试论无接触测量技术在大型露天矿采剥量验收中的应用

随着我国露天矿开采规模持续扩大,剥离土方量体积快速增加,传统测绘方法以点、线为主,现场测量效率、精准性及安全性难以满足实际需求,以点云技术为主导无接触测量技术逐渐普及.通过无人机、三维激光扫描仪等,快速准确完成露天矿采剥区域扫描工作,并借助三维软件对地表进行建模,对采剥量进行计算的测量方式,逐渐成为目前大型露天矿采剥量...     

矿山采掘量与剥离量快速验收及应用

采剥(掘)量验收是矿山企业非常关注的一个指标。采剥(掘)量验收采用传统测量手段包括经纬仪、全站仪、GPS,但是采用这些手段存在测量效率低、测量精度差、测量安全性低、数据汇总滞后等问题。为了有效地解决这些问题,提出了一种综合、高效的采剥(掘)量快速验收方法,根据矿山的具体应用场景,有针对性的采用航拍无人机、固定式三维激光扫描仪、移动式三维激光扫描仪对矿山现场进行数据获取和采剥(掘)量计算。为验证该方法有效性,在矿山现场应用,结果表明,该方法效率高、精度高、操作简单,是一种非常适合矿山采剥(掘)量验收的技术手段。     

露天矿山监管中的无人机测绘技术应用研究

传统的露天矿山矿产资源监管方法手段单一,易出现遗漏。本文结合无人机测绘技术的特点及优势,提出通过借助无人机测绘技术对露天矿山进行航测,制作矿山的高精度数字正射影像、实景三维模型和数字高程模型等数据用于矿产资源监测,并建立多源监测数据管理系统对矿山进行全面监管。该方法生产的地理信息数据和信息化监管手段为矿产资源监管工作提供了有力的技术支持,可大幅提高工作的效率和精准度。最后本文以浙江南部某露天矿的监管工作为例,说明了该方法较高的应用价值。     

基于3D SLAM移动式激光扫描技术的地上地下空间一体化测绘

近年来,随着中国经济快速发展及智慧城市的建设,城市地下空间的开发利用已经达到了空前规模,但是地下空间的传统测量方法效率低,总体精度较差.为此,文章试验了一种基于3D SLAM移动式三维激光扫描技术的地上地下空间一体化测绘新方法,利用手持移动式三维激光扫描仪对过街人行隧道的内部及相关地面建筑物进行扫描,加入地面控制点校准,经过解算,获取高精度地上地下空间一体化点云数据,并提取特征数据进行分析,实现地上地下空间一体化快速三维测绘.试验表明,3D SLAM移动式三维激光扫描技术具有作业高效、信息丰富、测量精度高等优点,为地上地下空间一体化测绘提供新的技术方法,具有较好的应用前景.     

无人机不同航线规划方案下露天矿山三维建模对比研究

基于无人机摄影测量技术获取露天矿山三维模型,对于矿山地质环境监测、边坡地质灾害调查及治理 具有重要作用。 针对地形起伏落差较大的露天矿山,以单镜头四旋翼小型无人机为试验设备,采用基于 DSM 建立的 仿地“之”字航线规划方案,并结合传统的定高“之”字及“井”字航线规划方案,构建了不同航线下的露天矿山三维模 型。 从三维模型完整性、布设检测点两个方面分析模型精度,并对不同航线下构建的三维模型进行了评价分析。 研究 表明:仿地“之”字和定高“之”字、“井”字 3 种航线规划方案均能获取完整的露天矿山三维模型;采用仿地“之”字航 线得到的模型纹理、细节、颜色、信息丰富度以及模型精度均优于传统的定高“之”字和“井”字航线;相比传统定高 “之”字航线和“井”字航线,仿地“之”字航线是在地形起伏、落差较大的露天矿山地区进行无人机矿山建模的最优航 线规划方案。 仿地“之”字航线规划方案提高了露天矿山三维模型精度,对于矿山边坡灾害预警和灾害调查工作具有 重要参考意义。     

多旋翼无人机在露天矿区测绘中的应用

对多旋翼无人机在露天矿区地形图测绘进行应用研究,分析无人机在矿区地形图测绘的技术路线,通过案例,从无人机数据采集系统、像控点测量、航线规划及航拍、内业数据处理、实景三维测图等关键过程进行应用研究,对成果精度进行验证,证明满足《工程测量规范》中1:500比例尺地形图精度要求,该方法可以大大减少外业工作量,降低安全风险,保证成果精度,大大提高了工作生产效率,为矿区测绘提供了一种快速方便的方法。     

地下空间扫描多站拼接及标定技术研究?

首先介绍了三维激光扫描仪的系统组成和性能特征,然后提出了一套应用于矿山井下的多站点云拼接方法和相应的标定技术,采用在不同地点架设扫描仪,并配合全站仪,将不同站点的点云数据进行拼接。矿山实际应用表明,地下空间扫描多站拼接及标定技术具有快速性、准确性和可靠性的特点,在矿山井下实际测量中取得了良好的效果。     

无人机倾斜摄影在露天矿山监管中的应用

为补充卫星遥感在多云雾地区成像困难而不能满足实时监控的短板,引入了无人机倾斜摄影测量技术,用于露天矿山开采秩序监管。以重庆某露天矿山为例,研究了无人机倾斜摄影测量在矿山开采三维模型可视化显示,矿山开采秩序分析,开采安全分析、开采量估算等矿山精细化监管的应用方法,并从价格、测量精度、作业效率和适用条件对比,表明无人机倾斜摄影技术在露天矿山监管中较其他测量方式具有明显优势。     

基于无人机摄影技术的露天矿山安全评价技术

露天矿山具有地形复杂、地域广阔等特点,为解决露天矿山安全评价工作现场勘查中面临的问题,根据无人机摄影技术原理及应用特征,提出了无人机在露天矿山安全评价工作中的应用场景.利用无人机摄影技术及配套软件系统,可更安全、快速、便捷地勘查露天矿山周边环境及现场情况,获取具有真实性、可视性、可处理性的矿山相关数据,提升了安全评价工作的全面性,增加了安全评价结论的可靠程度,减轻了评价人员的劳动强度和安全风险.     

无人机技术在我国大型露天矿的应用及发展

简要论述了无人机采集和处理数据的原理、特点、研究进展和趋势,结合我国大型露天矿的应用需求,分析了无人机技术在露天矿生产管理中应用的必要性、重点方向及目前存在的问题。研究结果表明:无人机搭载传感器技术必然是未来露天矿山地质模型构建、生产测量、安全生产监测等各生产环节的应用发展需求。     

基于地面三维激光扫描的露天矿采剥工程量计算方法

目前露天矿山采场验收测量主要采用全站仪等点式测量方法,存在采样密度低、体积计算误差大、测量周期长等不足,使用三维激光仪进行露天矿山采场验收测量已经成为一种发展趋势,然而现有的点云配准算法存在配准效率低、精度不高等问题。针对迭代最近点法(Iterative closest point,ICP)点云精配准对初始输入点云要求较高,以及原有SIFT-ICP算法需要使用影像数据作为SIFT算法粗配准数据源的问题,将原有SIFT-ICP算法进行了改进,提出了一种新SIFT-ICP算法。新算法仅使用点云一种数据源,并将SIFT算法快速识别特征点与ICP精确配准相结合,改善了精配准过程中的初始点云输入,从而实现了电云快速精确配准。辽宁省鞍山市鞍千矿现场试验表明:基于地面三维激光扫描和新SIFT-ICP算法能够快速完成点云配准,计算得到的采剥工作量相对误差仅为0.72%,可以替代目前广泛使用的全站仪等点式测量方法,并可大大提高露天矿山验收测量效率。     

露天矿山无人驾驶技术及系统架构研究

结合我国露天矿山无人驾驶卡车系统开发及应用现状，梳理了露天矿山无人驾驶场景、技术及系统架构。分析了露天矿山协同作业场景，包括3种道路形态及6种露天矿设备协同作业场景。总结了无人驾驶定位、感知及路径模型算法技术及无人驾驶系统平台架构和作业流程。无人驾驶系统的开发建设投入应用，是大型露天矿山实现智能化的一个重要组成部分。     

基于无人机倾斜摄影的抛掷爆破爆堆形态测量方法

露天矿抛掷爆破的爆堆形态对于爆破效果的评价以及后续剥离工艺的设计极为重要。当前现场采用的激光扫描手段存在设备笨重、程序复杂、耗时较长、架设位置受限、作业存在安全风险、存在扫描盲区等诸多问题。针对上述问题,研究经过现场反复试验,提出了基于无人机倾斜摄影的抛掷爆破爆堆形态测量方法。对于外业采集方案进行了详细的设计,并对内业数据处理的关键算法：基于sift算法的图像匹配、光束法区域网空三测量、基于PMVS的影像密集匹配进行了分析。研究结果表明,模型误差完全满足比例尺1∶500测绘成果I级精度要求,且无人机测绘技术与传统技术相比,具有测绘作业效率高、设备系统成本低、安全系数高、作业人员少、测绘结果精准等特点。     

基于煤柱应力实测的沿空掘巷煤柱宽度留设与围岩控制技术

针对复合顶板沿空巷道煤柱合理尺寸难以确定及支护困难等问题,以泊江海子矿3-1煤层一面三巷布置的工作面为工程背景,采用理论分析和现场实测的方法,研究工作面回采后煤柱应力的分布规律。现场实测结果表明,工作面回采后煤柱应力沿侧向可分为低应力区和高应力区,低应力区距采空区边缘距离为14.5m,高应力区距采空区边缘距离为14.5～20m,最大应力峰值为29MPa,考虑到煤层裂隙发育、煤壁片帮等因素,综合确定沿空掘巷煤柱宽度为9m。同时结合具体地质条件进行沿空掘巷支护方案设计及矿压观测,巷道支护实践表明,试验巷道采用所确定的煤柱宽度及锚索网支护参数后,巷道围岩稳定,实现了工作面安全高效开采。     

我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状及存在问题

三维激光扫描作为一种非接触式测量技术,近年来在我国矿山测量领域得到了广泛应用,涉及了矿区边坡监测、露天矿储量管理、地表沉陷监测等方面。结合近年来的相关研究成果,系统分析了我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状,并对存在的问题进行了探讨。研究表明：矿山测量工程应用及科学研究中使用的三维激光扫描设备与配套软件以国外进口为主,国产设备与软件较少;从数据采集、处理、成果应用等方面分析,主要存在的问题有采集数据质量不佳、点云数据匹配精度有待提高、点云数据滤波算法精度不高、特殊监测领域的应用成果不明显等。在上述分析的基础上,认为该领域的主要研究方向为：①高精度的空天地一体化数据采集方案,如InSAR、LiDAR、倾斜摄影测量与地面三维激光扫描技术相结合;②具有自主知识产权的点云数据处理软件开发,包括点云数据智能匹配算法、智能化高精度点云数据滤波算法等;③三维激光点云数据后期成果应用,包括面状地物变形监测理论与方法、大数据技术与人工智能技术相结合的三维激光扫描实时动态监测方法。总体来说,进一步推进三维激光扫描技术在我国矿山测量领域的应用,有助于大幅提升相关工程技术人员的空间三维数据处理能力,进而提高工作效率。     

无人机遥感监测在煤矿地质灾害调查的研究与应用

针对地处复杂地质条件的矿井常规测绘及地质灾害普查难度大的问题,提出无人机遥感监测测绘技术,通过无人机监测加数据分析软件处理,可以代替人工测绘.通过在双柳煤矿采空区进行现场应用试验,顺利获得多组测量数据,并和传统勘察、测量数据进行对比分析,发现地物地貌平面位置平均误差在3 cm以内,地表高程平均误差在3 cm以内.此结果...     

智能化安全评估与监测技术在上房沟钼矿的实践应用

露天开采因其高效率、低成本、高安全性等特点,一直是我国非煤矿山首选的,也是最为普遍采用的开采方式。然而,随着我国地表优质矿产资源多年来的粗放型高强度开采,露天矿山的矿岩条件日趋复杂,开采深度逐年增加,边坡高度和倾角日益提高,导致边坡滑移、垮塌等岩土灾害频发,严重制约了矿山的开采作业安全,成为限制矿山未来可持续发展的瓶颈。基于洛阳富川矿业有限公司上房沟钼矿开采过程中的边坡安全管控实践,系统分析了露天矿山的边坡稳定性并制定了针对性的边坡在线监测方案,进而建成了具备高可靠性、高扩展性和高智能性的边坡在线监测系统。现场应用表明,该系统运行可靠、预警有效,保障了上房沟钼矿的生产作业安全,也为我国同类露天矿山的安全管控提供了有益参考。     

露天煤矿全流程能耗分析及节能对策研究

以内蒙古黑岱沟露天煤矿为例，通过能源审计对节能评估做出有益的探索，建立基于能源审计的露天煤矿节能评估模型，基于实地调研和现场测试对露天煤矿各生产环节的相关设备进行能耗分析，研究表明：黑岱沟露天矿运输环节的能耗占比最高，占总能耗的比例高达78.5%，其中绝大部分来自柴油|优化卡车运输路线、减少卡车等待时间是露天矿节能的最主要方式，卡车的年运输量越高，年均柴油单耗越低|应加强大型电铲的能耗监测，采用电力驱动采剥设备可实现以电代油，并降低能耗。     

“十五”金属矿山采矿技术进步与“十一五”发展方向

为了促进金属矿山科技进步和“十一五”金属矿山科技工作的开展,对“十五”期间我国金属矿山采矿技术取得的成就进行了总结,提出了“十一五”我国金属矿山采矿技术的发展方向。总结认为“十五”期间我国陡坡铁路运输工艺的研制成功,大间距集中化无底柱采矿新工艺,深部矿床开采关键技术研究等课题极大地推动了金属矿山的技术进步;分析认为我国露天开采转入地下开采技术研究工作已滞后生产实践的需求,深井矿山开采仍有大量技术问题没有解决,复杂难采矿床开采技术难度越来越大,采矿技术装备与国际先进水平仍有很大差距,数字矿山的建立还处于起步阶段等;对此,提出了开展深凹露天矿新型运输设备与工艺研究、露天地下联合开采研究、深部矿体和复杂难采矿体开采技术研究、数字矿山研究及金属矿山循环经济研究等发展方向。