基于三棱锥同斥布尔运算的复杂空区实体建模研究

地下采空区的存在对上部露天开采安全生产构成了巨大威胁,构建空区三维实体模型对制定生产计划和保障生产安全具有重要意义。在利用TIN模型建立空区三维包络线框模型基础之上,采用三棱锥体作为基本体元构建空区三维实体模型。针对建模过程中,包络线框模型分解凸化现象,将同性相斥原理运用到体元合并中,构建空区的三维实体模型。最后,在vs2005开发平台上实现算法并结合三道庄露天矿进行可行性验证。结果表明,该方法能够完成矿山复杂空区实体建模任务,为空区处理设计提供了技术支撑。     

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。     

复杂空区条件下的台阶推进与空区处理工程实践

介绍了栾川龙宇钼业有限公司南泥湖矿区采用中深崩落法处理复杂空区的工程实践。对中深孔崩落处理空区的孔位布置、施工方案、装药、爆破及网络、施工安全管理等进行详细叙述,对同类型矿山资源的安全、合理开发利用具有参考意义。     

基于C-ALS实测的采空区三维建模技术及工程应用研究

3D激光探测法是目前国际上一种新型空区探测方法。采用先进的空区探测系统(C-ALS)对金属矿山形成的采空区进行精密探测,在此基础上,运用大型矿山建模软件Surpac建立采空区三维模型,并得到空区的形状、空间位置、体积大小。通过对模型的后期处理与应用,从采场周边超挖量、顶板冒落、矿柱垮塌量及回采贫化率指标的计算角度研究了采场回采效果,为采矿技术人员对地下空区的后续分析和处理提供了可靠的科学依据。     

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。     

三道庄矿区不规则空区的处理

介绍了三道庄矿区在目前条件下处理露天采场下部大量不规则采空区的方法，认为深孔逐次爆破处理大面积地下采空区具有效率高、作业安全、投入少的明显优点，不足之处是深部大块较多，并易产生岩根。     

三道庄钼钨矿1350复合空区处理技术研究

针对三道庄钼钨矿1350复合空区的特点,采用地表深孔一次爆破崩落的方法进行了处理,消除了地下采空区的安全隐患,获得了满意的采空区处理效果,为矿山露天开采安全生产提供了保障。这种处理方法具有效率高、作业安全、投入少的明显优点,对国内同类型矿山采空区的处理具有参考意义。     

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。     

基于SLAM的连通叠层复杂空区三维精准建模

为了实现香炉山钨矿东部残采区矿柱资源的安全高效回采,需要获得井下连通复杂不规则采空区与点柱的精准轮廓与位置信息,以满足采准切割工程与炮孔布置的精度要求.开展了SLAM技术在连通叠层复杂空区三维精准建模中的应用研究,结果表明,SLAM技术的测量精度能达到5～10 cm,能很好地满足此类工程测量的精度要求.扫描区域的面积约3万m2,空区总体积约35万m3,不规则点柱26个,井下测量扫描的总作业时间约为4 h,工作人员劳动强度低,扫描效率高.     

复杂空区群三维概略模型的快速创建方法及其应用

空区群三维建模是矿山高效处理隐患空区并回收残矿的基本保证,因此提出一种快速的、非三维激光扫描的方式对复杂空区群进行三维概略建模。基于Auto-CAD与3DMine软件,提取矿山二维图纸的高程测点并作严格空区分区,逐一快速建立单空区实体模型,最终生成整个复杂空区群三维实体概略模型。一方面该方法建模过程经济高效,可清楚直观地展现整个矿山空区群的空间拓扑关系,另一方面概略模型可与扫描精准模型协同参与矿山开采规划设计,并在矿山建模实例中已取得良好的印证。     

露天开采与空区处理一体化技术

介绍了国内矿山采空区现状及采空区治理方法,对地下转露天生产的矿山提出了全新的露天开采与空区处理一体化技术,论述了其空区探测、空场处理、深孔控制爆破、安全防范等关键技术,并将该技术成功应用于洛钼集团三道庄露天矿,取得了良好的效果。最后探讨了该技术的应用前景和进一步的研究方向,为露天开采与空区处理一体化技术在我国地下转露天矿山的进一步推广应用提供了理论指导。     

地下残留空区处理技术及应用

空区处理是近年来矿山安全隐患治理的重点。由于空场采矿法具有开拓工艺简单,使用装备简便,是中小型矿山使用比较普遍的一种开采方法,但所残留的空区是矿山安全的重大隐患。针对不同空区存在环境,在不影响矿山正常生产的条件下安全、有效地进行处理,并能有效地将空区内残留的矿石进行回收,将为矿山带来巨大的安全和生产效益。利用分步作业,依次补顶的治理技术,成功地解决了困扰矿山的安全问题。     

空区处理与隐患资源开采协同技术研究与应用

采用phase2数值模拟软件分别建立了某矿山4575 m中段平面和7#勘探线剖面两个数值分析模型,对采场开采过程中围岩应力、位移及塑性区分布情况进行数值模拟分析。在此基础上引入协同理论,开展隐患资源开采与空区处理的协同技术研究,根据不同的矿体产状、围岩受力性质,选择不同的采场回采与空区处理方案。研究表明,数值分析与协同技术的综合利用,可为类似矿山进行高效、安全开采提供指导。     

基于逆向建模技术的金属矿山空区探测与治理研究

金属矿山空区形成因素众多,形状复杂多变,是威胁矿山安全的主要灾害源之一。为合理评估空区现状并提出有效治理措施,首要任务是精确描绘出空区三维形态要素。以三维激光扫描为核心的空区精确探测技术已经比较成熟,可为空区精细化三维建模提供数据基础。传统的正向建模技术建模过程繁琐,效率低下,且对数据质量和人员技术水平要求很高。为了提高空区三维建模效率并降低建模难度,在分析逆向建模技术原理的基础上,总结和分析了金属矿山空区激光点云数据处理及模型重构的技术要点、难点,提出了基于逆向工程的复杂空区三维建模完整工作流程,并将该方法应用于金属矿山典型空区问题分析与加固、爆破等治理方案设计。研究表明：逆向建模方法基于点云信息直接进行曲面重构,进而导出三维实体,避免了正向建模时大量重复的线—面、面—体操作,可实现金属矿山复杂空区的高效率、高精度建模,为空区现状调查、评估、灾害机理分析及治理方案优化提供了技术支撑,具有广阔的应用前景。     

Surpac软件在露天矿复杂空区三维模型建立中的应用

介绍三维可视化矿山工程软件Surpac在复杂空区三维建模中的方法与原理,结合三道庄露天矿的实际生产情况,对该矿区地表及地下空区群进行三维可视化建模,对Surpac软件在我国露天矿的应用具有重要意义。     

Surpac软件在露天矿复杂空区三维模型建立的应用

本文介绍了三维可视化矿山工程软件Surpac在复杂空区三维建模中的方法与原理, 结合三道庄露天矿的实际生产情况,对该矿区地表及地下空区群进行三维可视化建模,对Surpac软件在我国露天矿的应用具有重要意义。     

矿区工业广场三维建模及可视化技术研究

文章针对矿区工业广场各种不同的地物特征,研究了适合建筑物,道路,河流,植被及井架等矿区地物建模的恰当的数据模型,并采用面向对象模型来组织数据,利用SQL server作为后台数据库,VC 和OpenGL作为前台开发语言,设计开发了矿区工业广场三维可视化系统,并在平煤四矿得到了应用。实例验证表明,矿区工业广场的三维建模及可视化对于完善数字矿山工程,辅助矿区领导进行矿区设计和远景规划,对矿区的可持续发展有着重要的实际意义。     

地下矿山空区失稳三维探查及可视化安全分析

针对某金属地下矿山I号矿床采空区失稳垮塌致使周边巷道遭到破坏的工程实际, 采用空区探测系统(CMS)对垮塌空区进行了现场三维探测, 获取了采空区失稳垮塌三维信息; 运用三维建模软件Surpac分别构建起垮塌采空区及其周边巷道的三维可视化模型, 以此为基础有效地确定了因采空区失稳垮塌致使巷道破坏的位置、范围和程度, 提出了采空区垮塌后给周边的凿岩、回风井等工程巷道带来的安全隐患。 实践表明, 这种基于空区失稳三维探查的可视化安全分析方法, 可直观、准确地掌握采空区失稳破坏相关信息, 从而为矿山制定科学合理的治理方案提供可靠的依据。     

基于PCL与HOOPS的空区点云处理系统的设计与开发

三维激光扫描技术在空区探测中得到了越来越多的应用,但是获取的点云数据往往需要经过多个软件的联合处理与分析,消耗大量的计算处理时间,多个软件在操作上的复杂性也限制了后期数据的利用。针对上述问题,在VS2010编程平台下,利用PCL和HOOPS技术,自主开发了空区点云处理系统。该系统由点云数据管理模块、三维显示模块、点云过滤模块、剖切和实体建模模块及应用模块组成,采用模块化设计的思路,功能易于扩展。根据空区处理精度的要求,能够进行点云的过滤与精简,既满足工程需求,又加快了后期空区三维建模与显示的处理速度;系统集成了三维建模、剖切、体积计算等常用的空区处理机能,显示直观,易于使用,为现场技术人员的决策提供了方便。系统为空区治理方案的选择、参数的优化提供指导和科学依据,对于促进采空区处理的可视化、科学化具有积极的意义。     

红透山铜矿的系统空区处理与地压观测

介绍了红透山铜矿用崩落法、充填法处理延伸１１００ｍ系统空区，控制围岩移动，保证主井和深部箕斗井稳定，并回收其保安矿柱矿量的具体做法；提出了深、陡空区在已充填的条件下分段处理、区别对待和不能按常规方法拟定岩移角以及大规模空区处理不宜单独用留原岩矿柱方法等新观点。