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矿山溜井检测

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2019-10-09
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摘要 : 三维激光扫描仪采用非接触式高速激光的测量方式,在复杂的现场和空间对被测物体进行快速扫描测量,获得点云数据。海量点云数据经过三维重构可以再现溜井现状,为溜井健康状况评估提供依据,也为后期溜井治理提供基础数据。

溜井是矿山最重要的工程之一,主要功能是负责集贮和转运井下开采矿岩。在生产过程中,由于频繁受到矿岩冲击碰撞和冲刷,溜井井壁会出现磨损甚至破坏,当破坏发展到一定程度,可能威胁到整个溜井系统、相邻主井和运输巷的安全。为了保证溜井的畅通和矿山正常生产,需要定期对溜井进行检测。由于溜井构造的特殊性,人员无法进入了解内部情况,应用传统测量方式也无法获得内部数据。天河道云(北京)科技有限公司专注于矿山测绘技术的研究,现结合三维激光扫描仪的特性,采用非接触式测量,测量人员无需进入溜井内部,在保障人员安全的前提下,可快速、安全的采集高精度的点云数据,依据溜井点云建立溜井三维模型,通过分析溜井垮塌方量、垮塌位置、溜井构造裂隙、溜井与其他巷道工程的空间关系等,为后期溜井维护及修复提供精确数据依据。

一、三维激光扫描仪简介

三维激光扫描技术是一门新兴的测绘技术,是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命,三维激光扫描技术又称“实景复制技术”。三维激光扫描仪采用非接触式高速激光的测量方式,在复杂的现场和空间对被测物体进行快速扫描测量,获得点云数据。海量点云数据经过三维重构可以再现溜井现状,为溜井健康状况评估提供依据,也为后期溜井治理提供基础数据。

二、外业数据采集

应用三维激光扫描仪采集溜井点云数据,需要将三维激光扫描仪下放到溜井内部,分段采集溜井数据,现场照片如图1所示。

三、内业数据处理

3.1、溜井原始数据

采集的溜井原始点云数据如图2所示,应用三维激光扫描仪采集的点云,点密度可达厘米级,可最大限度的表现溜井现状,为分析治理提供较为精确的基础数据。

3.2、三维建模

通过处理采集的点云数据,重构溜井三维模型,如图3所示,为后期分析提供基础数据。

3.3、溜井与其他工程的空间距离分析

溜井的破坏会威胁到周围工程的安全,通过分析溜井与周围工程的空间距离,评估溜井对周围工程的危害,为下部工程布置提供依据,如图4所示为实测矿石溜井与设计废石溜井的空间距离分析。


1 溜井测量现场照片

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图2 溜井原始数据


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图3 溜井及其他井筒模型

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图4 实测矿石溜井与设计废石溜井空间距离分析

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3.4、溜井存储量分析

应用建立的三维溜井模型,可以快速统计溜井存储量(实方量),如图5所示。

图5 存储量统计表

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3.5、溜井剖面图和平面图输出

通过建立的三维模型可以快速输出相关剖面图和平面图,如图6所示。


图6 溜井剖面图和平面图

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3.6、溜井破坏分析

应用三维激光扫描仪可以采集高密度点云,可表现溜井内部节理裂隙分布情况,可快速查询和统计溜井节理裂隙产状,结果如图7所示,地质玫瑰图如图8所示,从图8中可知溜井破坏方向应该为北偏东10度左右。


图7 节理产状查询

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图8 节理玫瑰图

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四、结论

三维激光扫描仪的应用为溜井测量提供了可能,应用三维激光扫描仪可以在保障人员安全的情况下,快速、安全的采集溜井内部数据,建立溜井现状模型,为评估周围工程安全,为下部工程布置、以及后期溜井治理提供基础数据。


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