金属矿采空区探测新技术

本文介绍了应用探地雷达探测金属矿采空区的原理及技术,阐述了该技术的基本方法及其数据图像处理过程。通过在厂坝铅锌矿的实际应用表明,该技术对采空区探测是可行的,且探测效果良好,其测量误差在１０％之内。     

金属矿地下采空区探测、处理与安全评判

我国大多数金属矿山都不同程度的存在地下采空区,且隐患较多,严重危及矿山安全生产．采空区探测方法目前主要有：高密度电阻率法、地震映像法、探地雷达法以厦激光3D法等,采空区处理可以采用尾砂肢结充填法和地表强制崩落法,利用微震监测系统可对采空区的异常行为进行实时监测．根据岩石力学理论和三维数值模拟计算,结合我国一些金属矿工程实例研究,提出了地下采空区顶板稳定性的综合安全评判方法．为了确保有复杂地下采空区的金属矿山的安全开采,建议建立对采空区从探测,监控,处理到数字化安全评判的一体化管理体系．     

露天多金属矿山地下采空区综合探测分析

由于地采转露采多金属矿山的地质条件复杂性和单一物探或者钻探方法的自身局限性,往往难以有效探测露天采场下的复杂采空区和盲空区,甚至漏探,对露天采矿作业构成较大的安全威胁。因此,针对地采转露采多金属矿山,通过物探和钻探手段进行多层次、多手段的采空区综合探测分析,即通过综合物探锁定空区范围,工程钻探核实空区位置,三维扫描探明空区参数,确保不漏探采空区,并能够探明复杂采空区和盲空区。实践证明,该综合探测分析方法可对多金属矿复杂采空区和盲空区进行较系统和全面的分析,为后续崩落爆破处理奠定基础,从而达到安全开采隐患资源的目的。     

金属矿山采空区形状分形特征探索

引入分形理论研究金属矿山采空区形状特征,采用计盒维数方法分别计算了四个不同矿山单个采空区一维边界线、二维区域、三维边界曲面以及三维空间体的分维数,研究探索得知单个采空区形状具有良好的分形特性,进而将单采空区分维值计算方法拓展至采空区群顶板分维值计算,研究证明采空区群顶板三维曲面形状也具有明显的分形特征。分维值是反映采空区复杂程度的定量参数,其为复杂采空区形状特征研究提供了一种新的方法,可供类似研究借鉴。     

金属矿山地下采空区风险评价体系的研究

概述了采空区灾害的风险评价体系,提出了采空区风险评价的工作流程.首先对采空区进行危害辨识,在危害辨识的基础上进行风险分析和风险判断,得出采空区风险相对值,根据采空区风险评估结果确定有效的风险控制措施.阐述了采空区危害辨识和风险评估的基本原理及流程.     

基于FLAC3D的大型采空区群稳定性数值模拟分析

根据采空区群分布情况,首先用高精度BLSS-PE矿用三维激光扫描测量系统进行精密探测,获得了105万m3大型采空区群,然后采用数值模拟软件FLAC3D计算分析该采空区群稳定性状况,模拟结果显示,间柱多发生塑性破坏,采空区群上下盘易发生拉破坏,存在大规模冒落危害,安全隐患突出。     

地质雷达在金属矿山超前探测中的应用

在金属矿山巷道掘进过程中,前方隐伏地质异常体极易引发事故,因此需要对巷道掘进面进行超前探测。采用天线频率为100 MHz的地质雷达对马坑铁矿巷道掘进前方进行探测实验,收集并分析地质雷达的超前探测数据,探索掘进前方的地质异常体情况,并通过实际开挖对分析结果做验证。结果表明,地质雷达超前探测技术在金属矿山中具有较高的预报精度,对含水构造等较为敏感,可为巷道开挖工作提供有效的技术支持。     

金属矿山条带状老旧采空区尾砂充填治理技术

金属矿山在长期的采矿活动中形成了规模巨大、情况复杂的地下隐伏采空区,给矿山生产带来严重安全隐患,尤其对于矿区建设场地内存在的下伏采空区,必须采取合理的治理措施。借助江西某矿山采空区治理工程,针对施工中遇到的条带状采空区,综合采用了改进型组合钻具、高精度陀螺测斜仪、陀螺偏心纠斜工艺及井下电视探测技术,保证充填钻孔能够直达采空区顶板;充填施工中,优化选取尾砂-水泥膏状浆液配比,采取了多项技术措施控制充填接顶和冒落堆填体的胶结,有效保证了采空区治理效果。相关研究成果和技术措施可以为类似工程提供借鉴和指导。     

湖南某金属矿山地下采空区稳定性分析及其影响

湖南某金属矿山长期存在的采空区给地表居民带来巨大的安全隐患。通过建立该矿山地下采空区数值模拟计算模型,采用自编接口程序绘制了模型相关剖面位移等值线等图,进而对该采空区对地面沉降的影响进行分析研究。结果表明,采空区顶板的变形对地表有较显著的影响,必须立即进行处理。最后提出合理的采空区治理措施,保障后续开采工作顺利、安全地进行。     

瑞雷波法检测金属矿山采空区

介绍用瑞雷波法检测金属矿山采空区。由于金属矿体和井下水对电磁波的影响，使得那些利用电磁波进行探测的仪器，比如探地雷达的使用受到了限制。而运用瑞雷波法就能克服这一限制，在工程地质和岩土工程勘查中有广泛用途。     

富家坞矿区井下采空区调查研究

通过对矿区原井下开采资料的收集与分析研究,弄清了采空区的原始状态并据冒落机理推测其现时状态,根据现时状态提出处理方案建议,为大规模露采安全生产提供了技术保障。     

金属矿山地下开采工程三维推演系统架构研究

采用现代高新技术改造传统采矿工业是矿山发展的必然趋势。虚拟矿山是数字矿山的重要组成部分,是传统矿山的一种新型表达方式,在矿山信息化建设中扮演着举足轻重的角色。在分析了国内外数字矿山研究及应用现状的基础之上,讨论金属矿山地下开采工程三维动态推演系统的架构,阐述了如何以3D图形渲染技术和地理信息系统技术为依托,完成自然实体、人工实体和三维地质数据的精确地表达,将矿区工业广场以及地层、巷道、工作面的空间位置关系直观地展现出来。在此基础上通过对金属矿山井下工程数据资料的有效整合以及科学的分析,实现采矿方法的优选,并结合采矿设计的标准和采矿设计工程师的设计理念对地下开采过程进行动态推演,从而为采矿设计者的决策提供重要科学依据。     

金属地下矿开采三维可视化技术及应用

真三维环境下展示金属矿山工程,能够最终实现矿山经济效益最大化。目前我国逐渐进入实现数字矿山的第一阶段,即实现矿山数字化信息系统构建。通过分析国内外数字矿山建设情况,以大型三维矿业软件为平台是建设数字矿山的有效途径。从三维可视化技术应用基础、三维地质建模关键技术和三维工程设计方法等三方面,对矿山三维可视化技术进行介绍,为数字矿山建设提供了必要的技术基础。     

三维激光扫描点云边界提取研究

在数字矿山建设过程中,三维激光扫描仪可快速获得地表或建筑物的点云数据。点云边界不仅作为曲面表达的重要几何特征,而且作为模型求解曲面的定义域,对重建曲面模型的品质和精度起着重要作用。利用激光点云数据进行建模首先需从海量数据当中提取边界区域的采样点。本文提出了一种通过局部型面参考点集拟合微切平面,讨论参考点在对应微切平面上投影点的几何分布来自动提取边界特征的算法。该算法运行速度快,提取结果准确,可适用于各种复杂型面的点云数据。     

Ventsim三维通风仿真系统在金属矿山的应用

介绍了金属矿山生产过程中所面临的一些问题,包括复杂矿井通风系统的三维模拟、深部开采引起的高温环境模拟。Ventsim三维通风仿真系统,可以实现风网解算、风流模拟、热模拟、经济性模拟的功能,能够满足金属矿山三维通风系统管理的要求。实践表明,Ventsim三维通风仿真系统能够满足矿山信息化管理要求,实现矿井安全、高效、经济运行。     

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。     

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。     

三维激光扫描技术在煤矸石山难及区域测绘中的应用

该文针对废弃矿区煤矸石山的陡坡立面区域碰到的难以测量数据点的问题,以北京市某矿区废弃矸石山陡坡立面为实例,采用了三维激光扫描测量技术,对难及区域即陡坡立面进行了扫描测量,并在内业中很好的进行了三维模型重建以及按设计坡度统计了土方工程量,为矸石山的规划设计人员提供了科学有效的数据支持,大大加快了矸石山区域整体的测绘和规划...     

Surpac Vision软件在金属矿山中的应用研究

介绍了澳大利亚SSI公司开发的三维可视化矿山工程软件Surpac的主要模块和功能特点，并将Surpac Vision与普通GIS软件相对比，分析了Surpac Vision软件功能的专业性和针对性。在此基础上，结合金属矿山开采的主要步骤，综合论证了这套软件系统在我国金属矿山数字化建设中的推广应用前景。     

基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测方法

传统变形监测方法存在工作量大、监测点难以保护、监测时间长等不足,与传统监测方法相比,三维激光扫描技术具有非接触、高密度、高精度、信息量大、快速获取物体表面三维空间坐标等优点。结合相似材料模型试验,提出了基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测思路。首先采用全站式三维激光扫描仪分别对二维相似材料模型在5个不同开采时段进行整体扫描,将扫描数据通过点云数据后处理软件进行预处理,从中提取模型上黑白靶标即变形监测点的三维坐标;然后结合MATLAB语言编程,实现监测点由假定坐标到目标坐标的自动化转换,提高点云数据处理效率;最后根据试验得出的变形监测思路,对某矿区水塔进行了变形监测,并与全站仪的监测数据进行了对比分析。研究表明:采用三维激光扫描技术获取的水塔变形监测数据与全站仪获取的监测数据的最大误差仅为1.8 mm,远小于沉降变形监测10 mm的精度要求,可见对矿区建筑物采用三维激光扫描技术进行变形监测具有可行性。