无人机三维激光扫描技术在地下采空区探测中的应用研究

传统采空区三维激光扫描技术受限于空区的复杂形态与探测作业环境，容易导致采空区探测数据不完整，无法精确获得采空区空间形态。为提高采空区三维激光扫描探测的可靠性，基于一种无人机平台搭载便携式三维激光扫描仪的飞行探测设备，开展无人机三维激光扫描技术在采空区探测中的应用研究。简述了无人机三维激光扫描的作业原理与优势，并在大红山铁矿进行了无人机三维激光扫描技术的空区探测应用。最后分析讨论了无人机三维扫描技术在采空区探测中的应用难点与挑战。结果表明：通过无人机三维激光扫描探测，使大红山铁矿Ⅱ1 矿体 775-1 采空区的点云数据更全面、更精确。无人机三维激光扫描技术可为采空区精确探测提供一种新手段。     

无人机三维激光扫描技术在大红山铁矿的应用

为精确探测大红山铁矿井下采空区的真实形貌,以大红山铁矿井下II-1头部775-1采空区为研究对象,开展无人机三维激光扫描技术在采空区探测中的工程应用研究。利用无人机三维激光扫描技术灵活测量的特点,弥补了传统采空区三维激光扫描技术获取点云数据失真的弊端。结果表明:经过无人机三维激光扫描技术测量后的点云数据能更真实地展现采空区三维形貌,构建出更精确、更可靠的采空区实测模型。     

基于C-ALS三维激光扫描的深埋隐蔽采空区空间形态探测与治理

深埋隐蔽采空区严重制约大宝山矿业公司安全生产.采用C-ALS空区自动激光扫描系统对大宝山矿隐蔽采空区进行探测,并根据所获得的采空区三维参数对采空区矿体开采进行指导.C-ALS空区自动激光扫描系统有效解决此类空区空间形态探测的难题,精确获取隐蔽采空区三维参数,该系统自2012年运行以来,共探测空区161个,空区体积10.86万m3.最后,利用崩落顶板处理技术对采空区进行处理,消除安全事故.     

大红山铁矿Ⅱ-1头部采空区精细探测与稳定性分析

为加强大红山铁矿采空区的安全管控,采用多手段三维激光扫描方法,对大红山铁矿Ⅱ-1头部采空区进行了精细探测。建立了采空区及其相邻巷道的三维实体模型,并采用Surpac—Midas/GTS—FLAC3D耦合建模与数值模拟方式,对采空区进行稳定性数值分析。结果表明:大红山铁矿Ⅱ-1头部大矿体采空区顶板容易冒落。研究为大红山铁矿采空区安全隐患治理提供数据支撑。     

基于C-ALS的三维激光扫描技术在采空区探测中的应用

进行精确的采空区探测是进行采空区稳定性分析和治理的前提。基于三维激光扫描探测技术,采用采空区探测系统C-ALS对雅满苏地下矿采空区形态进行精确探测,建立了可视化采空区三维实测模型,获取了采空区三维形态、空间位置、空区体积、顶板暴露面积等关键信息。根据三维激光探测结果,结合3DMine矿业软件耦合建立了完整矿区现状三维模型。实践表明该探测系统能够对地下空区进行精确的全方位扫描,操作简单、安全,探测结果可为下一步采空区稳定性分析和处理方案的确定提供重要依据。     

三维激光探测技术在采空区测量中的应用与实践

采空区严重影响矿山后续的开采规划,基于在大红山铜矿应用3D激光探测技术（CMS）采集矿山地下三维数据的实践,详细介绍了CMS技术在井下空区三维数据采集的方法、数据的预处理及应用实践。该技术采用无接触的测量方式,不但可以精确获取采空区的空间几何参数,如长度、面积、体积、围岩及顶板的变形和变化关系,还大大提高了空区数据采集的安全性和效率,为空区安全评价与治理以及矿柱回采设计提供数据。     

复杂采空区群精密探测及多软件耦合建模

常规采空区物理探测方法受空区形态及地质情况影响而降低精确度,不能准确地输出空区三维形态信息,且后期分析困难。激光探测技术能很好地解决这一问题,但是针对遗留大量繁杂凌乱点柱的空区群,无论前期探测,还是后期建模难度都变大。以江西某钨矿空区群为背景,利用三维激光扫描系统FARO进行了精密探测,采用Geomagic-studio软件对探测产生的点云数据进行了整理,并进一步地探索了基于Minesight软件和3Dmine软件构建的三维空间模型与FLAC^3D数值模型耦合问题。实践证明,应用FARO系统建立的三维空间模型,能较方便地对采空区的残矿量、采空区规模进行精确统计;在此基础上,基于实测三维空间模型构建的FLAC^3D数值模型,可对空区群的稳定性进行分析。     

三维激光扫描系统在平朔东露天矿采空区探测中的应用

为了精确查明空区形态、体积及边界条件等,首次引进C-ALS钻孔式三维激光扫描系统对该矿区进行了全面探测。实践证明,将C-ALS钻孔式三维激光扫描系统引入露天煤矿地下采空区探测,不但可实时地、科学地及合理地指导采空区探测钻孔施工,提高采空区探测效率,而且可以提高采空区安全性评价的准确性,节约了生产成本,有效避免了露天煤矿采空区坍塌事故的发生,对于指导露天煤矿的安全作业具有及其重要的意义。     

微波成像技术在特大采空区探测中应用

针对某矿特大采空区粉尘严重、水汽大等恶劣条件,三维激光扫描技术无法满足需要,采用微波成像技术探测采空区三维形态,计算采空区体积,为采空区综合治理提供可靠数据,保障矿山安全生产。     

综合三维激光扫描技术在某铁矿复杂空区探测的应用

矿石开采遗留了大量的采空区,严重威胁矿山的生产安全和周边群众的生活安全.为消除安全隐患,某铁矿通过现场勘探、制定综合探测方案、实施辅助工程,应用地球物理探测、钻孔探测、三维激光扫描技术实现了揭露采空区及隐伏采空区的三维综合探测,准确掌握了空区的三维赋存形态、大小、空间坐标,为空区治理、残存资源回收设计、生产计划调整和储...     

露天矿地下采空区探测与综合整治技术研究

为探索露天矿开采过程地下未知采空区的探测与整治方法,实现露天矿安全开采与地下采空区处置的协同进行。以巨龙铜矿露天采矿过程中的地下采空区为研究对象,研究采空区探测及处置方法。结合露天矿开采条件及采空区状况,提出钻孔探测和三维激光扫描相结合的采空区探测手段。提出大直径深孔爆破崩落的采空区处置方法,消除采空区安全隐患、回采残矿资源。通过现场工业试验,验证了技术方案并大规模应用于矿山实际生产。研究结果表明：钻孔探测和三维激光扫描相结合的方式探测采空区精确简便,大孔爆破崩落处置采空区的方式安全有效,为高原露天矿开采过程中的地下采空区探测与快速处置提供了技术支撑与借鉴。     

基于C-ALS采空区探测及三维建模技术研究

由于传统的采空区探测方法只能局限于二维探测,难以精确获得采空区的三维空间形态.运用C-ALS空区精密探测系统对某矿采空区进行现场探测,在此基础上,用Sur-pac三维建模软件构建采空区的三维可视化模型,准确得到该采空区的三维空间信息,精确计算出该空区的体积和暴露面积,为矿山技术人员对空区的后续分析和处理提供了可靠的理论依据.     

基于因民铜矿隐伏采空区的高密度电阻率法及EH-4探测技术研究

在因民铜矿的地表形貌特征及查明深部采空区的基础上,结合采空区地球物理探测方法,采用高密度电阻率法及EH-4对因民铜矿大劈槽矿段的隐伏采空区开展物探工作。数据解译显示,高密度电阻率法探测浅部空区成果与实际情况的匹配度高,可圈定采空区的空间形态;EH-4可探测空区的空间位置,有效深度可达1 000m,但是无法进一步测出空区的形态;对两种探测成果进行相互对比分析,取长补短,有效地提高采空区探测成果准确性和可靠性,为今后在采空区探测方面研究提供了技术支撑。     

空区三维激光探测技术及稳定性分析

由于受采空区周边地质条件和探测技术的制约,传统空区探测技术手段无法得到工作人员不能进入的空区精准数据,以此为基础进行采空区稳定性分析的可靠性程度很低。利用三维激光扫描系统（MDL-VS150）对空区进行精准的激光扫描,基于三维激光探测所得的点云数据,结合3Dmine软件建立采空区的三维实体模型,运用FLAC3D软件进行空区稳定性分析。根据计算结果对某铁矿采空区的位移和应力进行分析,采空区垂直位移量最大为4.437 cm,围岩的最大拉应力和压应力分别为0.795、3.221 MPa,均小于岩体的抗拉及抗压强度。由此表明,采空区处于稳定状态,在短期内不会发生破坏,但为了矿山长期发展应对空区及时采取有效处理措施。     

地下转露天开采矿山隐伏采空区的探测

为有效解决地下矿山转露天开采过程中隐伏采空区探测难题,以袁家村铁矿露天下部隐伏采空区为研究对象,分析了各类采空区探测方法的技术特征及应用情况。通过大量现场试验研发了一套地球物理探测、钻孔探测、三维激光扫描及声呐探测等多种技术手段相结合的探测方法,实现了对袁家村铁矿地下隐伏采空区的精准探测,成功构建了高精度采空区实体模型。本项探测技术的成功应用,为矿山露天下部采空区处理提供了可靠的依据,对类似隐伏采空区探测具有借鉴作用。     

基于因民铜矿隐伏采空区高密度电阻率法及EH-4探测技术研究

在因民铜矿的地表形貌特征及查明深部采空区的基础上,结合采空区地球物理探测方法,采用高密度电阻率法及EH-4对因民铜矿大劈槽矿段的隐伏采空区开展物探工作。数据解译显示,高密度电阻率法探测浅部空区成果与实际情况的匹配度高,可圈定采空区的空间形态;EH-4可探测空区的空间位置,有效深度可达1000m,但是无法进一步测出空区的形态;对两种探测成果进行相互对比分析,取长补短,有效地提高采空区探测成果准确性和可靠性,为今后在采空区探测方面研究提供了技术支撑。     

地下采空区综合探测技术研究与应用

针对矿山地下采空区形态、位置及分布等未知情况,结合矿山地质地形、岩层电性、开采资料,提出了一种综合探测技术,首先采用瞬变电磁法探测出采空区群分布情况,然后用三维激光扫描技术精确探测采空区形态,为矿山安全开采提供数据支撑。     

三维激光扫描技术在新疆黄土坡铜锌矿井下采空区实测中的应用

为准确有效地分析新疆黄土坡铜锌矿采空区的稳定性,采用三维激光扫描技术对采空区的空间分布状态进行测量。与传统测量方法相比,三维激光扫面技术具有单色性、方向性、相干性和高亮度等优势。根据三维激光扫描技术的工作原理,结合新疆黄土坡铜锌矿井下空区测量,对其进行现场测试以及测量数据预处理,利用GEOMAGIC和DIMINE软件,点云构建新疆黄土坡铜锌矿采空区模型。结果表明:精确绘制出南北两个空区,且空区分别位于采场井下南部和北部。     

露天矿复杂空区的精准探测及稳定性分析

针对某露天矿的复杂隐伏空区，运用三维激光扫描和无人机扫描两种精准探测装备对空区进行了精准探测，准确测定了空区的空间形态和位置。结合现场工程钻探结果，分析了空区的成因，采用悬臂拉裂式崩塌模型，选取了对地比压较大的1190E钻机和D11T推土机为例，计算出两种设备的安全作业距离，为该露天矿的塌陷坑治理提供了基础依据。     

三维激光扫描技术在地下采空区探测中的应用

地下采空区具有隐覆性、高危险性等特点,传统物探方法难以取得理想的效果。为有效解决采空区探测的难题,将三维激光扫描技术应用到某矿山采空区探测中,探测结果表明:三维激光扫描技术不仅可以直观测绘出采空区空间位置信息和空间形态参数,而且获取的点云数据经过处理还可建立三维数值模型,便于采空区的稳定性计算分析,为采空区后期治理提供了科学、准确的依据。