地质数据中类型和方向性变量是确定裂隙网络展布情况的关键几何要素,裂隙网络对岩体的完整性、连续性等产生影响,准确模拟裂隙网络的展布对地下工程施工、采矿设计、水利水电工程施工以及道路、桥梁等基础设施的建设等方面具有很大的理论价值和实用价值。本文基于岩体裂隙的现有理论研究基础和成果以及大量详细的现场调查采集的数据,在准确把握朱仙庄矿区地质背景条件的基础上,对裂隙的迹线、间距、类型、方向性变量等主要几何特征参数进行深入的统计、研究、分析。根据裂隙唯一确定的地质学机制,利用Monte-Carlo和地质统计学相结合的方法,在类型和方向变量分析研究的基础上对朱仙庄矿区的裂隙三维网络进行模拟,主要成果如下:(1)根据采样搜集的朱仙庄矿区的裂隙样本数据,绘制出区内的裂隙迹线图,在考虑裂隙迹线与视间距之间的关系的基础上,计算出裂隙的真实间距,得出在矿区内,实际裂隙的分布主要按照北东(NE)向或北西(NW)向展布,间距主要在0～2m之间,少量间距大于2m;(2)分析样本裂隙的倾向和倾角数据,绘制裂隙玫瑰花图和倾角分布直方图,对裂隙进行优势组划分,将裂隙分为6个互斥的方向优势组,分别为T1、T2、T3、T4、T5、T6;(3)以10m为单位计算裂隙密度,确定计算出的密度符合正态分布,建立密度的半变异函数模型,在此基础上,应用地质统计学模拟出裂隙密度的空间分布,采用Monte-Carlo法模拟出了裂隙的位置分布;(4)应用主成分分析法对6个裂隙优势方向组进行处理,求出三个主成分值,分别表示为PC1、PC2、PC3.对应的方向组为T2、T5、T6。在主成分半变异函数模型的基础上,应用地质统计学估计出三个主成分的空间分布,对每个待估点上估计出的主成分值进行反演,确定每个裂隙方向最可能在的方向组,再应用Monte-Carlo法模拟出裂隙的方向;(5)根据裂隙的位置、方向、迹线在每个待估单元格内生成相应的裂隙单元,视空间分布位置、方向相同或相近的裂隙同属于一个相同的裂隙面,在综合考虑其距离和角度的基础上,将属于同一裂隙面的裂隙元连接起来,形成裂隙网络,根据位置和方向对模拟出的裂隙网络进行验证,并在朱仙庄主体地层和主要煤层中进行展示。图35表11参91