突出问题整改到位。

脚注

中国矿业网

http://www.goldsci.ac.cn/article/2022/1005-2518/1005-2518-2022-30-3-343.shtml

参考文献

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