A digital face mapping case study in an underground hard rock mine

摘要

This paper presents a case study of a digital discontinuity mapping system used as a rock mass characterization tool in an underground hard rock mine. This mapping system allows for a fast acquisition of information that can best characterize the geological structural regime without exposing workers to potentially unsafe conditions. This method can be used to overcome some of the shortcomings of traditional mapping methods, such as limited access to rock exposures. Photographic images of the exposed rock mass are introduced into a software package that has been developed to extract potential discontinuity traces using detection algorithms. Detected features that do not describe discontinuity traces are removed from the images using artificial neural networks. Operator intervention can improve the reliability of the system by linking incomplete discontinuity segments. This developed process results in the construction of a discontinuity trace map that can be used for rock mass characterization purposes. The system was employed to construct discontinuity trace maps of twenty 1.8 m by 1.8 m mapping windows from two locations in an underground hard rock mine. The ability of the system to quantify the geomechanical characteristics of the rock mass was evaluated by comparing the results with those of manually drawn discontinuity trace maps. The results of this study have helped to evaluate the digital face mapping system and identify its limitations.Key words: rock mass characterization, image processing, discontinuity networks, neural networks.Cet article présente l'utilisation d'un système de relevé digital des discontinuités pour caractériser la masse rocheuse dans une mine souterraine en roche dure. Cette technique permet d'acquérir rapidement de l'information permettant caractériser plus adéquatement les réseaux de discontinuités. Cette méthode permet également de résoudre certains problèmes associés aux méthodes traditionnelles de relevé tel que l'accès limité aux parois rocheuses. Des photographies de parois rocheuses sont introduites dans un logiciel permettant d'extraire les traces de discontinuités potentielles à l'aide d'algorithmes de détection. Les éléments détectés qui ne décrivent pas des traces de discontinuités sont effacés des images grâce à l'utilisation de réseaux de neurones artificiels. L'intervention de l'opérateur permet d'améliorer la fiabilité du système en reliant les segments de traces identifiées de manière incomplète. Cette procédure résulte en la construction de cartes de traces qui sont ensuite utilisées à des fins de caractérisation du massif rocheux. Le système a été employé afin de construire la carte des traces rencontrées à l'intérieur de 20 fenêtres de 1,8 m × 1,8 m provenant de deux sites dans une mine souterraine en roche dure. Les performances du système pour la quantification des caractéristiques géomécaniques de la roche ont été évaluées en comparant avec les résultats obtenus à partir de cartes de traces dessinées manuellement. Cette étude a également permis d'identifier les limitations actuelles de l'approche.Mots clés : caractérisation des massifs rocheux, traitement de l'image, réseaux de discontinuités, réseaux de neurones.