采空区测量用三维激光扫描系统(钻孔式)模板

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基于C-ALS采空区探测及三维模型可视化

基于C-ALS采空区探测及三维模型可视化

基于C-ALS采空区探测及三维模型可视化李海峰弓矿露天铁矿地测科基于C-ALS采空区探测及三维模型可视化李海峰(弓矿露天铁矿地测科)摘要采空区三维激光扫系统 ( C-ALS)具有全自动扫描、操作方便、数据处理简单等特点,同时探测人员无须进入空区。

利用C-ALS对矿山的采空区进行探测 ,了解其空区的形状、大小和位置 ,运用其自带的软件进行编辑与成图并建立三维模型。

从而确定空区在矿山CAD图上的具体位置 ,为采空区的处理提供可靠的理论依据 ,从而确保作业工人和设备的安全。

关键词采空区 C-ALS 探测三维模型Based on C-ALS Gob detection and visualization ofthree-dimensional modelsLi Haifeng(The section of geologic and geodetic,Open pit mine)Abstract Gob three-dimensional laser scan system (C-ALS) with automatic scanning, easy operation, data processing and simple, while probing personnel are not required to enter the empty area. The use of C-ALS mine gob detect, understand the shape, size and position of its empty area, using its own software for editing and mapping and theestablishment of a three-dimensional model. To determine the specific location of the mine in an empty area of CAD drawings, provide a reliable theoretical basis for processing the mined area, thus ensuring the safe operation of workers and equipment.Key Words gob C-ALS probe three-dimensional model1 引言随着我国社会、经济的迅猛发展,矿产资源开发在国民经济中起到越来越举足轻重的作用。

三维激光扫描技术在矿山采空区测绘中的应用

三维激光扫描技术在矿山采空区测绘中的应用

App i a i n o - La e s S a i c o o y lc to f 3 D s r c nn ng Te hn l g
i h u v y n n a n t e s r e i g a d m ppi fm i e g a ng o n o f
9 0




Ge lg f uin oo yo j F a

l 期
三维 激 光 扫 描 技 术 在 矿 山采 空 区测 绘 中 的应 用
邱 贞 生
( 门 闽 矿 测绘 院 ,厦 门 ,3 1 0 ) 厦 6 0 4


三 维 激 光 扫 描 技 术 可 以 实 现 三 维 场 景 复 制 ,而 能 在 较 短 的 时 间 内 高 速 、 精 确 地 记
量 系统来 量测 每一激 光束 的水 平角 与竖 直角 ,进而 获得 每一个 扫描 点在 扫描 仪 所定 义 坐标 系 内的 X,y,Z坐标 值 ,三维 激光 扫描仪 在记 录激 光点 三 维坐标 的同 时也会 将 激 光点 位 置处 物体 的反 射强 度值 记 录 ,并 称之 为 “ 射率 ” 反 。
内置 数码 相机 在扫 描仪进 行扫 描 的过程 中可 以方便 、快 速地获 取外 界物体 真 实的 色彩信
息 ,在 扫描 、拍 照完成 后 ,可 以得 到 点 的三维坐 标信 息 ,也 获取 了物体 表 面的反 射率信 息 和
色 彩信 息 ,包 含在 点 云信息 里 的不 仅有 X,y,Z,Itn i ,还 包含 每 个 点 的 R,G,B数 nes y 较多 的应 用在 三维地 面景 观测量 、逆 向工 程 、古 建筑 结构 测 量 、地 形测 图 、高精 度数字 地 面模型 的建 立 、工程改 扩建 、体 积计算 、电影特技 、变 形监 测 等 领域 。

三维激光扫描技术在矿山采空区测量中的应用分析

三维激光扫描技术在矿山采空区测量中的应用分析

127测绘技术M apping technology三维激光扫描技术在矿山采空区测量中的应用分析王灵梅(内蒙古地质勘查有限责任公司,内蒙古 呼和浩特 010011)摘 要:矿山采空区的形态与位置对于矿山的安全生产和灾害防控至关重要,采空区的合理测量对于确保矿山安全、降低环境风险具有关键性意义。

传统的测量方法在效率和准确性方面存在一定的局限性,给矿山的安全生产和规划带来困难。

因此,寻找一种高效、精准的测量技术显得尤为迫切。

近年来,三维激光扫描技术作为一种先进的测量技术,以其快速、准确、非接触性的优点,逐渐应用于矿山采空区的测量中。

本文旨在深入研究三维激光扫描技术在矿山采空区测量中的应用,以期提高采空区测量精度和提升生产效率。

关键词:三维激光扫描技术;矿山采空区;测量;应用分析中图分类号:TD325 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)23-0127-3Application analysis of three-dimensional laser scanning technology in measurement of goaf in minesWANG Ling-mei(Inner Mongolia Geological Exploration Co., Ltd., Hohhot 010011,China)Abstract: The shape and location of goaf in mines are crucial for the safety production and disaster prevention and control of mines. Reasonable measurement of goaf is crucial for ensuring mine safety and reducing environmental risks. Traditional measurement methods have certain limitations in efficiency and accuracy, which pose difficulties to the safety production and planning of mines. Therefore, it is particularly urgent to find an efficient and accurate measurement technology. In recent years, three-dimensional laser scanning technology, as an advanced measurement technology, has gradually been applied to the measurement of goaf in mines due to its advantages of speed, accuracy, and non-contact. This article aims to conduct in-depth research on the application of 3D laser scanning technology in the measurement of goaf in mines, in order to improve the accuracy of goaf measurement and enhance production efficiency.Keywords: 3D laser scanning technology; Mining goaf; Measurement; Application analysis收稿日期:2023-10作者简介:王灵梅,女,生于1970年,汉族,内蒙古呼和浩特人,本科,测绘高级工程师,研究方向:测绘工程技术与管理。

三维激光扫描仪工作流程(参考模板)

三维激光扫描仪工作流程(参考模板)

三维激光扫描仪应用于地形测量操作流程:第一步、建立工程及数据下载1.1 新建工程:点击工具栏“project”命令-“New”-选择工程在计算机中存贮位置并为工程命名;1.2设备连接:双击工程名在出现的对话框中点击“Instrument”命令并且在“Network”命令下设置IP 地址为“192.168.0.234”(对应扫描仪中IP地址)。

1.3 数据下载点击工具栏“HELP”-“download and convert”-选取需要的数据进行下载。

(可右键工程名称点”check all”全选所有数据)第二步、选取反射片或公共点。

在新接触RIEGL扫描仪或无明显公共特征地物的情况下不建议运用选取公共点进行点云数据的拼接,最好是每站摆设3个反射片来进行粗拼和坐标系的转换。

选取反射片一般在2D视图下灰度模式中的点云数据中选取在反射片的中心点击右键,选择“create tiepoint here”输入点名称(点名称应便于记住并且与选取的公共点区分开)在2D视图中选取反射片后,可在3D视图中拖入标记的反射片来检查标记的反射片位置是否正确,若发现反射片偏离,可在TPL中删除改点,在3D视图中重新选择。

第三步、导入外业实测反射片坐标(反射片坐标是用RTK测得)把外业RTK点(TXT格式或者CSV格式)导入TPL(GLCS)需要注意X6位Y7位;如果我们是用选取公共点进行站站之间的粗拼,或用反射片进行粗拼,可以在TPL(GLCS)中选取所有点右键,复制到TPL(PRCS)。

注意:一般我们在野外作业时都是用磁罗盘进行定向配合GPS进行数据扫描,内业一般就可以不用进行粗拼,第四步可以跳过,所以我们不用将TPL(GLCS)中的点复制到TPL(PRCS)中。

第四步、粗拼粗拼就是将站站之间的位置在一定的误差范围内重合。

粗拼有三种方法一、在野外作业时都是用磁罗盘进行定向配合GPS进行数据扫描,相对位置不会发生太大的变化,我们可以理解为已经粗拼完成。

三维激光扫描技术在矿山地下采空区测量中的应用

三维激光扫描技术在矿山地下采空区测量中的应用

测绘技术M apping technology 三维激光扫描技术在矿山地下采空区测量中的应用张先慧1,代祥勇2(1.贵州省地质矿产勘查开发局101地质大队,贵州 凯里 556000;2.凯里市城市规划设计院,贵州 凯里 556000)摘 要:传统矿山地下采空区测量方法存在着精度不足的问题,因此提出三维激光扫描技术在矿山地下采空区测量中的应用。

首先对矿山现状及面临的主要问题进行分析,通过布设采空区控制网、三维激光扫描、数据处理,完成采空区测量。

仿真结果显示,使用三维激光扫描技术进行采空区测量,高程测量与平面测量结果相比于传统方法精度更高。

关键词:三维激光扫描技术;矿山;采空区;均方根误差中图分类号:TD171 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2020)22-0037-2Application of 3D laser scanning technology in underground goaf measurementZHANG Xian-hui1, DAI Xiang-yong2(1.101 Geological Brigade of Guizhou bureau of Geology and mineral resources exploration and development,Kaili 556000,China;2.Kaili urban planning and Design Institute,Kaili 556000,China)Abstract: The traditional underground goaf measurement method has the problem of insufficient accuracy, so the application of 3D laser scanning technology in underground goaf measurement is proposed. First of all, the status quo of the mine and the main problems are analyzed. Through the layout of goaf control network, three-dimensional laser scanning, data processing, the goaf survey is completed. The simulation results show that the accuracy of height measurement and plane measurement is higher than that of traditional method when 3D laser scanning technology is used for goaf survey.Keywords: 3D laser scanning technology; mine; goaf; root mean square error矿山地下采空区是由于自然因素或人工开采,在矿山内部形成的“空洞”,这些“空洞”的存在十分隐蔽,不易被发觉,并且其分布基本不具备规律性[1]。

采空区三维激光扫描仪C-ALS

采空区三维激光扫描仪C-ALS
C-ALS主干电缆给探棒供电,能够双向传输数据和反馈钻孔相机的 视频信号,电缆和连接器有跟高的耐用性,能够承受500kg拉力。 电缆以米为单位由黑、红橡胶结交替标注,一边在探棒部署的时候 为Boretrak准确记录数据。 必须确保电缆连接器没有泥、沙。 比较细、没有称重的电缆可以用在有绞车的项目或者其他设备,用 来支撑C-ALS的重量。
C-ALS地面单元
在炎热的条件下,保证地面单元不要在阳光下面:规定45° 保持地面单元盖子盖上,最大限度的保证水不会进去。 电子设备备安置在防火箱内,避免来自水、灰尘的影响。不 管什么时候,这个箱不提供免受冲击力、振动的保护,所以, 在运输地面单元时,应该被放在C-ALS系统提供的运输箱内。
C-ALS 主干电缆
C-ALS延长杆
延长杆通过两根插脚对准以后可以仅仅贴在探棒上面,然后 拧紧重叠附近的两个铜质螺母(一个在延长杆上面,另一个 在探棒上面) 注意不要把连接插脚弄坏,它可以引导探棒紧贴着延长杆。 从连接头中心到激光头垂直枢纽之间,正好是2m。
C-ALS地面单元
底面单元被安置在一个耐用的、防火的箱子里,它负责了C-ALS 在工作时的通讯和供电。 地面单元融合了两个外部电源。断容器安装在内部支架上,使用 的是t3.14a防喘振熔断器。 WiFi天线同样被装置在底面单元内部。在良好的条件下,数据链 连接无限电脑和地面单位的最大距离是100m,在数据连接激活的 同时,底面单元的盖子是可以盖上的。
C-ALS
例如,C-ALS可以安装浮筒上面(左), 也可以固定在罐笼上面(左下)或者安装在吊索上面
C-ALS 探棒
C-ALS探棒是由不锈钢外壳和红色阳极氧化铝激光探头组成
探棒主要组成如下:
*一个激光探头 *激光探头驱动马达 *倾斜、滚动传感器 *内置罗盘 *顶端摄像机 *控制板

三维激光扫描技术在矿山地下采空区测量中的应用

三维激光扫描技术在矿山地下采空区测量中的应用

三维激光扫描技术在矿山地下采空区测量中的应用摘要:矿山测量的主要工作包括地面测量和井下测量,一直以来我们延续矿山测量的任务包括建立矿区地面控制网并绘制矿区地形图;对矿区内地面附着物进行测量,绘制矿区平面图;对井下各类工程进行施工控制和竣工测量等。

但是随着科学技术和绿色矿山建设要求的不断提高,矿山二维图纸已经无法满足生产需求,因此探索更加先进并且适合矿山的新测量方法是当下矿山测量人面临的共同问题。

关键词:三维激光扫描技术;矿山地下采空区;测量引言矿山地下采空区是由人工开采,在矿山区域内地下形成的暴露面积较大的空场,在地下受空间限制,空区黑暗不容易观察,采空区形成形状不规律。

采空区由于施工生产放炮震动等影响,采空区容易发生塌陷,采空区暴露表面较大,有一定的空高等,一旦塌陷产生震动波对正在井下生产工作中的人员有危险,井下正在运行的相关精密设备设施也会受到损坏,给企业带来巨大的经济损失和人生安全重大隐患。

因此,采用三维激光扫描仪探测测量采空区形状,具有实时性强、穿透性强、工作效率高等优势,通过三维激光扫描仪进行采空区测量获取采空区内三维坐标数据,点云数据量十分庞大,通过这些海量数据处理,使用软件建模,能够清晰完整的了解采空区内的形状、信息等。

1概述近几年备受关注的三维激光扫描技术突破了传统测量中单点测量的模式,该技术通过发射激光来扫描被测物,以获取被测物体表面的三维坐标,其巨大优势就在于可以大面积高分辨率快速扫描被测物体,扫描不需反射棱镜即可直接获得高精度的扫描点云数据进行三维建模和虚拟重现,因此该技术被称为实景复制技术,作为当今时代的先进测量技术,其高精度、高效率的特点为矿井测量提供了新的思路、新的途径。

2矿山现状及面临的主要问题分析随着国家的繁荣发展,矿产资源需求量越来越大,目前我国不少矿产正处在中长期发展阶段,矿区地表有建筑物、简易公路、矿石、废石场等基础设施,部分矿山经过多年的开采,地下已形成了很多采空区,有部分采空区已塌陷,环境治理不容乐观。

三维激光扫描仪在空区测量中的运用

三维激光扫描仪在空区测量中的运用

197管理及其他M anagement and other三维激光扫描仪在空区测量中的运用罗 平(玉溪大红山矿业有限公司,云南 玉溪 653405)摘 要:本文主要阐述三维激光扫描仪在露天、井下工程生产、建设中对采空区实施扫描测量,集中扫描数据处理,反映采空区的真实空间现状,提高采空区探测效率及采空区测量的准确性,为采空区治理和采矿生产安全提供准确的测量数据和测量图件。

关键词:三维激光扫描仪;采空区测量;采空区空间位置图件;设计依据;生产安全中图分类号:P234.4 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)13-0197-2收稿日期:2020-07作者简介:罗平,男,生于1969年,汉族,云南弥勒人,本科,测量工程师,注册安全工程师,研究方向:测量工程、采矿工程。

玉溪大红山矿业有限公司浅部熔岩铁矿露天采矿工程于2011年初建成投产,开采矿体为浅部Ⅱ5、Ⅲ2等铁矿体,目前境界内保有B+C+D 级地质资源储量3059万t,地质品位TFe19.50%,设计采出矿石量约3006万t。

玉溪大红山矿业有限公司浅部熔岩铁矿露天采矿工程建成前,已形成部分采空区。

一部分是1993年~1999年间民采形成的采空区,该部分空区处于勘探线A28~A39之间,在露天采场的东北边,标高约在800m ~900m 间,;另一部分是2005年前浅部10万t/a 采矿工程开采形成的空区,空区处于A28~A33之间,分布标高约在750m ~970m 之间,全部分部在露天开采区域内。

随着露天生产不断推进,生产台阶下降,采场台阶与采空区越来越近,严重影响生产安全,为及时、准确治理采空区,需要快速精准测量绘制采空区现状图,掌握采空区空间位置,确保露天采矿安全。

由于玉溪大红山矿业有限公司浅部熔岩铁矿露天采矿工程采空区形成时间早,分布不规律,资料不齐全完整,巷道断面小,长久无人维护,空区内有毒有害气体超标;空区垮塌严重,顶板边帮浮石多;空间狭小,位置不清等不利因素,若采用常规测量(经纬仪加钢尺加塔尺、全站仪加钢尺等)方法测量采空区,,测量难度大,存在较大安全风险,效力低,测量人员劳动强度大,测量数据处理成图速度慢,造成采空区治理滞后,严重影响制约了露天矿生产,给露天矿生产造成较大安全隐患;为解决空区测量问题,玉溪大红山矿业有限公司引入能对采空区进行快速扫描测量,准确测量采空区位置、形态、体积计算等情况的OptechCMS V400三维激光扫描仪。

三维激光扫描技术在矿山井下采空区测量中的应用

三维激光扫描技术在矿山井下采空区测量中的应用

三维激光扫描技术在矿山井下采空区测量中的应用摘要:基于三维激光扫描技术的基本原理,结合三维激光扫描技术在矿山井下采空区测量中的实际应用,分析了该技术在采空区测量中的工作原理和优点,总结了该技术在应用过程中存在的问题,并提出了相应的优化措施。

关键词:三维激光扫描技术;矿山;井下;采空区;测量;应用1、引言三维激光扫描技术是一种集激光扫描和数据采集于一体的新型测量技术,其工作原理是在激光扫描仪的接收端与待测物体之间建立一个由扫描仪和待测物组成的空间坐标系,通过将待测物体表面反射的激光束进行三维坐标数据采集,完成对被测物体表面形状和尺寸的测量。

2、矿山测量及三维激光扫描技术原理2.1 矿山测量矿井测绘工作是矿井开发建设中的一个关键步骤,它的首要任务是准确地绘制出矿井的地形构造,并在地面上构建矿区的数字网络,以便于在施工中对设备进行控制与调配。

2.2 三维激光扫描技术基本原理近几年来,3D激光扫描技术日趋成熟,已被广泛应用于诸多测绘领域,其基本工作原理为:用仪器发出的激光束扫描被测物体,通过激光束间的时间差,实现对被测物体的全方位、多角度、全方位的测量,并将所测数据传送至终端装置,构建3D数字模型,从而实现对物体的三维立体几何建模,从而实现对物体的立体几何建模,从而实现对物体的高精度、大范围的连续扫描,从而更好地满足现代生产的需要,从而极大地提升矿区测绘工作的效率。

2、三维激光扫描技术在矿山井下采空区测量中的应用的意义三维激光扫描技术是一种新兴的测量技术,其测量原理为非接触式扫描,通过激光扫描,能够获取被测物体的三维坐标数据。

该技术能够对目标物体进行全面、快速、精确的测量,测量效率高,且数据精度较高,而且采集速度快,数据获取成本低。

因此,该技术在矿山井下采空区测量中的应用具有重要的意义:(1)有效提升了矿山井下采空区的测绘效率和质量:由于三维激光扫描技术具有非接触、高精度等特点,在采空区测量中应用该技术,能够实现对矿山井下采空区的全面、快速、精确测量,有效提升了矿山井下采空区测绘效率和质量。

三维激光扫描技术在金属矿山采空区测量中的应用分析

三维激光扫描技术在金属矿山采空区测量中的应用分析

M ine engineering矿山工程三维激光扫描技术在金属矿山采空区测量中的应用分析郭 凯摘要:我国山体资源丰富,近年来我国对山体资源的开发不足10%,我国金属矿山在山体中埋藏较深,我国的金属矿洞贫矿非常多,而较为富有的矿洞极少,这就导致我国在开发山体资源的过程中使得我国山体资源形成了大量的采空区。

近年来我国的金属矿山的采空区逐年增多,我国相关工作人员为了充分掌握金属矿山采空区的形状、体积以及内部空间,采用了三维激光扫描技术进行采空区扫描,通过对扫描出的参数进行数据处理并且将这些数据搭建为三维立体模型,这样可以清楚的看到金属矿山采空区的形状、体积以及内部空间,方便了相关研究人员后续对金属矿山采空区的研究。

关键词:三维激光扫描技术;金属矿山;采空区金属矿山采空区是通过人为的挖掘工作或者是通过地质运动形成的山体中的空洞。

并且这种空洞的隐蔽性特别强,空洞整体规模较大,这一现象导致我国金属矿山采空区时常发生山体滑坡或者坍塌事故,而这种坍塌事故一旦形成,对附近居民的危害是极大的。

现如今我国对于金属矿山采空区的探测方法有多种,其中比较常见的有钻探法、高密度电法、电磁法以及三维激光扫描法。

目前现在我国对于金属矿山采空区的实际探测工作用的最多的方法就是三维激光扫描法。

三维激光扫描法主要是通过向金属矿山采空区发射一束激光射线,并且这一射线在遇到金属矿山的采空区的山体时会进行反射,而相关工作人员通过专业的机器计算出反射的角度与距离,最后在专业的成像机器中形成金属矿山采空区清晰可见的空间三维立体图。

三维激光扫描技术可以快速的获得监护矿山采空区的三维点云数据,其探测速度极快,探测效率极高,并且能够展示出真实的金属矿山采空区空洞的真实面貌,根据金属矿山采空区位置的不同以及内部土壤岩石层的复杂程度不同,可以使用不同的激光发射装置深入监护矿山的采空区。

本文主要分析了三维激光扫描技术如何在金属矿山采空区进行探测分析。

1 三维激光扫描技术相关论述1.1 三维激光扫描技术概念三维激光扫描技术在我国又称作实景复制技术,顾名思义三维激光扫描技术可以很好的将实景复制出来,指的是三维激光扫描技术的精准度极高。

采空区三维激光扫描变形监测系统

采空区三维激光扫描变形监测系统

采空区三维激光扫描变形监测系统一、引言1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状和发展趋势1.3 本论文的研究目的和意义二、采空区三维激光扫描技术研究2.1 三维激光扫描技术原理及特点2.2 采空区三维激光扫描技术应用现状2.3 采空区三维激光扫描技术在变形监测中的应用三、采空区三维激光扫描变形监测系统设计3.1 系统方案设计3.2 系统硬件设计3.3 系统软件设计四、采空区三维激光扫描变形监测系统应用实验4.1 实验场地与对象选择4.2 实验流程和方法4.3 实验结果与分析五、采空区三维激光扫描变形监测系统总结与展望5.1 系统设计效果分析5.2 系统应用优缺点评价5.3 后续研究方向参考文献一、引言1.1 研究背景和意义采煤工程涉及矿山的生产和安全,其开采和挖掘目的是为了满足社会和经济发展的需求。

然而,采煤过程中会存在大量的安全隐患,尤其是矿山采空区的存在,给生产和安全带来了重大挑战。

矿山采空区的存在使得地面出现变形和塌陷等问题,严重威胁矿山生产和员工安全。

因此,矿山采空区变形监测成为了必要的措施。

采空区三维激光扫描技术是一种新兴的技术,其可以通过三维无接触扫描方式,快速高精度地获取采空区的三维形态信息,进而进行变形分析和监测。

与传统监测技术相比,采空区三维激光扫描技术具有无接触、高精度、高效率等优点,可以有效提高采空区变形监测的准确性和效率。

1.2 国内外研究现状和发展趋势在国内外,采空区三维激光扫描技术在矿山变形监测领域的应用越来越广泛。

国外研究领域主要集中在石油开采、地铁隧道和大型基础设施等方面。

例如,加拿大的挖掘机厂商Caterpillar就开发了采用三维激光扫描技术的智能挖掘机,其能够实时精确检测挖掘机周围的地形情况。

在国内,已经有许多学者和企业开始开展采空区三维激光扫描技术的研究和应用。

例如,北京科技大学的谭国炜教授和他的团队,利用激光三角测量仪对采空区进行了高精度测量,为采空区变形监测提供了可靠的技术手段。

三维激光扫描技术在金属矿山采空区测量中的应用

三维激光扫描技术在金属矿山采空区测量中的应用

三维激光扫描技术在金属矿山采空区测量中的应用发布时间:2021-11-12T12:41:44.710Z 来源:《防护工程》2021年23期作者:吕虎张志鹏林春宝[导读] 实现对矿山开采工作环境的有效掌握,为开采工作方案的制定与开展提供依据。

赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司内蒙古赤峰市 025450摘要:三维激光扫描技术系统又称“实景复制技术”,是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命,测量人员可以在较安全的区域完成动态的数据采集工作,无需反射棱镜,对扫描目标物体不需进行任何表面处理,快速、可靠地采集物体表面的三维数据。

相对于传统的单点测量,三维激光扫描技术实现了面测量的技术突破,且其具有便携、采集速度快、非接触式、自动化程度高等特点,可用于解决危险目标、环境(或柔性目标)及人员难以企及的情况,因而近年来广泛应用于地形地质测绘、矿山测绘、矿山三维模型重构等领域。

关键词:金属矿山;矿山开采;三维激光扫描技术;采空区;测量精度引言在矿山开采中,地质测绘工作至关重要,其工作的质量直接关系到开采工作的有效性与安全性。

随着科技技术不断发展,诸多先进技术得到了研发与使用,而三维激光扫描技术具有显著的优势,在金属矿山采空区测量中具备很高的精度,实现对矿山开采工作环境的有效掌握,为开采工作方案的制定与开展提供依据。

1三维激光扫描技术此技术又称作实景复制的技术,是20世纪90年代逐渐出现的高新技术类型,在测绘领域中得到了广泛应用。

此技术使用中,以高速激光的扫描测量法,能够对物体表面的各点坐标(x,y,z)、反射率和颜色(R,G,B)等信息实现高分辨率与大面积地快速获得,通过此类大量密集性点信息能够实现1:1真彩色的三维点云相应模型快速复建效果,对后续工作的处理和数据的分析等提供有效依据。

此技术具有显著的特点,如快速、高效、非接触、强穿透、动态化、数字化、高密度和高精度等,对现阶段空间信息的技术发展不足实现了有效弥补,实现对传统单点测量法的突破。

C-ALS 空区三维激光扫描仪

C-ALS 空区三维激光扫描仪
设计规划时需要考虑老旧地下巷道带来的问题,但是设计解决方案需要了解地下 情况的全貌。将C-ALS系统部署到这些以其他方式难以到达的区域,就可以收集所需 数据,并全面绘制区域地图。
易于使用的软件
雷尼绍C-ALS系统的新软件可指导操作人员完成设备部署和扫描,让他们的 工作更轻松、上手更容易。 • 更快速的导航和直观的设计使得操作更加容易 • 软件上可始终显示设备的指向和角度 • 一键生成表面积和体积,快速建立封闭的三维模型,计算时间只需几秒钟 • 可在工作现场执行点云编辑和可视化处理,快速操作 • C-ALS探头可自动连接,减少安装时间 • C-ALS摄像头可实时记录WMV格式视频,方便保存和共享 • 点云实时显示,使操作人员轻松掌控形势 • 引导式操作界面,学习成本低,工作效率高 • 高仿真的三维探头模型可模拟C-ALS探头工作时的方位和角度,即使在看不到
C-ALS应用
设计独特,可以通过最狭窄的钻孔
当存在难以进入的地下空区且需要精确数据来监控 开采、评估风险或设计解决方案时,雷尼绍C-ALS系统 可在这类应用中大派用场,包括: • 地下空区和空腔 • 墓穴 • 地下室和罐体 • 管道测量 • 难以到达的屋顶空间 • 沉降调查 • 采场勘测 • 溜井腐蚀测量 • 塌陷的开采巷道 • 涵洞 • 竖井和沙坑 • 地下洞穴 • 限制进入或不安全的工业生产设施
启旭(北京)科技有限公司 T +86 10 57275673 地址:北京市朝阳区望京中环南路 E qx@dawndevices.com 甲2号佳境天城B座2505 100102 www.dawndevices.com
在包括地下和露天开采、建筑建造、沉降调查以 及地下挖掘在内的各种应用中,C-ALS系统均能够确保 不会因数据缺乏而延误或妨碍重要的工作,并可保障操 作人员和其他人员的安全。C-ALS成本低,而且几乎不 需要培训操作员(C-ALS不需要由专业测绘人 员操作),它可为企业带来经营安 全、利润丰厚的新商机。

三维激光扫描技术在矿山井下采空区测量中的应用

三维激光扫描技术在矿山井下采空区测量中的应用

管理及其他M anagement and other三维激光扫描技术在矿山井下采空区测量中的应用安洪伟摘要:三维激光扫描技术在测绘行业中具有重要的地位和作用,它通过改善传统测量设备的操作局限性,提供了高精度的三维空间坐标数据,并能准确获取三角纹理、图像以及目标物体的点云数据。

本文针对三维激光扫描技术在矿山井下采空区测量中的应用展开研究,能够为测绘工作带来更高效、精确和可视化的成果。

关键词:三维激光扫描技术;矿山井下;采空区矿山井下的生产区域通常包括人工采掘区域和采空区。

采矿过程中,裸露的采空区域存在一定的安全隐患,可能导致坍塌事故和冒顶事故的发生。

由于井下工作区域的空间限制和黑暗区域的存在,采矿活动本身就具有一定的风险。

为了确保井下工作人员的安全,并避免可能造成的经济损失,采取措施确保采矿安全变得至关重要。

传统的测量方法可能存在一定的局限性,无法提供准确的采空区形状信息,三维激光扫描技术已经成为一种可行且有效的解决方案,该技术可以通过高精度的测量,获取矿山井下空间的详细数据,为采矿过程提供准确的参考依据。

三维激光扫描技术利用激光器发射激光束,并通过测量激光束的反射时间和强度来确定物体的位置和形状,通过将激光扫描仪放置在井下,可以快速、准确地获取采空区的形状和尺寸信息,这种非接触式的测量方法不仅可以提高测量的精确度,而且还可以避免人工测量可能带来的安全风险。

应用三维激光扫描技术可以为矿企提供全面的井下空间数据,使其能够更好地了解采空区的情况。

这些数据可以用于制定更安全和可靠的采矿计划,及时发现潜在的安全隐患,并采取相应的措施加以预防。

同时,准确的采空区形状信息还有助于评估井下工作区域的稳定性,避免顶板下沉和振动波等不稳定因素对采矿活动的影响。

1 三维激光扫描技术的工作原理三维激光扫描技术是一种利用电子激光测距仪原理的先进技术。

该技术包括多个组件,如发射器、接收器、滤波器、控制电路板和软件,它们协同工作以实现精确的测量和数据采集。

钻孔式三维激光扫描仪盲采空区探测研究

钻孔式三维激光扫描仪盲采空区探测研究

钻孔式三维激光扫描仪盲采空区探测研究摘要钻孔式三维激光扫描仪盲采空区探测研究,技术关键在于对矿山已有采空区资料进行整理分析,确定钻孔设计参数,在采空区外围施工满足设计参数的钻孔,依托钻孔式激光扫描仪对大屯锡矿地下矿采空区进行精确探测,建立可视化采空区三维实测模型,获取采空区三维形态、空间位置、空区体积、顶板暴露面积等关键信息。

进而根据采空区实测模型,对比爆破设计和矿体模型,分析爆破效果,合理圈定未崩落的矿岩,为最大化回采矿产资源提供技术依据的同时定期监测大屯锡矿重点盲采空区,为下一步采空区稳定性分析、空区治理、充填方案确定提供依据。

关键词采空区 C-ALS 探测钻孔设计参数三维模型1 引言现有采空区探测技术与方法众多,国外90年代末就已经开始用钻孔式三维激光扫描仪探测地下采空区,而我国在这方面还比较落后,仍然以传统钻探为主,差距较大。

近几年采空区三维激光扫描系统探测已取得了较大的进展和突破。

具有抗干扰能力强、勘探深度大和探测精度高的优点目前的空区三维扫描仪是利用激光脉冲测距原理、辅以马达转动机构实现对地下空间进行高密度三维点云采集的设备,相比传统测量手段,比如全站仪,优势在于采集数据量大,效率高、对空区的测量是三维面状测量,脱离了点状测量的阶段,有条件更精确的描述容积和体量。

自身带有传感器,可以记录绝对坐标,这样一次完成空区的方位走向,可以做到与绝对坐标相吻合。

能够快速、准确的探测出采空区三维形态及采空区位置,探测结果可视化程度高,具有很好的发展和应用前景。

2 C-ALS采空区三维激光自动扫描系统设备组成简介系统由测量探棒、控制机箱、凯夫拉拖拽电缆三部分组成,电动绞线装置,集成高精度电子罗盘和滚动倾斜传感器,集成高品质激光测距模组及高清红外摄像头,配备自动离合器防护系统,独特设计的玻璃纤维质光电码盘。

5cm直径的独特设计结构,可实现沿钻孔伸入封闭空间,称之为3D“内窥镜”。

3 采空区探测连接好设备,打开地面控制单元及计算机,通过计算机接受控制单元信号连接网络,打开控制软件,用GPS确定钻孔和杆尾坐标并将坐标数据输入软件相应数据处理工具,C-ALS即可完成其它的定位(如定向杆方位角、下放探头坐标等).现场操作方式如(图1)所示。

地下空腔三维扫描仪VS150

地下空腔三维扫描仪VS150
VS150
• 地下空腔三维激光扫描仪VS150是专门为矿山采空区测 量而生产的一种基于激光的空区测量系统。
VS150的应用
• VS150近360度全方位扫描,扫描结果为高密度真实坐 标点云,适用于以下领域:
➢矿山采空区测量 ➢矿山巷道测量 ➢喀斯特地貌地下洞穴测量 ➢工程基址检查 ➢城市、矿山事故调查
➢ 下图为本次空区所测三维点云图及三维模型图(测得空区 体量值为2600立方用于尾砂回填)
VS150的组成
➢二级安全激光三维扫描头 ➢电源组件(蓄电池/适配器) ➢棱镜 ➢USB-DB9转换器 ➢控制软件/驱动/操作说明CD ➢数据与供电电缆 ➢硬质运输箱 ➢外接延长杆及专用托架
VS150的指标
➢150M扫描半径 ➢二级安全激光 ➢精度±5CM ➢分辨率1CM ➢操作温度-10℃-45℃ ➢防水防尘IP65
VS150与常规扫描仪的对比
➢使用灵活,可以通过狭小缝隙或者通道伸入空区
简小圆滑的设计,后接延长杆的接入,可让设备脱离地面,进入不同的区域测量。
➢数据可直接融入矿山坐标
设备自带棱镜,可以直接测出测站坐标,所测空区可融入矿山坐标中。
VS150的实用
• 可直接架设在三脚架上用于 测量人可进入的采空区或者巷 道

VS150的实用
• 面对人不可进入的危险区 域,或者视线有阻挡的空区 内部,可后接延长杆将设备 伸入空区中
VS150的案例
• 河北某矿空区体量很大内 部形状不规则,在巷道的尽头 存在一个不规则空区,如果用 常规扫描仪器来测量,会受到 很大遮挡,造成测量结果与真 实情况的差异。
VS150的案例
• 运用VS150并后接延 长杆送入空区以后,完 成了空区扫描,描绘出 空区完整形态(见下页)
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INTELLIGENT SENOR SYSTEM LTD北京卓创光电科技有限公司Mapping TheReality1/20/2016GLS-II钻孔式三维激光扫描系统系统介绍北京卓创光电科技有限公司中国·北京2015.12.24INTELLIGENT SENOR SYSTEM LTD 北京卓创光电科技有限公司Mapping The Reality1/20/2016汇报提纲•系统工作原理•系统技术优势•系统组成及技术指标•功能及典型应用案例•主要业绩•资质证明文件•建议1/20/2016•GLS-II钻孔式三维激光扫描系统是一种基于三维激光扫描技术(实景复制技术),广泛应用于地表沉陷、溶洞及坍陷坑空间体积测量的专业装备。

•三维伺服驱动系统+激光测量+自动控制系统•强大的后三维建模软件1/20/2016•激光测距模组+精准三维伺服控制旋转系统•5cm直径的独特设计结构,可实现沿钻孔伸入封闭空间,称之为3D“内窥镜”1/20/2016 可沿钻孔置入的杆式设计与同类功能产品相比,5cm直径的GLS-II探测棒可沿钻孔伸入密闭的空间进行高效测量,高速测量模式下仅需要5min就可完成工作,高密度精确测量模式耗时不超过30min。

自适应空间分辨率扫描GLS-II自适应三维伺服旋转控制系统会动态调整扫描步进角度,实现精细扫描。

模块化设计系统由测距模组(含视频采集部分)、水平驱动总成、垂直驱动总成、角度及姿态定位总成、通信模块五部分组成,方便维修、系统升级及二次开发。

多种环境条件测量模式GLS-II根据测定环境的需要可选择正常环境、水雾环境、粉尘环境三种测量环境模式选择,当选择水雾和粉尘环境测量模式后,激光器会动态调整其工作参数,到达最佳测量效果。

1/20/2016数据可靠性GLS-II系统点云数据的获取基于搭载的高性能、世界级的激光测距模组,该模组“时间飞行”测量与定标“相位校正”两种方法,高速测量的同时与相位测量技术相结合提高了数据的准确性系统稳定性GLS-II系统是一个集成光学、机械、电子电路集成度很高的一个庞大系统,高标准的装配工艺控制,苛刻环境的元件筛选、出厂前严酷的稳定性与疲劳试验保证了整个系统稳定性。

1/20/20161/20/2016自诊断及在线检测GLS-II系统具有故障自我诊断功能,当出现故障时会向主控机箱返回故障代码,并支持网络在线故障排查。

优异的防护性能矿山及野外勘察环境异常恶劣,GLS-II探测棒可耐受20g强度的冲击性,-20℃~+70℃的严酷工作环境,独特的凹凸咬合油封结构实现了优异的防水性能。

1/20/2016售后服务保障并严格恪守合同要求24小时内将替换用机送达用户现场或进行维修处理。

培训保障目前有在职人员45人,其中博士9人、硕士15人,涉及采矿、岩土工程、勘察工程、安全技术与工程等相关专业。

公司设立系统应用技术培训部,专业从事培训工作人员5人,工程应用技术培训人员7人,雄厚的技术实力与人力资源配置保障了培训工作的顺利开展。

1/20/20161/20/2016•探测棒•主控机箱•系统控制与后处理软件•高强度(400Kg)拖拽电缆•运输及测量辅助配件1/20/2016 探测棒集成高品质激光测距模组及高清红外摄像头 配备自动离合器防护系统集成高精度电子罗盘和滚动倾斜传感器独特设计的玻璃纤维质光电码盘高标准的装配工艺保证名称参数备注激光模组激光分类Class1 人眼安全激光器标准满足(BS EN 60825-1:2007)波长905nm InGaAs激光器测距分辨率<1mm最大量程200m反射率20%时候不低于100m湿度>95%时不低于50m最小量程0.15m距离精度±5cm测量频率500Hz1/20/2016名称参数备注三维伺服旋转机械部分范围水平扫描角度360°垂直扫描角度360°扫描方式水平扫描和垂直扫描马达全时手动优先双伺服系统步进角度最小可至0.1°角度精度<0.1°1/20/2016名称参数备注定位部分倾斜传感器陀螺仪,精度<0.1°角度传感器光电编码器,精度<0.1°纤维玻璃材质观测摄像头高清红外数字摄像头机械物理参数防护等级防尘、防水,满足IP65工作环境-20℃~+70℃探杆重量<7Kg材质不锈钢可选铝、碳纤维材质直径5cm1/20/20161/20/2016 主控机箱集成工业级采集终端数字视频采集卡系统防尘防水全功能键盘高品质自锁插头无线通信单元独特的结构设计使整个系统安装更加稳固,可以适用于颠簸道路的公路运输。

项目参数备注机械部分尺寸47cm*35cm*17cm标准航空运输箱防护等级IP65重量8.7Kg标准配置防冲击性10g功能部分通信方式IEE802.11 B/GRS485与探棒通信数据输出DXF、ASCII、XYZ等内置电池防爆聚合物锂动力电池系统连续工作12h步进角度最小可至0.1°角度精度<0.05°1/20/20161/20/2016•系统软件由采集软件与后处理软件两部分组成,采集完成后直接运行后处理软件即可实现对点云数据的浏览、拼接、及建立模型。

•采集软件的输出数据格式包括DXF、ASCII、XYZ但不仅限于此的多种数据格式,能够导入Flac3D、Ansys、RFPA、Fluent等主流数值模拟软件及Dimine、3DMine、DateMine、龙软、Surpac、Geomagic等多种三维矿业工程管理软件1/20/20161/20/2016系统功能针对于矿山应用开发的三维激光扫描系统可完全胜任采矿工程采动卸压裂隙场多层次实景再现,根据客户的应用领域不同,GLS型采动卸压裂隙场多层次实景复制监测系统的包括但不仅限于以下应用:卸压裂隙场实景复制 采空区地质灾害治理 采矿及充填技术矿井围岩变形监测 应急救援隧道施工 地质灾害调查测量工程教学 数字矿山 考古与文物保护1/20/20161/20/2016采空区测量-地表打钻下放城市窨井数字矿山-巷道测量建模地质灾害-塌陷坑测量采空区管理采场验收1/20/2016隧道测量测量工程专业教学-二次开发煤仓测量考古墓群测量采空区充填效果检测文物保护1/20/20161/20/20161/20/20161扫描获取点云数据2建立三维实体模型3生成网格名称密度/kg/m3体积模量K r/Gpa 剪切模量G r/Gpa 粘聚力c/MPa 摩擦角f/° 抗拉强度t /MPa1/20/2016•采空区围岩的塑性区分布面积向两帮扩大,顶板与两帮塑性区有进一步贯通的倾向,围岩主要表现为剪切破坏,塑性区范围主要集中于顶板和两帮,采空区顶板出现的塑性区和围岩塑性区发生贯通会造成采空区的进一步失稳破坏。

•空区形成后,垂直方向最大位移出现在空区顶、底部,水平方向最大位移为空区两侧中心位置,根据速度矢量图可见,围岩运动趋势在顶板表现最明显,其次为两帮。

采空区基本数据空区编号形成时间第一次探测第二次探测高度/m埋深/m 54-62012.1020012.122014.0396.476054-14*2013.112014.012014.1250.376054-14采空区体积变化量位置序号垮塌体积/m3体积差/m3顶板第一次49 169 第二次218两帮第一次1249 2913 第二次41621/20/20161/20/2016 主要用户单位中国矿业大学(北京)中国矿业大学中国安全生产科学研究院中国黄金集团中国五矿集团云南东源恒鼎煤业有限公司主要用户单位中国水电厄瓜多尔科卡科多辛克雷水电站2#竖井塌方检测安徽开发矿业李楼铁矿主溜井检测杭州北辰光电科技有限公司贵州旷视创天科技有限公司山西煤炭运销集团科学技术研究有限公司河南省煤炭科学研究院有限公司重庆交通大学河北省安全生产监督管理局·····1/20/2016报价为系统标准配置1套的价格,根据科研、教学与工程需要可按系统配置清单增减。

若有更高精度的需求,模块化的设计方案只需较少的后期投入更换激光测距模组即可实现精度优于1mm的精度,可以用于矿井围岩变形的精准测量,实现一机多用。

双方可协作完成煤安认证工作,并通过双方努力实现与国内煤矿主流矿井监测、监控系统的监测分站对接,实现在线实时监测。

科研与教学为主、兼顾工程,北京卓创光电科技有限公司有能力做好相关专业技术的支持与合作,并积累了丰富的应用案例。

1/20/2016祝2016新年快乐恳请各位专家批评指正Merry Christmas1/20/2016。

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