基于无人机的矿山地质环境监测与矿山实景三维建模

基于无人机遥感技术,以新丰铁帽顶铁矿为例开展矿山地质环境监测,获取矿山占地情况、矿山地质灾害、矿山环境污染、矿山环境恢复治理基础数据。利用Smart3D软件开展矿区实景三维建模,真实模拟矿区三维信息,为管理决策提供科学依据,以期更好地为矿山地质环境动态监测提供服务。     

无人机倾斜摄影测量在矿山地质环境调查中的应用

无人机倾斜摄影测量是遥感与测绘领域近年来发展起来的一项高新技术,具有现势性强、高分辨率、高精度、高效率、低成本等优势。通过应用该测置技术服务于广东省某县矿山地质环境调查工作,大幅度地提高了工作效率,降低了生产成本,提升了调查精度,实现无人机摄影测量在矿山地质环境调查中的应用,可为今后类似矿山地质环境调查工作提供借鉴。     

无人机倾斜摄影技术在矿山生态修复的应用

矿山开采导致地质环境、生态环境发生变化,传统调查方法难以满足矿山复杂、危险的调查作业。随着无人机倾斜摄影技术的发展和应用,无人机已成为矿山生态修复调查评估、规划设计、治理实施和验收的重要手段。以广东惠州某露天矿生态修复为例,应用无人机倾斜摄影技术建立三维实景模型,制作高分辨率的正射影像。结合GIS软件,快速解译矿山地质灾害、地形地貌景观破坏、土地损毁及植被恢复等生态修复要素。该方法减少了野外调查工作量,且具有较高的精度,保障了调查工作的安全。     

地质勘查钻孔孔斜校正及计算方法探讨

地质勘查钻孔孔斜校正需要掌握合理的孔斜校正及计算方法，获得钻孔在勘查线剖面上投影后的偏移距离，以便绘制勘查线剖面图。根据地层走向与勘查线夹角大小，将孔斜校正投影方法分成三种情况讨论，在研究地层、钻孔三维空间和三角函数关系的基础上，对不同的投影方法分别统一了计算公式，不需判断勘查线及孔斜方位，直接利用测斜数据带入公式计算。通过Excel对以往勘查钻孔孔斜数据进行计算验证，显示计算公式正确。当地层产状及勘查线方位一定的情况下，孔段顶角越大，钻孔越深，选择不同的投影方法造成的剖面累计偏移距离差值越大。     

GPS-RTK在夏日哈木铜镍矿区勘探线测量中的应用

野外勘探线剖面测量及数据采集工作在矿山地质勘查中具有重要作用。以夏日哈木铜镍矿为例,采用全站仪、GPS-RTK分别对矿区勘探线剖面进行测量并对结果进行对比分析,结果表明:GPS-RTK大大减轻了测量人员劳动强度,缩短了工作时间,节省了测量成本,优势较明显,可为类似矿区勘探线测量提供参考。     

矿用本安型地质罗盘仪设计与实现

针对目前市场上现有数字地质罗盘产品单一的情况,在多年矿井地质工作经验的基础上,经过多年的试验开发研制一种新型矿用本安型地质罗盘仪。该罗盘集成多种传感器技术,实现了地质罗盘仪测量方位、倾斜角度的基本功能;在结构上采用光电一体化设计,增加了两组激光指向、激光(投线)测量倾斜度的激光模组,实现不接触测量,提高使用者在矿山井下、野外等危险环境中的安全系数、工作效率和测量精度;界面采用仿真表盘、模拟水准刻度与数字显示,可进行0~360°方位测量和0~90°倾斜测量,消除了读数误差;软件方面设计了专门的地质体产状测量程序,使得测量地质体产状可以半智能化。新型的地址罗盘可广泛用于矿井地质、地质勘查等领域。     

基于鹤煤九矿探采对比谈煤矿绿色勘查和绿色矿山的现状

随着我国"绿色勘查,绿色矿山"的提出,为了给煤矿绿色勘查和绿色矿山建设提供依据和借鉴,推动煤炭高效勘探开发、清洁利用。以鹤煤九矿为例,对已采区域进行了探采对比研究,调查现行矿山生产状况,通过对比发现:实际生产中的揭露的地质情况和勘查阶段的地质情况还是存在差异的,前期勘探程度越高,后期煤矿生产建设越精准,前期勘查和矿山建设未注意环境保护,后期虽然有所注意,但是距离绿色勘查和绿色矿山还有很大差距。     

神农架林区大九湖湿地生态地质剖面调查研究

为系统研究湿地生态地质环境现状及赋存的基础地质环境条件，以神农架林区大九湖湿地为研究对象，通过开展区域地质及典型植被样方调查，选取典型生态地质剖面，获取大九湖湿地岩石—风化壳—土壤—水—植被完整的地表与地下一体化数据，绘制其生态地质垂向剖面图，探究生态环境和地质环境特征及其相互作用规律。结果表明，根据区内主要植被群落类型及其生长环境状况，大九湖湿地生态地质垂向剖面类型主要分为湿生泥炭沼泽剖面、湿生草本沼泽剖面、湿生—中生草甸剖面、中生—旱生草甸剖面、旱生草甸剖面、典型森林剖面6种；影响区内生态地质剖面状况的关键因子是地下水水位，随着地下水水位的变化，剖面上的植物生物量及土壤理化性质也随之改变；大九湖湿地的环境现状是地质环境与生态环境相互作用的结果，充分调查区域地质状况是全面保护和治理该地区生态地质环境的必要前提。研究结果可为区域湿地生态地质环境恢复与保护提供科学依据。     

综合地球物理方法在矿山地质环境评价中的应用研究

地球物理方法作为勘查地下地质构造情况的重要技术手段,具有速度快、成本低和不破坏地质环境的优点,可为矿山地质环境影响评价提供可靠数据,有助于提高环评质量,在环境地质调查、评价和研究中有广泛的应用。对常用的地球物理方法在矿山地质环境评价工作中的作用进行了简述,在石灰岩矿山环境影响评价工作中,应用综合地球物理方法解决具体地质问题,并对应用效果进行了评价,以期研究成果能为同类矿山环评工作提供一些借鉴。     

河北研山铁矿东帮边坡稳定性分析与治理措施

以研山铁矿东帮N_(26)~#线剖面岩质边坡为例,在工程地质勘查的基础上,构建了边坡的力学分析模型,结合前期获取的岩体力学参数,对自然与疏干排水作用下的边坡稳定性进行了分析。研究表明:边坡角为33°时,自然状态下N_(26)~#线剖面整体与局部均无法保持稳定状态。在上述分析的基础上,结合矿山实际情况,对该矿东帮边坡治理措施(边坡放缓、疏干排水)进行了分析,供相关研究参考。     

煤矿三维地质建模相关技术综述

随着煤炭工业的发展、煤矿勘探和挖掘的逐步深入，由于瓦斯灾害、矿井火灾、矿尘、矿井水灾、矿井顶板灾害引发的安全事故造成的人员伤亡和财产损失不可计量。智慧矿山成为了解决上述问题的重要途径之一，而煤矿三维地质建模作为智慧矿山的核心技术受到广泛关注，实现煤矿地质的可视化将增加煤矿工作者对煤矿地质和走向等地下环境的了解，更利于采矿采掘，减少安全隐患。主要从煤矿三维地质建模的空间数据模型、煤矿三维地质建模方法、煤矿三维地质建模软件和数值模拟4个方面进行相关研究结果的总结，并提出其中存在的不足，给予切实可行的建议，探讨未来煤矿三维地质建模的研究发展趋势。     

煤矿采空区综合勘探三维信息管理系统研究

采空区是我国煤矿发生灾害的主要灾源之一,如何对采空区进行有效管理成为一个重要的研究方向。在采空区综合勘探的基础上,建立数据仓库集中存储各种报告文档和勘查成果图纸,建立采空区三维地质体模型,通过ActiveX插件技术实现三维模型和属性信息的远程在线浏览和管理,实现“市煤炭局—县/区煤炭局—煤矿”多级用户信息共享和数据交互的一体化监管,提升煤矿安全生产水平。     

基于无人机与Photoscan的矿山地质环境三维立体建模及应用

随“两山”理论的加强推行和实践，矿山地质环境防治工作愈发重要，其中无人机三维立体建模技术的应用对矿山地质环境防治工作具有十分重要的推动作用。本文采用小型四旋翼无人机和Photoscan软件建立三维立体模型的技术方法，以宁东能源化工基地羊场湾煤矿的1km2范围为研究区，定性、定量化研究了煤矸石堆场、地面沉陷等矿山地质环境问题。基于构建的三维立体模型，计算出煤矸石堆场体积及压占土地面积，地裂缝长度、走向与宽度，地面沉陷面积以及最大沉陷值，测量长度相对误差小于0.5%，面积相对误差小于1%。该方法与传统测量和其他建模技术方法相比，具有低成本、便捷的优势，为矿山地质环境调查评价提供新的手段，丰富和发展了矿山地质调查技术方法。     

无人机测量技术在矿山地质测量工程中的应用研究

为了更加直观地让设计人员了解矿区的基本情况,分析了矿山地质测量工程中地面分辨率与相机焦距、无人机航高、矿山地质测量区域的像片重叠度和飞行速度、曝光时间等测绘参数之间的关系,通过在矿山区域布置少量地面控制点,计算出所有矿山地质测量工程影像的外方位元素和所有加密点的地面坐标,结合DATmatrix 软件完成矿山地质测量工程的空中三角量测,利用无人机遥感技术制定了矿山地质测量工程的测绘方案,实现了矿山地质测量工程的测绘。实例分析结果表明,无人机测量技术可以精确得到矿区整体状况、建筑细部情况和山体背面树木等基本信息。     

基于综合判断法的矿山地质环境分区评价

为了对矿山地质环境进行分区，采用综合判断法，根据矿山地质环境的选择原则和特点，构建了环境治理率、水环境影响、三废排放、资源损毁、矿山开采状况、地质灾害、地质环境条件7个指标与21个指标层的评价指标体系，利用组合赋权法对指标权重值进行计算，根据矿山地质环境定量评价结果，分析分布位置、不同矿种及主要环境地质问题，将全区矿山进行划分。较轻区包括4个亚区，较严重区包括20个亚区，严重区包括10个亚区。研究对进行矿山地质环境保护及治理提了供科学依据。     

多种物探方法在探查陷落柱中的综合应用

在煤矿生产过程中,陷落柱的发育对煤矿的建设和生产安全有着严重的危害,它的存在直接影响了井巷工程的施工和布置,限制了采掘机械及采煤方法的选择,对井下巷道的支护和安全构成威胁。因此,有效对陷落柱进行探查是十分必要的。针对上述问题,阐述了陷落柱的成因及物理特征,以山西长平煤矿的地质资料为基础,展开了三维地震、瞬变电磁法等多种物探方法在陷落柱探查过程中的具体应用研究。利用三维地震勘探及地面瞬变电磁的资料,对勘探区陷落柱的分布范围、规模大小以及导水性进行了分析确定,提高了在探查陷落柱过程中的探查精度,为煤矿安全、高效生产提供了可靠的地质保障。     

基于三维建模的煤矿瓦斯抽采钻孔设计

 阐述了煤矿地层体建模方法,基于煤矿地勘钻孔建立了钻孔数据库和三维地层模型。分析了煤矿巷道三维建模方法和巷道三维模型数据库的建立,利用工程数据和地测数据建立了三维巷道。基于3DMAX软件平台开发了煤矿瓦斯抽采钻孔三维设计软件;该软件可以快速、准确绘制瓦斯抽采钻孔并优化钻孔设计,减轻了工程设计人员设计工作量,提高了劳动效率;并为瓦斯抽采钻孔现场施工实现“安全钻、效率钻、经济钻”目的提供了科学参考。     

基于ArcGIS的三维矿山系统研究

按照数字矿山建设原则,以ArcGIS为支撑平台,结合SQL Server数据库技术和Microsoft.NET技术,进行了三维矿山的空间数据采集技术、地质体建模技术和巷道建模技术的研究,融合数字矿山各大安全生产系统的多源数据,实现了二三维一体化的空间数字化服务平台,为数字矿山各大业务应用系统提供统一基准的空间数据服务,使企业集团以及安全监管部门能够直观、快速、全面地了解矿井安全生产状况和相关信息,为矿井的安全生产管理、监督检查以及应急救援提供科学的决策支持。     

综合物探法在岩溶塌陷地质灾害勘查中的研究与应用

为高效、准确地对岩溶区地质情况进行勘探,以有针对性地采取预防措施,避免造成进一步的损失,结合某岩溶区的地面塌陷案例,基于GprMax2D软件进行第四纪覆盖层中土洞的雷达波数值模拟,通过单一变量（天线频率、填充类别、异常深度）的成像图,对不同地质情况下的土洞进行分析,总结出规律。然后,对工区内的某填方路堑段进行瑞雷波勘探,初步确定了碳酸盐基岩中的岩溶、破碎带等位置与大小;最后,利用探地雷达对浅层第四纪覆盖层中的低速异常区进行圈定,推断出瑞雷波法未能勘探出来的覆盖层土洞及松散破碎带。后期的钻探资料结果显示,对该路段实施的综合物探方法基本准确、可靠。研究结果表明,基于瑞雷波法和探地雷达法的综合物探方法在地面塌陷岩溶区的不良地质勘查中具有良好的应用效果。     

强干扰条件下电磁法在探测煤矿积水采空区的应用

在各种强干扰条件下,采用电磁法准确探查煤矿积水采空区是一个难点。采用瞬变电磁法和高密度电阻率法2种方法巧妙地相互配合、合理化去噪,探查了陕北侏罗纪煤田某矿4^-2煤42101—42104工作面采空区积水范围。对2种勘探方法所取得的数据中的各种干扰采用合理探测方法,能够有效规避强干扰,利用限差、拟合与多点圆滑相结合的方法对较小的干扰进行去噪处理,结合4^-2煤层已知的水文、地质资料,准确解释了测区内4^-2煤层采空积水区分布范围。钻探结果表明,该物探结果与实际吻合。