空区激光探测系统在我国的研究与应用

阐明了空区激光探测系统(CMS)的基本构成和工作原理,分析了井下环境温度、湿度、目标反射率及探测位置等环境因素对CMS探测结果的影响,并提出了相应的解决措施;紧密结合国内各矿山的自身特点,阐述了目前CMS在我国的研究现状,分别从空区信息动态监测、露天塌陷坑探测、采场边界对比分析、顶板安全管理、采场回采贫化损失精确测定、复杂边界矿柱回采爆破设计及实测采空区稳定性数值模拟分析等主要方面对CMS的应用进行了深入研究。研究结果表明,CMS的成功应用为我国矿山空区动态监测及安全预警等相关研究开辟了一条新的有效途径。

三维数字河道探测系统与水下声呐系统在观音岩水电站库容复测中的应用

为了精确地测量水库库容,通过利用三维数字河道移动探测系统和水下声呐系统,分别对观音岩水电站坝址以上总长约86 km的金沙江河道两岸水上和水下的地形地貌进行三维扫描;利用测量成果,建立观音岩水电站库区水上及水下地形的三维数字高程模型,再结合相关的数据理论,计算得到任意高程位置的水库库容;连接不同高程的库容值数据序列的曲线即得观音岩水电站高精度库容曲线。该库容曲线为水库的防洪调度和优化调度提供更加准确的支撑。

狭窄及隐蔽地下空洞三维探测系统的研制

为解决工程建设难以获取狭窄及隐蔽地下空洞精确数据的问题,提出一套地下空洞三维探测系统。该系统以低成本的二维激光雷达为硬件基础,结合自主研发的数据采集装置,采用Data Conversion and Visualization软件进行数据坐标转换、通用三维格式转换及三维数据显示等操作,并对模拟的地下空洞进行可行性实验和精度分析。实验结果表明,该系统能高效获取高精度的地下空洞三维数据,硬件成本较低。为国内地下空洞探测工作提供了一种新的解决方法。

露天矿采空区激光三维探测应用研究

阐述了C-ALS钻孔式三维激光扫描系统的工作原理、操作步骤、数据处理方式,并以国内某露天煤矿采空区激光三维探测项目为背景,举例说明三维激光扫描技术在露天矿安全生产中的作用。实践表明,激光三维探测方法是目前比较有效的采空区探测方法,通过扫描可以准确实现隐蔽采空区的可视化,为露天矿采空区治理提供了可靠的基础数据。

水电工程塌方封闭空腔探测方法研究与应用

针对水电工程地下厂房塌方形成的封闭空腔,采用空腔三维激光探测系统对其进行探明,详细介绍了测量方案、测量过程、数据处理过程及成果,探明了空腔的范围、形态、体积、主要结构及塌方机理,为工程处理提供了基础数据及建议,保证了工程进度,取得了良好的效果。

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。

三维成像激光雷达技术最新发展与展望

在不远的将来,借助基于激光的探测系统,军用飞机将能够准确地识别战区内敌方的地面车辆;航天器和无人驾驶车辆将能够安全地通过不熟悉的地带。 所谓的激光探测系统是一种在高敏感光探测器基础上发展起来的新技术,这样的探测系统能够测量出极小量的反射激光,并对所扫描到的物体实时进行3-维建模,从而使导弹防御系统能够分辨出哪些是入侵车辆,哪些是诱骗目标。 激光雷达技术早在20世纪60年代激光技术问世之初就已经开始研究了,但3-维成像却是在差不多20年之后。

采空区激光探测技术在铜坑矿的研究与应用

矿产资源地下开采形成的大量采空区是危及矿山安全的主要灾源之一。准确掌握空区形态、大小和边界,是进行空区处理、控制因空区引发的灾害的重要基础性工作,然而,传统测量方法难以准确获取采空区相关信息。文章以铜坑矿探测空区为研究对象,在介绍了CMS探测的工作原理及探测方法的基础上,运用三维激光探测系统(CMS)探测空区,研究了基于Surpac的采空区三维模型构建技术。实现了空区体积、顶板面积、实际边界、采场贫损指标及矿柱回采爆破设计的可视化计算方法。实践表明,CMS的成功应用为我国矿山空区动态监测及安全预警等相关研究开辟了一条新的有效途径。

冬瓜山铜矿采空区激光探测技术的研究与应用

介绍了CMS探测采空区的原理及探测方法,以冬瓜山铜矿探测空区参数为主要依据,运用Surpac等软件工具,分析了采场周边超挖、顶板巷道安全等问题,阐述了空区的超挖量、存留矿量及贫化损失的可视化计算方法。

激光测量技术在水工地下洞室塌方空腔中的应用

水工地下洞室塌方空腔探测采用激光三维探测技术,能有效的解决地下塌方空腔环境复杂、安全风险高、人员无法进入等问题。三维成像技术能将塌方空腔的大小以及形状清楚的表现出来,为地下洞室塌方空腔的处理提供基础数据,为后续空腔的回填处理提供依据。

云南柴石滩水库灌区工程隧洞施工岩溶暗河探测

云南柴石滩水库灌区工程隧洞施工开挖过程中揭露一超大溶洞,给隧洞施工带来了较大安全隐患及投资风险。分析了隧洞区工程地质及水文地质条件,基本查明了隧洞周边及洞内的岩溶暗河地质发育特征。采取了三维激光扫描仪测量岩溶空腔地形、地质雷达探测夹层岩体可靠性的联合探测方法,获取了岩溶暗河的三维结构和内部特征。有针对性地提出了洞轴线向右偏移的处理对策。处理方案实施后,隧洞开挖顺利、安全地穿越了岩溶暗河。

基于CMS的采场回采质量评价方法及应用研究

针对传统采场回采质量评价中相关数据难于获取,回采质量指标只能靠经验来推测的现状,提出了基于CMS的采场回采质量评价方法。该方法运用CMS三维激光探测系统准确获取采场回采过程中的三维空间数据,基于三维空间数据处理技术,应用geomagic软件构建采场回采过程中的3D数据库,并通过引入矿体采空区复合三维模型,精确地得到了采场的超、欠挖量,进而获得采场回采过程中的贫化和损失等参数。将该方法应用到金厂沟梁金矿7181采场,得到其爆破后采场矿石的损失率为22.5%,贫化率为7.11%,为该采场的爆破参数优化提供了相应的数据支撑。