基于C-ALS的特大溶洞三维探测及其安全分析

在研究三维激光扫描原理的基础上,对溶洞的激光探测方法进行了研究。针对复杂溶洞激光扫描点云数据,研究了点云数据最小距离准则与最大张角准则的精简算法、三维点云数据坐标变换与数据拼接原理。以张家界向家包2号铁路隧道溶洞为例,采用C-ALS探测系统对溶洞进行了三维激光探测,对获取的溶洞点云数据经过精简、转换坐标和拼接处理后,运用三维矿业软件Dimine建立了溶洞三维模型,在此基础上完成体积计算、关键位置平剖面输出,并重点研究了平行隧道、垂直隧道及沿溶洞延伸三个主要方向上溶洞与隧道工程的三维空间位置关系,得出了不同剖面上溶洞与隧道的直线距离。研究结果对指导隧道路线规划、安全施工具有重要工程意义。

基于二分迭代的倾斜条带状工作面开采沉陷预计研究

为方便准确地进行任意倾斜煤层的开采沉陷预计,借鉴变步长数值积分的思想,提出基于二分迭代的倾斜条带状工作面开采沉陷预计方法,并设计了新的计算模型。具体做法是:将工作面在埋深方向用二分法划分为多个子工作面,从而将倾斜工作面的开采沉陷预计转化为多个水平子工作面的开采沉陷预计;对工作面进行二分时细分级数为f,则要进行f轮计算;在第i(i=0,1,…,f-1)轮计算时,工作面被等分为2i个子工作面,进行2i次迭代计算;在每次迭代计算时,均使用概率积分法,输入地表为上次迭代计算的输出地表,输入工作面为本次计算的子工作面;第i轮迭代计算后,再将每个子工作面在深度方向进行二分,继而进行下轮迭代计算,重复进行,直到前后两轮计算结果差值的均值和方差分别小于首两轮结果差值的十分之一。在三维可视化环境下使用C++编程语言设计并实现了该算法,并从数学上证明了算法的收敛性。算法分析结果表明,该方法消除了传统概率积分法中倾角和平均深度对倾斜煤层开采沉陷预计的误差,计算模型更加科学。应用实例表明:当f=6时,前后两轮计算结果差值数据均值为0.0039m,方差为2.45×104,具有较好的收敛性;与实测值相比,下沉量和倾斜变形的误差率分别为0.9%和0.38%,误差率较常规概率积分法小,计算结果更可信。这说明该方法适用于任意倾斜条带状煤层开采沉陷预计,也可用于非煤地下矿山较规整采场的开采沉陷预计。

Dimine软件在地质学教学中的应用与实践

"地质学"是高等教育地质工程和采矿工程专业的核心专业课,地质学的课程体系,不仅包括课堂理论教学体系,还包括课程设计与实践教学体系。地质学课程内容庞杂,如何在有限时间内将大量的知识传授给学生,是教学工作者必须解决的问题。借助Dimine软件强大的三维可视化技术,本文分别从地形地质图阅读、矿产勘察工程、钻孔数据库、矿体圈定与资源储量估算、课程设计及实习等几个方面对Dimine软件在教学和实践中的应用进行了深入研究。

矿山井下紧急避险系统关键技术研究

矿山井下紧急避险系统作为安全避险"六大系统"的重要组成部分,研究其关键技术具有重要意义。以会泽分公司避难硐室建设为例,在对矿山紧急避难路线进行三维设计的基础上,根据额定人员及国家规范对避难硐室内部结构、尺寸及断面形状进行了设计,并对避难硐室内部关键子系统如供氧系统、监测监控系统、压风自救系统和环境控制系统等系统的关键技术进行了研究。结果表明:该系统设计规范、安全可靠、经济适用,可为矿山井下紧急避险系统建设提供指导。

爆破工程中电爆网络拒爆事故分析及对策

爆破作业在各类工程项目中的应用越来越广泛,尽管爆破技术经历了较长时间的发展,但在爆破作业中的各类事故仍常有发生,其中拒爆事故不但令爆破技术人员非常棘手,也给处理拒爆事故的作业人员带来人身安全方面的威胁。应用安全系统工程的主要方法——事故树分析(FTA),对爆破工程中常用的电爆网络进行了分析。通过定性分析,求出了树的最小割集、最小径集及基本事件的结构重要度系数;通过拒爆事故影响因素的分析,计算出了拒爆事故发生的概率,并相应提出了降低拒爆事故发生概率的措施。

多矿区复杂空区三维建模与处理技术研究

采空区是矿山采场重要的安全隐患,如不及时处理会对井下人员的生命财产安全造成重要威胁。针对乌后紫金三个相邻矿山采空区的现状,在调查清楚空区形态及体积的基础上,采用空区模型混合创建法建立了多矿区空区三维模型,对多矿区空区之间的相互影响进行安全性分析,之后对连片空区提出治理方案,对乌后紫金三个矿区后续安全开采及空区的协同处理具有重要的工程意义。

基于小波变换图像融合的采矿工艺虚拟现实研究

为了科学合理设计采矿工艺,采矿工艺虚拟仿真系统建设迫在眉睫。基于小波变换图像融合理论,采用虚拟仿真技术和三维可视化技术,建立了采矿工艺虚拟现实仿真系统。该系统以小波变换的图像融合算法为核心,对多通道画面进行有机融合,以虚拟现实仿真系统为平台,通过多通道叠加投影实现虚拟现实仿真。结果表明:该系统不仅可以让用户完全沉浸在虚拟的矿山场景中,而且还可以从视觉、听觉、触觉等人类自然的感知能力与虚拟场景进行实时交互,实现了矿山生产环境、采矿工艺、人员和设备状态的实时仿真。