三维激光扫描技术在开采沉陷监测中的应用

文中介绍了三维激光扫描系统的工作原理及在沉陷监测中的数据处理方法。针对三维激光扫描技术在沉陷监测中应用的精度问题,运用三维激光扫描技术对沉陷区进行监测,并将提取的下沉值与同期部分水准测量数据作比较分析。结果表明:三维激光监测所得到的沉陷情况与实地情况基本相符,能反映开采沉陷量及矿区沉陷趋势。文中还分析讨论了三维激光扫描技术在沉陷监测中技术优势和存在问题,对三维激光扫描技术在沉陷区监测中的实际应用具有参考辅助作用。     

用三维激光扫描技术监测矿山开采沉陷

经典地表沉陷监测方法具有工作量大、监测点保护困难、监测时间长、监测成本高等缺点,难以适应实时化矿山开采沉陷监测的需要。为此,以某矿山为例,结合三维激光扫描技术,提出了一种矿山开采沉陷高精度监测方法。在分析三维激光扫描技术工作原理的基础上,首先对矿区生产概况、监测方案、地表移动监测站设置方案进行了分析;然后结合MATLAB软件,利用分离非地面点和地面点、去除孤立点、拼接点云数据等方法处理经三维激光扫描得到的沉陷数据,并基于矿区2014年10月、2016年10月两期三维激光扫描数据,利用Kriging算法分别建立了矿区地表下沉盆地数字高程模型(Digital elevation model,DEM),对矿区地表沉陷进行分析;最后选取了矿区若干有代表性的监测点的开采沉陷监测值与对应的水准测量结果进行了对比分析。研究表明:监测结果与实测值的误差达到毫米级,反应出利用三维激光扫描技术不仅可快速获取矿区开采沉陷监测数据,而且可对开采沉陷进行高精度监测,对于进一步研究矿区开采沉陷规律、提高矿区开采沉陷监测效率有一定的参考价值。     

三维激光扫描技术在地表沉陷监测中的应用

首先阐述了三维激光扫描系统的数据采集流程,然后介绍了点云去噪、配准、拼接等数据预处理的方法,并将三维激光扫描技术与RTK技术相结合应用于地表开采沉陷监测中。实践表明,利用三维激光扫描技术可以满足矿区地表开采沉陷监测的需要。     

三维激光扫描技术在矿区大坝沉陷监测中的应用

文中介绍了当今世界最新的地面三维激光扫描技术,通过实例探讨三维激光扫描技术在矿区大坝沉陷监测中的实用性,并将监测结果与所测数据进行了精度比较,得出了一些有益经验。     

矿区开采沉陷预计的Geomagic法

利用三维激光扫描技术监测矿区开采沉陷,效率较高,但观测点云数量大、处理困难,目前缺乏成熟的软件进行矿区点云数据分析。为有效处理沉陷区的点云数据并实现沉陷区3D比较、剖面分析和开采沉陷预计参数求取,提出了一种矿区开采沉陷预计的Geomagic法。以某矿为例,首先利用Geomagic Studio软件建立了矿区数字地面模型(Digital terrain model,DTM);其次研究了开采沉陷发生前后的矿区数字地面模型3D对比方法,利用Geomagic Qualify软件分析得到沉陷区地表下沉三维视图;然后对地表下沉三维视图进行了剖面分析,提取走向方向与倾向方向的剖面点下沉值;最后利用剖面点下沉值求取了开采沉陷预计参数,并计算了剖面点的下沉预计值,将下沉预计值与提取的下沉值进行了对比分析,可知下沉拟合准确度达到92%,表明计算出的开采沉陷预计参数具有较高的精度,对于进一步推动三维激光扫描技术在矿区开采沉陷监测预计方面的应用有一定的参考价值。     

三维激光扫描技术在煤矿沉陷区监测中的应用

三维激光扫描技术在煤矿沉陷区域监测中的应用进一步提高了测量数据的准确性,为提升煤矿的绿色开采奠定了基础。因此,通过总结三维激光扫描技术的优点,分析在工程测量中的应用情况,验证了三维激光扫描技术能够反映煤矿沉陷区的真实情况,且监测准确;提出了应用三维激光扫描技术需要注意测量环境、扫描距离点、远距离波动等影响因素,从而保障三维激光扫描技术的准确性和高效性。     

三维激光扫描监测开采沉陷的精度分析

为了克服传统地表沉陷观测时间长、工作量大、观测费用高、测点难以保护等缺点,采用三维激光扫描现代化测绘新技术,对高强度长壁综采放顶煤开采引起的地表沉陷盆地进行了现场三维激光扫描观测。通过对三维激光扫描观测数据的处理,并与传统地表移动观测站的结果进行对比分析,建立了高强度开采地表下沉陷盆地的三维数字高程模型。结果表明:三维激光扫描技术能够快速高效地获取整个下沉盆地的沉陷数据,所测的中误差为0.012 7 m,应用于煤矿地表沉陷的观测是可行的。同时在开采沉陷数据采集效率、速度等方面具有明显的优势,具有较好的推广应用前景。     

三维激光扫描用于开采沉陷监测研究

三维激光扫描是一种新型测量技术,具有高效、实时、高密度等优点。将三维激光扫描用于开采沉陷监测,提出了获取下沉盆地的数据处理方法,并对其精度进行了讨论。通过实例应用,得到了沉陷区的下沉盆地DEM,直观全面地反映了开采沉陷盆地的形态。     

三维激光扫描技术在矿区沉陷土地复垦中的应用

文中基于三维激光扫描测量技术,运用Leica C10三维激光扫描仪对刘桥二矿一沉陷区进行三维扫描,获取沉陷地的地形三雏信息.在此基础上对获得的三维信息数据进行预处理并与大地坐标进行转换,获得沉陷地的空间大地信息,能精确的绘制沉陷地的各种比例的地形图,便于数据信息的利用和比较.同时利用点云数据量大的特点,对地形进行三维建模,能够更加直观、真实的展现沉陷地的地形原貌,为土地复垦及以后研究提供详细的数据资料.     

高潜水位矿区塌陷地损坏评价方法研究——以徐州旗山矿为例

对高潜水位矿区的土地破坏进行评价可以掌握开采沉陷破坏程度,为高潜水位矿区土地复垦提供依据。文章以旗山矿为例,对旗山矿的开采沉陷进行预计,建立土地破坏综合评价指标体系,利用模糊综合评价原理对矿区塌陷地破坏进行二级模糊评价,掌握了塌陷地的破坏程度,为高潜水矿区塌陷地破坏评价提供了理论依据和技术支撑。     

矿区原始地形对采煤沉陷区地形特征的影响分析

采煤塌陷地预测对于矿区土地复垦具有重要意义,是矿区损毁土地复垦工作的基础,对于确保土地复垦方案科学性、准确性及合理性起决定性作用。采煤塌陷地预测一般仅考虑开采计划和地质特点,未考虑矿区原始地形的影响,预测结果往往无法准确反映矿区地表沉陷情况。以我国东部某煤矿为研究对象,通过对矿区原始地形、采煤沉陷区DEM进行融合,获得考虑原始地形的采煤沉陷区,通过计算并提取坡度、地表起伏度、积水面积地形因子,分析矿区原始地形对采煤沉陷区地形特征的影响。研究表明:考虑矿区原始地形后的采煤沉陷区地形特征发生了明显变化,沉陷区地形坡度、地表起伏度明显增大,积水面积明显减少,采煤沉陷区损毁土地地形特征更加准确、真实。分析结果可为矿区开采沉陷预测和损毁土地复垦治理提供可靠依据。     

采煤沉陷地复垦适宜性评价探讨——以安山矿区为例

文中以安山矿区的自然状况和地质采矿条件为前提,建立了土地破坏程度评价指标体系,在此基础上对安山矿区采煤沉陷破坏土地复垦利用方向的适宜性进行了评价,确定了安山矿区采煤沉陷破坏土地的复垦利用方向,对类似条件下的矿区采煤沉陷地复垦具有一定的参考价值.     

基于三维激光扫描的矿区建筑物变形监测与采动损害评估

针对传统测量方法提取矿区地表形变存在获取数据是离散、低密度,不能完整有效地对建筑物损坏等级进行评价等问题。拟提出基于三维激光扫描技术(3DLS)的矿区建筑物形变监测及采动损害评估方法研究。首先介绍了基于三维激光的建筑物变形监测精度设计方法及建筑物采动损害评估方法。其次构建了基于量子粒子群(QPSO)的三维激光标靶球拟合方法,并进行了精度分析。随后对淮南某矿区地表建筑物进行了多时段实时观测,并对矿区开采沉陷盆地建筑物的特征点进行形变信息提取。最后依据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设现压煤开采规程》对房屋的损坏等级进行了评价。结果表明：(1)QPSO算法应用于标靶球拟合具有一定的稳定性且其结果精度较高。(2)矿区地表建筑物的损坏等级与距开切眼的距离成正比,离开切眼越近,建筑物的损坏等级越高,同时其与工作面的掘进进度有关,随着工作面开采强度的提高,地表建筑物的损坏程度也随之提高。综上,应用三维激光扫描技术监测矿区地表建筑物的采动损害对矿区安全生产及评估有着指导性的意义,研究成果对附近矿区的地质环境灾害评估与防治具有重要的参考价值。     

基于GIS的矿区地表塌陷预计及规划治理系统的设计

技术的发展为矿区开采沉陷计算可视化及矿区土地复垦分析提供了有效的手段。通过阐述基于ArcObjects组件的矿区采动而引起地表沉陷的可视化及矿区规划系统的开发,并在实践中验证软件的可行性,从而为矿业部门提供开采沉陷预计及矿区规划治理方案,为工矿企业的安全生产提供有效的技术手段。     

钱家营矿地表沉陷区综合治理问题的探讨

文中结合开滦钱家营矿区生态环境现状,对矿区地表沉陷情况进行综合分析,提出利用复垦土地搬迁村庄、利用积水沉陷区复垦成精养鱼塘、利用矸石加固维护河堤、铁路等综合治理沉陷区的方案.实现边生产、边复垦,建立新的生态环境,为地表沉陷区综合治理开辟一条新的技术途径.     

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。     

对某煤矿采区塌陷治理技术的研究

通过对某大型煤矿项目开采沉陷情况进行调研分析,对该矿区的塌陷区治理方法进行技术总结,制定合理的沉陷区治理措施,利用煤矿生产运行时自身产生的煤矸石对沉陷区进行土地复垦,对该煤矿治理技术和复垦效果的研究。     

西部黄土高原矿区采煤沉陷多源遥感监测技术进展与展望

西部黄土覆盖区是我国重要的煤炭生产基地,地貌及地质采矿条件复杂,黄土层厚度巨大,开采沉陷具有不同于其它矿区的特殊性,地表下沉速度大,起动距偏小,采动裂缝等非连续破坏更为严重,地表沉陷盆地形状和沉陷变形分布特征更为复杂多变。在当前技术条件下开展地表沉陷的高效监测和定量评价仍面临一定困难。近年来,合成孔径雷达干涉测量(InSAR)、无人机摄影测量(UAV photogrammetry)、激光雷达(LiDAR)等多源遥感技术迅速发展,其具备的非接触式观测、大范围覆盖、高时空分辨率等特点,能够实现地表沉陷连续性、动态性和全面性监测,通过多源观测数据的融合处理,可为西部矿区开采沉陷高效监测提供新的技术途径。综述了多源遥感技术在矿区沉陷监测中的应用进展;通过现场试验探索了InSAR、UAV photogrammetry、LiDAR用于黄土高原矿区沉陷监测的实际效果,发现在地貌复杂、地形起伏和植被覆盖及地表大梯度形变条件下,InSAR干涉失相关和大气延迟等各种误差过大;无人机航测影像构建的三维模型受植被和地形影响导致地面模型的高程精度不足;无人机激光扫描受地形坡度、点云密度和地表点水平移动的综合影响...     

基于三维激光扫描的矿区道路沉陷监测研究

针对矿区道路变形,如道路塌陷,道路隆起,路面裂缝等,对车辆通行造成的重大影响,提出了一种基于三维激光扫描的矿区道路沉陷监测方法|首先,通过三维激光扫描仪获取路面点云数据,然后利用插值得到各期DEM数据,变形后的DEM数据与原始DEM数据相减得到下沉量,最后使用反距离加权法对下沉数据栅格化处理得到道路下沉模型,利用下沉信息进而提取道路倾斜、曲率等变形信息。使用该方法在五沟煤矿附近S203省道进行实验,得到的结果与实测水准数据吻合,验证了该方法在道路沉陷监测上的可行性。     

基于GPS技术的矿山塌陷区岩体移动三维模拟研究

为了解某煤矿三矿区因长期开采所造成的地表沉陷情况,通过GPS技术对该区域的地下岩体移动状况实施监测,基于《测绘技术设计规定》等有关规范针对矿区建立监测网点,获取GPS位置数据,并通过Surfer软件对所获取的地理位置数据进行三维模拟,输出三维沉降模型,进而对该区域的沉陷情况进行判断。经三维模拟与数值分析发现,三矿区地表局部出现沉降小盆地,存在较为剧烈的地表塌陷,在加固处理之前不宜再实施煤炭开采作业。