基于点云数据的竖井井筒变形监测方法研究——以金川矿山新2号副井为例

竖井井筒的变形监测对于矿山安全生产具有重要的意义。以金川矿山新2号副井为例,基于2020年、2023年GeoSLAM(移动式三维激光扫描仪)获取的两期点云数据,采用模型切片的方法,分析了新2号副井1280~<1340、1340~<1400、1400~<1460m三个分段的竖井井壁变形情况,结果表明:1280~<1340m水平井筒断面尺寸整体上呈现缩小的状态,变形原因主要为后期返修导致断面规格发生变化;1340~<1400m水平在局部呈现断面尺寸增大的情况,且在三维模型上呈明显带状分布,但整体上井筒断面尺寸呈现缩小的状态,且分布于该中段各处位置,主要为地压原因导致的局部变形。从1400~<1460m水平井筒整体上看,断面规格上大于2020年模型断面,主要原因是施工断面设计存在不同,但在1437~1450m水平井筒断面尺寸表现出明显的断面缩小变形,变形原因为地压过大导致的局部凸出。

结合卷积神经网络和注意力机制的LSTM采空区地表沉降预测方法

为解决采空区地表塌陷区域时序预测中存在的监测点空间特征难以提取的问题,本文提出了一种可以提取监测点关键空间特征的CNN-Attention-LSTM组合神经网络模型。首先,增加作为特征输入的邻近监测点个数,使用卷积神经网络(CNN)提取由多个监测点构成的多维时间序列的空间特征;其次,将提取后的多维特征时序输入多层感知器(MLP)中计算注意力权重,并与特征输入作Hadamard积,实现特征输入的注意力权重分配;然后,利用长短期记忆神经网络(LSTM)进行回归预测;最后,通过全连接层,整合输出目标监测点的预测值。本文以龙首矿西二采区地表塌陷区域为例,给出其地表沉降监测数据预测结果,并与实际采集的数据作对比。结果表明,引入注意力机制的CNN-Attention-LSTM的组合模型比CNN-LSTM模型和LSTM模型精度更高,且增加有效特征输入能够显著提升CNN-Attention-LSTM模型的预测精度。

钢丝扭力释放转盘在竖井定向工作中的应用与实践

针对传统的竖井定向工作中钢丝缠绕存在的钢丝扭力释放难、工作强度大等问题,龙首矿地质测量室职工集思广益,经过探讨与实践,研制出了钢丝扭力释放转盘,有效的解决了钢丝扭力释放的问题,提高了工作效率。本文通过介绍钢丝扭力释放转盘研制过程和使用方法,旨在加快新装置在矿山行业的应用与推广,促进企业高质量发展。

基于Landsat影像的西宁市不透水面时空演变及其增温效应分析

深入探讨城市不透水面时空演变及其对城市热环境的影响,对于促进城市协调发展和优化城市生态系统意义重大。以西宁市2001、2009和2017年Landsat TM/OLI影像为数据源,利用增强型归一化差值不透水面指数提取不透水面,采用单窗算法反演地表温度,分析了西宁市不透水面和地表温度的时空分布特征,并对二者进行回归分析和对比分析,研究了不透水面的增温效应。结果表明:(1)2001—2017年西宁市不透水面扩张显著,总面积由41.58 km^2增长到96.23 km^2,年增长率高达8.22%;(2)2001-2017年,不透水面下垫面温度分布主要以中温区、次高温区和高温区为主,且中温区、次高温区比例呈下降态势,而高温区比例持续上升,高温区面积由2001年5.36 km^2增长到2017年的37.91 km^2,年增长率达12.8%;(3)城西区、城中区、城东区高温区的增长主要集中在前期,而城北区高温区在整个研究期均呈显著增长;(4)不透水面覆盖比例与地表温度正相关,不透水面比例每增加0.1,地表温度增加0.7-1℃,城市不透水面增加对地表温度的升高和城市热环境的恶化作用明显;(5)各城区不透水面增温效应存在差异性,城北区不透水面增温效应最强,城中区、城西区不透水面增温效应最弱。

基于Landsat影像的西宁市不透水面格局演变过程

不透水面是衡量城市化进度的重要指标,准确地掌握不透水面的时空变化特征对城市协调发展以及规划布局有重要的指导意义。以西宁市为列,基于2001、2009、2017年landsat TM/OLI影像,采用增强型归一化差值不透水面指数提取不透水面信息,并结合不透水面覆盖率的变化、不透面面积年均增长率的变化、圈层理论及景观格局指数等分析近20年间西宁市不透水面的时空格局演变,旨在揭示新型城镇化背景下不透水面的时空变化规律。结果表明:①2001~2017年间西宁市不透水面扩张显著,总面积由41.58 km^2增长到96.23 km^2,年均增长率高达8.22%;②城北区不透水面面积增长率位于四区之首,城中区增长率最低;③不透水面主要分布在距城中心14 km 2区域,且不透水面由城中心向周边呈显著扩张态势,距离城市中心越远,不透水面面积增长速度越快;④不透水面内部斑块正趋于完整化、规则化发展,最大斑块所占比例(LPI)不断增加,优势度不断上升,人类活动对其空间特征的干扰作用在不断加强。

二次曲面与最小二乘配置的组合模型在GPS高程异常拟合中的应用

在工程实践应用中,为了有效利用GPS高程数据,减少对传统水准测量的依赖,提高GPS高程异常的拟合精度便显得十分重要。为此,本文在介绍二次曲面拟合和最小二乘配置拟合基本原理分析、算法过程推导的基础上,提出了一种新的高程异常拟合方法。首先在二次曲面拟合的基础上,计算得到原始观测数据与拟合数据之间的残差序列,然后采用最小二乘配置模型对包括二次曲面拟合模型误差的综合误差进行优化减弱,最后得到新的高程异常。通过实例,将二次曲面拟合法,最小二乘配置法与文中提出的新方法进行比较分析。结果表明:新的组合方法的拟合预测精度要明显优于最小二乘配置及二次曲面拟合。

基于无人航测技术的矿区地表变形监测及应用研究

准确的掌握矿区地表变形数据对井下安全生产具有重要的意义。本文以龙首矿崩落法地表塌陷区为例,基于飞马D2000无人机获取的影像数据,采用方格网法提取高程点信息,并结合等值线图、3D曲面图及重点监测点的沉降曲线等分析了龙首矿崩落法地表塌陷区近三年的沉降情况。结果表明:近三年崩落法地表塌陷区发生了较大规模沉降,沉降区域形似“锅底状”,且主要集中于矿区4行至9行之间,并向3行、11行延伸。

GeoSLAM手持式三维激光扫描仪在金川矿山中的应用研究

随着科技水平的不断提高,测绘技术装备发展迅速,传统的测量手段无法满足当前形势下安全生产工作的需要。三维激光扫描技术作为一种无接触式测量,拥有方便、迅速、精准等特点,同时有效保证了测量人员作业安全。本文以龙首矿测量工作实践为例,详细介绍GeoSLAM手持式三维激光扫描仪在井下采空区测量、竖井井筒变形监测、矿石堆场盘点工作中的应用,旨在为矿山安全生产提供精准的三维可视化数据,提高测量工作效率,同时为矿山测量从业人员提供技术参考,促进技术的普及应用。

龙首矿技术协同平台在测量项目管理中的应用

龙首矿技术协同平台的应用对实现矿山数字化、信息化具有重要的意义。本文以龙首矿测量工作为例,从Dimine矿业软件中测量数据的导人、井下巷道三维模型的建立和技术协同平台中测量成果的存储、测量与地质、生产、安全各部门的技术协同管理等方面对龙首矿技术协同平台在测量项目管理中的应用进行总结和科学分析。结果表明:技术协同平台在矿山测量工作管理中应用效果良好,提高了矿山自动化管理水平。

无人机摄影测量技术在矿山地质环境治理恢复中的应用与探讨

至今金川矿山通常都是采用全站仪或GPS定位测量技术服务于矿山地质环境治理恢复工作,这样将带来大强度、长周期、高成本等困点,特别是金川矿山持续开采产生的废石堆场可能存在的滑坡、塌等问题,而这些问题极可能给测绘人员构成安全隐患。采用了逐年、分阶段持续推进矿山地质环境治理恢复工作,且成功应用推广无人机摄影测量技术。研究证实:基于无人机摄影测量技术首次构建了金川矿区地表的高精度的实景三维模型,能够获得更加直观、生动、形象的金川矿山地质环境信息,便于制定出更加科学、更加合理的治理恢复方案与设计,还能对治理恢复的施工进度、工程量、施工成效做到动态跟踪、实时监控、效果对比。

全站仪三架法和GPS静态测量方法在长距离导线测量中的应用与探讨

龙首矿西一贫矿斜坡道q四周环山、距离长、弯道多、坡度大与风速大等较差的导线测量作业环境,使用常规测量方法很难保证导线测量精度。结合GPS静态测量方法具有全天候无需通视、选点灵活的定位特点,能够获得近井点的高精度的三维坐标,而全站仪三架法又能够减少作业过程中的对中次数而提高测量精度。通过斜坡道长距离导线测量的实践和精度评定分析,全站仪三架法和GPS静态测量方法是较适用斜坡道复杂不利条件下进行长距离导线测量技术上的一种较为先进行之有效的测量方法。

无人机近地遥感技术在数字化矿山建设中的应用

随着数字化矿山概念的提出,传统的测量技术手段已无法满足数字化矿山的测量要求。无人机遥感测量技术具有较高的灵活性及安全性,效率高、精度高,能够很好地为数字化矿山测量事业服务。基于此,本文对无人机摄影测量技术与三维实景模型建设做了介绍,并对其在数字化矿山建设中的应用做了分析,大比例尺地形图、数字正射影像图(DOM)、带投影的3D颜色映射曲面以及三维实景模型等产品数据对数字化矿山建设、矿区地表规划建设等工程均有指导性意义。