地下空区激光三维探测应用研究

安全准确地探测地下空区形状,尤其是一些由于安全原因不可进入的或无法进入的空区,对空区的详查、处理以及矿山安全生产有着及其重要的作用。由于常规空区探测方法的局限,运用空区激光三维探测仪从地表对地下不可进入采空区进行了三维探测,探测结果很直观地显示了所测空区的形状。根据探测数据分析了各所测空区的基本情况,详查各开采台阶下空区的分布情况。数据经过处理后导入SURPAC和矿山各阶段CAD现状图,并用空区平面图中的网格交点顶底板标高来代替设计中需要的剖面图,为台阶爆破和空区处理提供可靠的数据。比较了通过各钻孔实测的空区高度和扫描数据中对应点的空区高度,比较结果显示,激光扫描能够满足对空区精确的三维探测。     

大跨度空区顶板失稳临界参数及稳定性分析

为分析复杂空区顶板的稳定性,用力学理论与数值模拟相结合的方法对空区顶板的稳定性进行综合分析。采用简支梁理论、荷载传递交汇线理论、厚跨比法对空区顶板失稳临界参数进行计算,运用FLAC3D数值模拟软件对空区围岩的稳定性进行研究。结果表明,空区顶板的结构参数超出顶板失稳的临界参数的范围,空区处于失稳状态;空区稳定性数值模拟分析得出空区顶板中央位移较大,最大为4.7 cm,空区之间矿柱侧向位移较小;空区顶板最小主应力接近于拉应力状态;在空区顶板、底板及矿柱都有不同程度的塑性区分布,尤其是在矿柱上,分布范围较广,说明空区围岩稳定性较差,空区处于失稳状态比较明显,应及时采取措施治理空区。由此可见,基于FLAC3D的数值模拟分析空区稳定状态,可综合考虑影响空区失稳的因素,较真实反映空区围岩的应力应变及塑性分布状态,具有广泛的适应性。     

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。     

CMS空区探测的环境影响及误差分析与纠正

阐明了采空区CMS精密探测的基本原理以及运用探测数据构建采空区三维模型的方法;分析了井下环境温度、湿度、目标反射率及探测位置等对CMS探测结果的影响,提出了相应的解决措施;针对CMS扫描头水平调零后倾角存在的误差,利用多项式拟合法求得扫描头调整参数与支撑杆倾角及旋转角之间关系,并结合支撑杆上测点位置,提出了精确计算扫描头实际倾角的方法;对于CMS探测模型可能出现的点自相交等问题,提出了修正的方法.研究成果已在国内多个矿山成功应用,取得了良好的实际应用效果.     

井下空区安全监测三维激光扫描仪高精度运动控制技术

矿山井下常用空区监测方法存在仅能进行点监测、需人工安装、实时性差等问题。提出通过三维激光扫描获取空区形态进行空区稳定性分析的方案,重点讨论通过机械优化、姿态补偿、自适应控制等技术手段来实现三维激光扫描仪的高精度控制问题。该方案大幅提高了空区三维激光扫描系统的性能,能够满足矿山实际应用需求。同时,在路桥监测、文物保护等领域也具有借鉴和应用价值。     

大安山煤矿三维可视化系统的建立及安全监测分析

为了能使现场监测得到的数据和采矿时空关系有机地联系起来,以及做到整体预测分析和监控,达到评价围岩稳定性和开采安全性的目的,本文结合大安山煤矿的实际情况,基于东北大学虚拟现实系统软件开发出具有真三维场景以及带有虚拟漫游、数据库查询和交互控制功能的一整套三维可视化矿山系统,并在此基础之上对虚拟现实软件进行二次开发,加强其集成众多三维数据信息的能力。通过综合分析,得到了基本顶来压步距、超前支护压力及顶板来压破坏的形式与机理等结果,为进行有效顶板控制和安全开采提供科学依据。     

基于CMS空区探测的贫损控制技术

运用空区激光探测系统(CMS)和大型矿床三维软件Surpac等数字化工具,结合我国大爆破采场分段爆破实际,研究形成了一种基于CMS空区探测的贫损控制技术。采用CMS对采场首爆区进行三维探测,运用Surpac构建空区三维可视化模型,准确获取采场空区三维形态和实际边界,并与设计边界进行对比,利用对比结果优化下步骤回采爆破参数设计,从而达到控制矿石贫化、损失的目的。实践应用表明,该方法获得的采场空区信息可靠,采场边界准确,可有效指导采场下步骤回采,有效降低采场贫化和损失,提高资源回收率。     

111305工作面三维地震反射波异常区探查实践

口孜东矿为水文地质条件复杂型矿井,根据矿井三维地震勘探及三维地震二次处理精细解释成果,111305工作面外侧发育有2~#、9~#三维地震反射波异常区,通过地面钻探,井下物探钻探相结合的手段超前查明异常区内地质及水文地质情况,确保工作面回采安全。     

浅谈矿山三维建模及可视化

矿山三维可视化建模是由近些年计算机技术发展和矿业生产需求所产生的,在应用方面主要有探矿、井下测量以及采矿方面,能与其他软件能较完好的兼容交互运用,在矿山实际生产过程中具有较高的实用性。利用三维模型,能够摆脱以往用二维纸质图件无法解决的一些问题,比如储量的精准计算,传统使用二维图件对储量的计算是用面积计算出来的,而三维模型对储量的计算是用实体报告出来的,其精准度更接近于实际。矿山三维可视化将是矿业未来的发展趋势。     

地下矿山岩体质量分级三维可视化应用研究

以某矿山勘探钻孔获得的岩体RQD值为基础，应用Surpac软件的三维建模可视化技术，通过三维块段估值计算，构建了矿区岩体质量分级分区三维模型。统计分析岩体质量的空间分布状态。结果表明，矿体Ⅰ级岩体占比29.4%、Ⅱ级岩体占比41.2%、Ⅲ级岩体占比24.4%、Ⅳ级和Ⅴ级岩体仅占5%,在-260 m中段以上以Ⅱ、Ⅲ级为主，在-260 m中段以下以Ⅰ、Ⅱ级岩体为主。根据岩体质量分级结果，建议该矿区岩体质量Ⅲ级及以下的矿体回采采用进路充填采矿法，Ⅰ、Ⅱ级岩体采用分段充填或阶段空场嗣后充填采矿法，井下溜井或硐室布置根据岩体质量的空间分布避开Ⅲ级以下的岩体，深部矿体回采的采场结构参数可以适当加大，宽度为15～18 m,长度为45～75 m,阶段高度为60 m。岩体质量分级分区三维模型可为矿山的生产建设提供重要的指导。     

采空区三维探测技术在安庆铜矿的应用

介绍了采空区三维探测系统的基本组成、工作原理以及在安庆铜矿的应用情况。在建立采空区三维模型的基础上,计算出了采空区的体积和超欠量,掌握了采空区顶板、片帮的现况。为安庆铜矿采空区的监测、二步回采方案的设计与爆破、控制超欠量以及对采空区顶板、片帮等方面,提供了科学依据。     

煤矿网络安全中的入侵检测技术研究

入侵检测技术已成为煤矿网络安全的保护者。文章简单介绍了煤矿网络安全的结构及现状,并对入侵检测技术的含义及种类进行了分析,同时对入侵检测技术在煤矿网络安全中的应用进行了相应探讨。     

入侵检测技术在煤矿网络安全中的应用研究

随着网络技术的发展,网络攻击、网络密码安全盗取等安全问题越来越猖獗,行业网络安全也越来越受到企业的高度重视。文章重点讨论了在煤矿网络安全中入侵检测技术的应用、影响煤矿网络信息安全产生的原因及主要形式。     

煤矿三维数字化通风系统关键技术研究与应用

研发了以煤矿安全监控信息和煤矿矿井通风信息的信息融合为基础的三维数字化通风系统,主要涉及系统的体系结构、数据库的构建和异构信息数据融合,以及系统的实际应用。系统的投入将极大提高煤矿矿井通风安全管理水平。     

隧道空洞灾害的复合式检测方法研究

为了研究隧道空洞的存在对隧道承载特性的影响,易引起隧道坍塌、裂缝以及渗漏水等灾害,通过对三条基线周边收敛、围岩内部多点位移的数据分析,探讨了周边收敛、围岩多点位移指导隧道信息化施工的作用及有空洞出现时收敛曲线的变化规律;结果表明从曲线的变化可以研究空洞存在的可能性;利用探底雷达在有可能出现空洞的地方做现场试验,通过Matlab小波分析对雷达信号进行处理验证了这种可能性的存在,在初衬期间及时对隧道空洞进行治理,可避免在二衬或者营运时处理花费更大的代价.     

煤田防治水工程三维数值模型

为了研究复杂地质环境下煤炭井工矿开采防治水工程三维非稳定流模拟计算的理论,以平朔矿区安家岭井工矿防治水工程为例,采用三维有限差分数值模拟理论,建立了平朔矿区安家岭井工矿防治水工程三维数值模型,在对模型进行识别、验证的基础上,按整个矿区疏干和分采区面疏干两种方案,模拟了多层含水层情况下各采区煤矿地下水位疏干到4#煤和9#煤所需的最小抽水量。     

煤矿井下低压供电方式运行分析与选择

井下低压供电主要在采煤区,一旦发生供电故障极易引发安全事故。分析了井下变压器,移动变电站,混合式等三种供电正常运行、故障运行情况,确定了井下低压最佳供电方式,消除了漏电安全隐患,降低了企业生产成本,提高了经济效益,确保了煤矿井下安全生产。     

地下磷矿大直径空孔桶形掏槽试验研究

在磷矿的地下生产中,拉槽爆破是矿房回采前的一道工序,对生产的连续化机械化有重要影响的一道工序。为提高掏槽爆破安全性和效率,降低爆破器材消耗和循环钻爆作业时间。经过大量理论分析,改进生产时使用的桶形直眼掏槽,增设直径110mm的大直径空孔,改善装药系数和炮孔堵塞。并以马路坪矿下磷为工程背景进行现场试验,成功将该矿区的掏槽爆破循环进尺由8m提高为14m,提高了爆破过程中人员和设备的安全性,降低了钻孔长度和炸药单耗。证实了该方法在理论上和技术上的可行性,且经济效果显著。     

矿井通风系统三维模型构建与优化设计

为了解决矿井南、北翼分区用风量不均衡问题,采用Ventsim模拟软件构建矿井三维模型对通风网络进行精确计算。通过对2个优化方案进行模拟验算,评选方案1为最优方案。方案1调整7处通风设备将矿井南、北翼通风线路分离,有效解决了矿井风机联合运行不稳定的问题。