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金属矿山采空区三维数字化应用
项目背景
金属矿床的开采会形成大量的采空区,容易诱发矿压、坍塌等现象,影响矿山的安全开采。地下采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差、采空区顶板具有冒落塌陷情况难以预测等特点,因此,如何对地下采空区的分布范围、空间形态特征和采空区的冒落状况等进行量化评判,一直是困扰工程技术人员进行采空区潜在危害性评价及合理确定采空区处治对策的关键技术难题。 目前世界上先进的采空区解决方案是利用物探方法确定采空区,再使用三维激光扫描仪对采空区进行三维数字化,进而达到科学探测采空区的目的。

技术优势
本次扫描工作与全站仪配合,将扫描的点云数据转换到矿区的绝对坐标系中;同时利用Z+F标靶对比了全站仪与扫描仪的精度;扫描过程中Z+F5010对井下环境适应较好,即使水蒸气在仪器表面凝结成水滴并成股流下,对仪器也毫无影响,快速顺利的完成了所有扫描工作,采集精度高,三维采空区模型可导入矿区安全分析平台,进行力学及安全工程等分析,应用面广。注:竖井以及采空区相对危险,可采用垂直升降工具倒置扫描仪或者水平伸缩工具倒置扫描仪。
★ 扫描仪完全适应井下的环境;
★ 精度高、满足计算体积、剖面形变分析等需求;
★ 三维采空区模型应用广。
解决方案
本次扫描位置由矿区测量技术人员选择,一共涉及5处;环境温度、湿度相对较高,井下粉尘较大,环境复杂。
以-151水平处采空区为例,共扫描两站,两站之间用三个标靶球来拼接;从进入空区到扫描仪装箱结束耗时15~20分钟;利用扫描仪自带的Z+F LaserControl自动识别球标靶,进行拼接;拼接采用最小二乘法,最低限度的降低拼接误差,最后生成两站之间的拼接报告,包括详细的标靶球拼接精度。除此之外Z+F LaserControl软件可以将全站仪导出坐标数据(*.K、*.IDX、*.TXT)直接导入到点云中,只需要2~3个标靶点就可以将点云数据转换到矿区坐标系中。经过Z+F LaserControl拼接处理后的点云数据可以直接导入Geomagic软件,生成封闭三角网模型,即可自动计算体积和剖面。


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