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贵州测绘仪器告诉你三维激光扫描仪在矿山的应用

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贵州测绘仪器告诉你三维激光扫描仪在矿山的应用

发布日期:2017-04-15 作者: 点击:

贵州测绘仪器告诉你三维激光扫描仪在矿山的应用


数字化矿山即地面地形、井下地质、开采方案、已完成井下工程等按三维坐标组织起来,再嵌入相关信息,数字化是矿山的发展趋势。数字化矿山离不开大量的现场测量数据。而快速、准确、有效地取得这些数据的一个方法就是三维激光扫描仪的使用。

三维激光扫描仪是用于复杂测量和建档的高速三维扫描仪。3D采用激光技术,只需数分钟即可产生复杂环境和几何结构的详细三维图像。3D最终的图像是由数百万彩色点的点云组成。三维代表了矿山测量的未来的发展方向。

3D的图像中的每个点都具有唯一的一个空间坐标。由所扫描的图像经过配套的软件的处理就可以用于巷道顶板的位移监测、危险采空区的测量、矿房验收、坑道素描、矿体的圈定、矿石的贫化与损失管理、采矿设计等。


一、贵州测绘仪器告诉你3D扫描仪对于安全生产的重要性

1、巷道及采空区顶底板位移监测

地表巷道顶板大部是薄层灰岩,非常松软,摸清顶板的岩石移动规律对顶板的管理非常重要。三维扫描仪用于岩层移动观测具有速度快、精度高(精度可达几毫米)的优势。通过不同时间对相同地点进行多次扫描,扫描后的激光数据,通过激光后处理技术进行监测对比,即可查看巷道及采空区顶,底板位移的区域,以及专业的监测报告。

2、为技术人员创造较安全的工作条件

进路式矿房地质条件都很差,在矿房验收时为了能兼顾各个位置,仪器的选置并没有太大的余地。而且用传统的方法进行验收整平仪器,输入坐标,要测出矿房的平面位置,还要测出各特征剖面的坐标,一个矿房验收下来也要四十分钟的时间,劳动强度大,需要人员多,人员在采空区呆得时间过长,这无疑增加了不安全的因素。三维用于矿房验收可以在任何地方放置仪器,进行简单整平、设置之后就可以进行扫描了,人员不用整段时间都呆在仪器旁边,整个过程也就四五分钟,一个人员完全可以进行操作,省时省力,操作人员相对比较安全。

FARO Focus s x350 —— 革命性的新式三维激光扫描仪,每秒可获取976000个点,最长扫描距离可达350余米,IP等级为54,用户可以通过彩色触摸屏简单直观的进行操作,该仪器还内置了同轴高分辨率相机,使彩色影像与点云的匹配无偏差。此外,该设备更加便携小巧, 尺寸仅为 24 x 20 x 10cm,重量只有 5kg,Focus3D 堪称有史以来最小的 三维 扫描仪。其内置具有高达1亿 7000万像素的相机,能够实现极具真实感的 三维彩色扫描,集成的锂离子电池可以提供长达 5 小时的供电,而且可以边工作边充电。      3、井下安全标示牌及避灾线路图的绘制

三维扫描后的点云就像是立体图片,可根据点云作出实际环境的3D模型。井下安全指示标志,盲竖井等危险地点等都可以得到逼真的反应。逼真的立体避灾线路图、紧急避灾图等可更直观地反应实际情况,让井下工人理解起来更容易,三维扫描可以轻松地完成这些工作。利用PointCloud软件将点云数据导入到AUTOCAD中建立井下三维模型


二、贵州测绘仪器为你讲解三维扫描在矿山测量中的应用

三维扫描在矿山测量方面可以完成已施工巷道、已废弃采空区和巷道的测量,矿房采矿和充填验收。三维用于井下测量具有精度高、速度快、节省人力的优点。在测量演示中,斜坡道、-70米中段、-110中段和-100米分段巷的测量总共用了8个小时的时间,如果用传统的方法最快也要40个小时的时间。测量人员节省出来的时间可以用于内业,也可以加强井下工程项目的管理。

三维技术用于井下验收项目的管理也是得心应手。随着贵井下工程的开展,每个中段,每个中段的分层,开拓工程、采矿充填工程都有,对于这些项目的管理就显得非常重要。而三维扫描技术可以把这些工程以三维的方式进行显示其相对的上下、左右的关系非常直观,这样再管理起来就特别方便、直观,也会更加有效率。建立的带有标注的mech模型

通过Focus3D可以快速精准获取隧道或矿井内的三维数据,通过三维扫描可以 获得隧道轮廓值,对分段截面图进行对比分析;可以对扫描的数据进行三维成模,计算隧道表面积与体积;对超欠挖进行有效检测。


三、贵州测绘仪器告诉你三维扫描在矿山地质工作中的应用

1、坑道素描

在巷道的两帮岩层分界线或矿岩分界线上设好标志,就可以进行巷道3D坑道素描,这相当于把巷道“搬到室内”来进行编录。这项工作在测量进行巷道测量的时候就可以进行,不用再单独的测量。省时、省力,对于地测人员缺少的状况可以得到相对的缓解。PointCloud是一款非常优秀的三维激光后处理软件,其在矿业中的应用更是达到了炉火纯青的地步,它的切片功能可以任意剖切井下巷道、坑道等复杂的结构,通过其拟合平面轮廓线、适配多边形功能,可以快速、准确的适配出工作面地层综合柱状图、开切眼素描图、工作面及巷道布置平面图、机采工作面设备布置示意图、运输系统示意图、工作面避灾路线示意图等各种工作面作业规范所需的图纸。

2、矿体圈定

三维扫描可以用于坑道素描,进而就可以圈出三维的矿体。岩层夹石、贫矿富矿分界、顶底板围岩的位置都可以得到充分的反应,这对于采矿设计来说就会更加直观,科学。

3、矿体损失与贫化管理

等矿体采出后,进行三维扫描后,和实际圈定的矿体边界进行比较,即可以直观地显示出超采和残留的矿石的三维细块,从而可以准确地计算出矿石的损失率与贫化率,这对于以后的两率管理会更加有效,精确。


四、贵州测绘仪器告诉你三维扫描在采矿设计中的应用

矿体、岩层、各已有完工或废弃的巷道、采空区及其它重要的井下工程的上下、左右关系可以用三维技术完整地体现出来,这对于采矿设计来说会更加直观,更加高效。PointCloud为绘图、建模、分析处理提供了大量高效工具,通过点云走势自动得到适配线,自动计算点云拟合3D 模型,通过照片与点云匹配进行3D建模,快速进行彩色切片,对点云及模型进行冲突检测等等。

综上,三维扫描仪在矿山的应用将会非常广泛,它具有效率高、劳动强度低的优点,是矿山技术发展的一个方向。它的使用可以大量减轻技术人员的体力劳动,从而可以使他们有更多的时间进行成矿规律、工程管理、做好矿山中长期规划等工作。三维扫描仪还与CAD、MapGis、Surpac等主流矿山软件具有很好的兼容性,因此可以作为数字化矿山建设的一个有机组成部分提前来做。


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