基于Sirovision的節(jié)理巖體調(diào)查及穩(wěn)定性分析

張 馳 徐 帥 張小輝 何國(guó)強(qiáng)

(1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110819；2.深部金屬礦山安全開采教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽 110819；3.山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司，山東 煙臺(tái) 261441)

基于Sirovision的節(jié)理巖體調(diào)查及穩(wěn)定性分析

張 馳1,2徐 帥1,2張小輝1,2何國(guó)強(qiáng)3

(1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110819；2.深部金屬礦山安全開采教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽 110819；3.山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司，山東 煙臺(tái) 261441)

針對(duì)人工近距離接觸測(cè)量獲取巖體結(jié)構(gòu)面信息工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，開展了Sirovision巖體結(jié)構(gòu)面三維不接觸測(cè)量系統(tǒng)的研究。介紹了該系統(tǒng)的硬件組成及后處理軟件的具體功能，提出了一套適用于該系統(tǒng)的巖體結(jié)構(gòu)面信息采集方法與數(shù)據(jù)處理流程，并成功應(yīng)用于鐵蛋山鐵礦的節(jié)理巖體調(diào)查與分析中。首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的調(diào)查區(qū)內(nèi)原始格式二維圖片，獲得了真實(shí)坐標(biāo)定位的巷道三維空間模型數(shù)據(jù)；然后進(jìn)行了巖體結(jié)構(gòu)面的數(shù)字化識(shí)別，并將得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)依據(jù)產(chǎn)狀特征進(jìn)行了分組，獲得了不同節(jié)理組的空間方位統(tǒng)計(jì)信息；最后根據(jù)不同節(jié)理組間的相互位置關(guān)系，進(jìn)行了基于后處理軟件系統(tǒng)的楔形體結(jié)構(gòu)分析，確定了危險(xiǎn)塊體的位置。上述研究成果可為礦山安全生產(chǎn)及工程參數(shù)優(yōu)化提供參考。

Sirovision測(cè)量系統(tǒng) 巖體穩(wěn)定性分析 巖體結(jié)構(gòu)面參數(shù) 產(chǎn)狀特征 三維空間模型

節(jié)理廣泛存在于地殼巖石中，是一種十分復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，由于節(jié)理強(qiáng)度和剛度大大低于完整巖石[1-5]，因此系統(tǒng)研究節(jié)理巖體的幾何及力學(xué)性質(zhì)，調(diào)查結(jié)構(gòu)面的分布規(guī)律、表面特征、連續(xù)特征以及空間組合形式對(duì)于判定和分析巖體的穩(wěn)定性顯得十分重要。常用的巖體結(jié)構(gòu)面信息采集的方法有鉆孔巖芯節(jié)理采集法[6-9]、測(cè)線法、精測(cè)線法[10]、取樣窗法[11-12]等。其中鉆孔巖芯法獲取的結(jié)構(gòu)面方位信息規(guī)模小、應(yīng)用效果不佳；測(cè)線法與精測(cè)線法雖然能保證較好的量測(cè)精度，但野外測(cè)量工作量大，受地形環(huán)境因素的影響，很難獲得高效、全面的結(jié)構(gòu)面信息；取樣窗法一般用于統(tǒng)計(jì)單位面積內(nèi)的節(jié)理?xiàng)l數(shù)，由于在測(cè)量時(shí)尺寸偏差、截短誤差以及截長(zhǎng)誤差[13]的存在影響了該方法的應(yīng)用效果。

隨著信息時(shí)代的到來，采用攝影測(cè)量技術(shù)[14-18]解算結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、間距、粗糙程度等巖體規(guī)模信息成為當(dāng)前比較流行的方法。王鳳艷等[19]建立了基于空間坐標(biāo)的結(jié)構(gòu)面跡線三維模型，任一投影展示面的跡線二維模型和詳細(xì)判據(jù)的產(chǎn)狀解算模型，該法要求攝影精度較高，現(xiàn)場(chǎng)使用偶然性大，精度較難保證。楊天鴻等[20]采用3GSM系統(tǒng)在巖體結(jié)構(gòu)面空間幾何信息分布及巖面三維模型構(gòu)建方面的研究取得了一些進(jìn)展，由于該系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)需要外界提供光照條件，而且對(duì)巷道頂板巖面圖像的識(shí)別相對(duì)困難，因此其在地下礦山節(jié)理巖體調(diào)查中的應(yīng)用具有一定的局限性。為此，在深入分析Sirovision巖體結(jié)構(gòu)面三維不接觸測(cè)量系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上，研究了使用該系統(tǒng)進(jìn)行地下礦山巖體結(jié)構(gòu)面信息采集與數(shù)據(jù)處理的流程，并將其應(yīng)用于鐵蛋山礦區(qū)的節(jié)理巖體調(diào)查與分析中，成效較為顯著。

1 巖體結(jié)構(gòu)面三維不接觸測(cè)量系統(tǒng)

CAE SirovisionTM是由澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)組織(CSIRO)開發(fā)的專門用于巖體結(jié)構(gòu)面調(diào)查與分析的一套三維不接觸測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含2個(gè)部分：①CAE立體圖像采集儀，集成2臺(tái)高分辨率工業(yè)相機(jī)對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行圖像采集，可獲得2張高清晰度二維圖像；②對(duì)三維圖像進(jìn)行交互式空間可視化模型重建與分析的軟件，實(shí)現(xiàn)巖體表面三維模型的重建，識(shí)別巖體的結(jié)構(gòu)面信息，獲得準(zhǔn)確的巖體穩(wěn)定性分析結(jié)果。

Sirovision系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)在于：①測(cè)量設(shè)備采用單支架半固定式支撐可實(shí)現(xiàn)水平及垂直方向360°旋轉(zhuǎn)；②自帶可調(diào)強(qiáng)度閃光燈，滿足無光條件下的正常拍攝；③實(shí)現(xiàn)原始二維圖像對(duì)到三維圖像的高效合成，大幅度縮短后處理所需時(shí)間。

2 巖體結(jié)構(gòu)面信息采集與數(shù)據(jù)處理流程

2.1 巖體結(jié)構(gòu)面信息采集流程

采集巖體結(jié)構(gòu)面信息的前提是根據(jù)巖體穩(wěn)定性分析的要求確定圖像采集區(qū)域，為了確保統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果具有一定的代表性，圖像采集區(qū)域選擇應(yīng)需具備以下條件：①調(diào)查應(yīng)以巖體失穩(wěn)破壞區(qū)域?yàn)橹行南蛩闹芫鶆蛘归_；②應(yīng)盡可能選取巖體結(jié)構(gòu)面出露較明顯的區(qū)域；③對(duì)于節(jié)理較發(fā)育的區(qū)域應(yīng)重點(diǎn)調(diào)查。在圖像采集區(qū)域確定的情況下，根據(jù)成像系統(tǒng)的技術(shù)要求，在地下礦山巷道中采集圖像時(shí)通常所能獲得的巖面實(shí)際控制范圍為4 m×4 m，因此，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)圖像采集時(shí)，首先按照4 m間隔布置測(cè)點(diǎn)，在任意一個(gè)測(cè)點(diǎn)范圍內(nèi)布置3～4個(gè)控制點(diǎn)定位巖面空間方位，然后按照后方交會(huì)的測(cè)量方法獲取控制點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。根據(jù)以上思路，建立了巖體結(jié)構(gòu)面信息采集流程，見圖1。

圖1 巖體結(jié)構(gòu)面信息采集流程

2.2 數(shù)據(jù)處理流程

根據(jù)外業(yè)測(cè)量所得到巖面情況的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，首先按照循環(huán)成組(需要進(jìn)行拼接的三維圖片放在1個(gè)循環(huán)內(nèi)完成拍攝)的方式將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理；然后通過Sirovision三維軟件系統(tǒng)將同一拍攝區(qū)域內(nèi)的左右2張圖片按照掃描、識(shí)別、匹配的過程合成為單張三維圖片；最后導(dǎo)入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的控制點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)并與巖面上標(biāo)識(shí)的控制點(diǎn)進(jìn)行匹配，將相對(duì)定位的三維圖片轉(zhuǎn)化為與現(xiàn)場(chǎng)一致的巖面空間位置圖像。

為了獲得更加完整的巷道拱三維實(shí)體模型，首先選擇同一循環(huán)內(nèi)的側(cè)幫單幅三維圖片進(jìn)行拼接，如圖2(a)所示；然后逐一將側(cè)幫與頂板的部分拼接圖進(jìn)一步合成得到如圖2(b)所示的完整巷道拼接圖；最后完成巖體結(jié)構(gòu)面信息的數(shù)字識(shí)別得到調(diào)查區(qū)域內(nèi)巖體結(jié)構(gòu)面的空間方位分布數(shù)據(jù)，按照結(jié)構(gòu)面空間幾何參數(shù)的不同將其劃分為不同的節(jié)理組，結(jié)合工業(yè)試驗(yàn)獲得的巖石力學(xué)參數(shù)并分析不同節(jié)理組間的相互作用關(guān)系，從而得到巖體的穩(wěn)定性分析結(jié)果。結(jié)合以上分析，建立了巖體結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)處理流程，見圖3。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 礦區(qū)地質(zhì)概況

鐵蛋山礦區(qū)位于遼寧省西部，礦體賦存條件復(fù)雜，巖質(zhì)松軟穩(wěn)定性差。巷道施工完畢后不久即產(chǎn)生開裂變形，進(jìn)而產(chǎn)生片幫、冒落和沉降變形，嚴(yán)重影響了礦山的開采和運(yùn)輸。為此，針對(duì)鐵蛋山礦區(qū)圍巖的地質(zhì)條件開展破碎巖體的節(jié)理調(diào)查分析研究，查明該礦區(qū)主節(jié)理的方位，節(jié)理面的組數(shù)、平均間距，推測(cè)巖體中危險(xiǎn)塊體的位置。

圖2 Sirovision軟件處理后的工程實(shí)例模型

圖3 Sirovision系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程

3.2 巖體結(jié)構(gòu)三維合成結(jié)果

采用Sirovision系統(tǒng)對(duì)鐵蛋山鐵礦+35 m分段2122、2124回采進(jìn)路及聯(lián)通該2條進(jìn)路的切割巷道裸露巖面進(jìn)行了調(diào)查，共布置測(cè)點(diǎn)16個(gè)，并按照測(cè)點(diǎn)的分布特征將其劃分為7個(gè)區(qū)域，即1#～2#測(cè)點(diǎn)、3#～5#測(cè)點(diǎn)、6#～8#測(cè)點(diǎn)、9#測(cè)點(diǎn)、10#測(cè)點(diǎn)、11#～13#測(cè)點(diǎn)、14#～16#測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布置情況見圖4。

根據(jù)調(diào)查區(qū)內(nèi)測(cè)點(diǎn)的分布情況，依次獲取同一指定區(qū)域內(nèi)巖面的二維圖像對(duì)，見圖5。

圖4 Sirovision調(diào)查區(qū)域測(cè)點(diǎn)分布

圖5 +35 m水平2122回采進(jìn)路巖面圖像對(duì)

在合成的三維圖上，根據(jù)主要節(jié)理裂隙的發(fā)育特征及結(jié)構(gòu)面的延伸趨勢(shì)，基于Sirovision后處理軟件對(duì)節(jié)理裂隙進(jìn)行了數(shù)字化識(shí)別，獲得了如圖6所示的節(jié)理面分布圖。

圖6 調(diào)查區(qū)節(jié)理裂隙分布(局部)

對(duì)節(jié)理巖體結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，在+35 m分段存在3組優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面，分別為29°∠48°、66°∠80°、170°∠46°；節(jié)理面間距均值小于0.5 m，跡線長(zhǎng)度均值均相對(duì)較小，表明在該區(qū)域內(nèi)節(jié)理面高度發(fā)育，巖體比較破碎。

表1 節(jié)理巖體結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù)Table 1 Geometry parameters of joint rock structural surface

3.3 巖體穩(wěn)定性分析

地下巷道頂板受垂直應(yīng)力作用，其下方形成了楔形體組成面的臨空面，在該方向重力勢(shì)能有減小的趨勢(shì)。為了確定相同分區(qū)內(nèi)的不同節(jié)理組間能否形成楔形體結(jié)構(gòu)，借助以太沙基理論為基礎(chǔ)的Sirovision系統(tǒng)，輸入調(diào)查區(qū)內(nèi)巖石的黏著力值及摩擦系數(shù)，獲得了如圖7和表2所示的巖體穩(wěn)定性分析結(jié)果。

圖7 巖體穩(wěn)定性分析

測(cè) 點(diǎn)邊 幫頂 板1#～2#存在3#～5#存在6#～8#存在9#存在10#存在11#～13#存在14#～17#

由表2可知，調(diào)查區(qū)域內(nèi)3#～5#，9#所在位置的頂板中存在危險(xiǎn)體結(jié)構(gòu)，并會(huì)對(duì)地下開采生產(chǎn)的安全產(chǎn)生較大的威脅；1#～2#，6#～8#，10#，11#～13#測(cè)點(diǎn)所在位置的邊幫存在危險(xiǎn)體結(jié)構(gòu)，但由于該礦區(qū)范圍內(nèi)的水平應(yīng)力較小，發(fā)生危險(xiǎn)的可能性較小。

4 結(jié) 語

基于Sirovision巖體結(jié)構(gòu)面三維不接觸測(cè)量系統(tǒng)，探索了一套使用該系統(tǒng)進(jìn)行外業(yè)測(cè)量與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的操作流程。將Sirovision系統(tǒng)成功應(yīng)用于鐵蛋山鐵礦的節(jié)理巖體調(diào)查與分析中，獲取了能夠真實(shí)描述巖體宏觀結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖像，提取了節(jié)理幾何形態(tài)空間分布信息，并得到了結(jié)構(gòu)面幾何統(tǒng)計(jì)參數(shù)。通過進(jìn)行基于節(jié)理面分組結(jié)果的巖體穩(wěn)定性分析，獲取了調(diào)查區(qū)內(nèi)巖體的不穩(wěn)定表征現(xiàn)象，對(duì)于礦山進(jìn)行安全防護(hù)以及優(yōu)化工程參數(shù)有一定的參考價(jià)值。

[1] 王 宇，李 曉，李守定，等.一種確定節(jié)理巖體殘余強(qiáng)度參數(shù)方法的探討[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2013，32(8)：1701-1713. Wang Yu，Li Xiao，Li Shouding，et al.A method for determining residual strength parameters of jointed rock masses[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2013，32(8):1701-1713.

[2] 彭雙喜.節(jié)理巖體隧道的穩(wěn)定性分析及破壞機(jī)理[J].公路工程，2014，39(5)：295-299. Peng Shuangxi.Stability analysis and failure mechanism of jointed rock tunnel[J].Highway Engineering,2014,39(5):295-299.

[3] 梁正召，肖東坤，李聰聰，等.斷續(xù)節(jié)理巖體強(qiáng)度與破壞特征的數(shù)值模擬研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2014，36 (11)：2086-2095. Liang Zhengzhao，Xiao Dongkun，Li Congcong，et al.Numerical study on strength and failure modes of rock mass with discontinuous joints[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2014,36(11):2086-2095.

[4] 陳 新，廖志紅，李德建.節(jié)理傾角及連通率對(duì)巖體強(qiáng)度、變形影響的單軸壓縮試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2011，30(4)：781-789. Chen Xin，Liao Zhihong，Li Dejian.Experimental study of effects of joint inclination angle and connectivity rate on strength and deformation properties of rock masses under uniaxial compression[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2011,30(4):781-789.

[5] 刁 虎.礦山巖體邊坡強(qiáng)度參數(shù)選取研究[J].金屬礦山，2012(8)：37-39. Diao Hu.Rock mass strength parameter selection for a mine slope[J].Metal Mine,2012(8):37-39.

[6] 林達(dá)明，袁廣祥，尚彥軍，等.基于巖芯分級(jí)的Hoek-Brown準(zhǔn)則參數(shù)研究及應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2013，32(1)：143-149. Lin Daming，Yuan Guangxiang，Shang Yanjun，et al.Research on parameters of hoek-brown criterion and application based on core classification[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2013，32(1):143-149.

[7] 汪進(jìn)超，王川嬰，朱長(zhǎng)歧，等.數(shù)字全景鉆孔攝像系統(tǒng)在西沙琛航島地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用[J].三峽大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，36(5)：68-71. Wang Jinchao，Wang Chuanying，Zhu Changqi，et al.Application of digital borehole panoramic camera system to Chenhang Island geological investigation[J].Journal of China Three Gorges University:Natural Sciences,2014,36(5):68-71.

[8] 王川嬰，胡培良，孫衛(wèi)春.基于鉆孔攝像技術(shù)的巖體完整性評(píng)價(jià)方法[J].巖土力學(xué)，2010，31(4)：1326-1330. Wang Chuanying，Hu Peiliang，Sun Weichun.Method for evaluating rock mass integrity based on borehole camera technology[J].Rock and Soil Mechanics,2010,31(4):1326-1330.

[9] 曹洋兵，晏鄂川，胡德新，等.巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀測(cè)量的鉆孔攝像技術(shù)及其可靠性[J].地球科學(xué)：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，39(4)：473-480. Cao Yangbing，Yan Echuan，Hu Dexin，et al.Calculation methods of rock mass discontinuity orientation measured by borehole camera technology and technology reliability[J].Earth Science:Journal of China University of Geosciences，2014，39(4):473-480.

[10] 李 莉，王洪江，王貽明.巖體裂隙結(jié)構(gòu)表征方法的探討[J].金屬礦山，2011(6)：1-5. Li Li，Wang Hongjiang，Wang Yimin.Discussion on description methods of rock fracture structure[J].Metal Mine，2011(6)：1-5.

[11] 申艷軍，徐光黎，董家興，等.節(jié)理平均跡長(zhǎng)與統(tǒng)計(jì)窗選位關(guān)聯(lián)性分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2011(3)：596-602. Shen Yanjun，Xu Guangli，Dong Jiaxing，et al.Relationship between mean trace length of joints and location of sampling window[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2011(3):596-602.

[12] 陳孝湘，夏才初，劉 勝.圓形窗口法估算巖體節(jié)理跡長(zhǎng)及跡線密度[J].西部交通科技，2009(2)：67-71. Chen Xiaoxiang，Xia Caichu，Liu Sheng.Estimate the mean trace length and the midpoint density of rock joint based on the circular window method[J].Western China Communications Science & Technology，2009(2):67-71.

[13] 陳劍平，吳 源，尚曉春.取樣窗口跡長(zhǎng)均值估計(jì)方法的討論[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2001，9(3)：302-307. Chen Jianping，Wu Yuan，Shang Xiaochun.A discussion on the method for estimation of mean tracelength in sampling windows[J].Journal of Engineering Geology,2001,9(3):302-307.

[14] 趙 群.數(shù)字礦山攝影測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].金屬礦山，2010(9)：95-97. Zhao Qun.Research on key technology of photography measurement system of digital mine[J].Metal Mine，2010(9):95-97.

[15] 吳慶深，衣 瑛.基于遠(yuǎn)距離場(chǎng)景影像的露天礦邊坡三維重建技術(shù)[J].金屬礦山,2014(10)：130-132. Wu Qingshen，Yi Ying.Technology of three-dimensional reconstruction of opencast slope based on distant scenes image[J].Metal Mine,2014(10):130-132.

[16] 魏小佳，黃潤(rùn)秋，裴向軍，等.三維激光技術(shù)在高陡危巖體調(diào)查中的應(yīng)用[J].工程勘察，2014(3)：57-69. Wei Xiaojia，Huang Runqiu，Pei Xiangjun，et al.The application of 3D laser scanning technology in the survey of unstable rock[J].Geotechnical Investigation & Surveying，2014(3):57-69.

[17] 李 莉，王洪江，王貽明.巖體裂隙結(jié)構(gòu)表征方法的探討[J].金屬礦山，2011(6):1-5. Li Li，Wang Hongjiang，Wang Yiming.Discussion on description methods of rock fracture structure[J].Metal Mine，2011(6):1-5.

[18] 趙興東，劉 杰，張洪訓(xùn)，等.基于攝影測(cè)量的巖體結(jié)構(gòu)面數(shù)字識(shí)別及采場(chǎng)穩(wěn)定性分級(jí)[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2014，31(1)：127-133. Zhao Xingdong，Liu Jie，Zhang Hongxun，et al.Rockmass structural plane digital recognition and stope stability classification based on the photographic surveying method[J].Journal of Mining & Safety Engineering，2014,31(1):127-133.

[19] 王鳳艷，陳劍平，楊國(guó)東，等.基于數(shù)字近景攝影測(cè)量的巖體結(jié)構(gòu)面幾何信息解算模型[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2012，42(6)：1839-1846. Wang Fengyan，Chen Jianping，Yang Guodong，et al.Solution models of geometrical information of rock mass discontinuities based on digital close range photogrammetry[J].Journal of Jilin University:Earth Science Edition，2012，42(6):1839-1846.

[20] 楊天鴻，于慶磊，陳仕闊，等.范各莊煤礦砂巖巖體結(jié)構(gòu)數(shù)字識(shí)別及參數(shù)表征[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28(12)：2482-2489. Yang Tianhong，Yu Qinglei，Chen Shikuo，et al.Rock mass structure digital recognition and hydro-mechanical parameters characterization of sandstone in Fangezhuang coal mine[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2009，28(12):2482-2489.

(責(zé)任編輯 王小兵)

Jointed Rock Survey and Stability Analysis Based on Sirovision

Zhang Chi1,2Xu Shuai1,2Zhang Xiaohui1,2He Guoqiang3

(1.CollegeofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China;2.KeyLaboratoryofMinistryofEducationonSafeMiningofDeepMetalMines，Shenyang110819，China;3.ShandongGoldMingIndustry(Laizhou)Co.，Ltd.，Yantai261441，China)

Aiming at the low efficiency and labor-intensive of obtaining the information of rock mass structural surface by artificial close contact measurement，the Sirovision three-dimensional and non-contact measurement system of rock mass structural surface is researched.The hardware composition and specific features of post-processing software of the system are introduced，the suitable method of obtaining rock mass structure surface information and the flow of data processing are proposed and applied to survey and analyze the jointed rock in Tiedanshan iron mine successfully.Firstly，according to the original formation of two-dimensional images obtained in the investigation area，the three-dimensional roadway space model data with real coordinates is got.Then，the rock mass structure surface is digitally identified，the obtained indentified data are grouped on the basis of occurrence so as to obtain the spatial orientation of different joints group.Finally，according to the positional relationship among different joints group，the wedge of the structure is analyzed based on the post-processing software system to determine the location of dangerous structural body.The above research can provide some reference for the mine safety production and optimization of engineering parameters.

Sirovision measurement system，Stability analysis of rock mass，Parameters of rock mass structural surface，Occurrence characteristics，Three-dimensional space model

2015-03-04

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào)：51204031，51274055)，“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2013BAB02B03)，教育部基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(編號(hào)：N130401007，N120701001)，遼寧省教育廳一般項(xiàng)目(編號(hào)：L2014100)。

張 馳(1990—)，男，碩士研究生。

TD76,TD853

A

1001-1250(2015)-05-140-05