三维激光扫描仪井下安全监测技术.pdf

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1、第63卷第4期有色金属(矿山部分)2011年7月DOI：10．3969／j．issn．1671-4172．2011．04．001三维激光扫描仪井下安全监测技术张达，王利岗(北京矿冶研究总院，北京100070)摘要：阐述三维激光扫描技术的原理及其在矿山井下安全监测中的应用情况，介绍国内外针对矿山安全监测领域推出的三维激光扫描产品及其特点，分析并展望三维激光扫描仪在矿山安全监测领域的发展趋势，指出三维激光扫描技术是井下空区安全监测的技术创新和重要手段。随着矿山信息化的快速发展，三维激光扫描仪必将在矿山井下安全监测中发挥重要作用。关键词：三维激光扫描；井下安全监测；空区监测系统中图分类号：TD7

2、6文献标识码：A文章编号：16714172(2011)04-0001-04Undergroundsafetymonitoringtechnologybasedon3DlaserscannerzHANGDa，WANGLigang(BeijingGeneralResearchInstituteofMining&Metallurgy，Beijing100070，China)Abstract：Inthispaper，thetheoryof3Dlaserscanningtechnologyanditsapplicationinundergroundsafetymonito-ringarestated

3、，andthe3Dlaserscanningproductsathomeandabroadandtheircharacteristicsaimedatminesafetymoni—totingareintroduced．Thetrendencyof3Dlaserscanningsysteminminesafetymonitoringfieldisanalyzed．Itispointedoutthatthe3Dlaserscanningtechnologybelongstotechnologicalinnovationandimportantmeaninsafetymonitoringofn

4、n—dergroundcavity．Withtherapiddevelopmentofmininginformatization，the3Dlaserscannerwillplayanimportantroleinthesafetymonitoringofundergroundmines．Keywords：3Dlaserscanning；undergroundsafetymonitoring；cavitymonitoringsystem区安全治理和资源回采提供准确的设计依据，已成引言为保障矿区人民生命财产安全和矿山企业安全生产留矿法、空场法等矿山资源开采方法的使用使的迫切需要。我国的许多矿

5、山形成大量的采空区，如甘肃厂坝铅目前，对于采空区的探测，通常是首先查阅采矿锌矿、广东大宝山矿、广西大厂铅锌矿、黑龙江西林设计等相关资料并进行现场实地调查，然后利用现铅锌矿、铜陵狮子山铜矿等。而且，长期以来许多民有的各种物探方法进行探测，最后以钻孔探测的方营矿山私挖乱采形成的大量空区群形态不一、错综法进行验证。这些方法不仅成本高，而且只能得到复杂。另外，由于许多私营矿山的开采没有经过正钻孔处的点数据。近年来新兴的地球物理探测方法规设计或设计资料不全、遗失等，无法确定这些采空显示出较强的地质信息揭示能力，主要有探地雷达区的位置和具体边界。受地压及爆破震动等影响，法、高密度电法[3I4和三维激光

6、扫描法【5等，其这些未经处理的采空区会导致矿山开采状态恶化，中三维激光扫描法具有探测精度高、探测速度快、对引起矿柱严重变形，相邻采场及巷道维护难度加大，周边环境影响小等一系列优点，具有广阔的应用空发生大面积冒落及地表塌陷等，这些已经成为目前间。运用三维激光扫描这一新技术，可以精密测量影响矿山生产安全的重要危害源之一⋯。因此，科空区的空间性状和形态，通过实时数据分析，可以对学地探明井下采空区的条件状态和空间形状，为空井下空区变形等进行监测，为低成本、快速、准确安全地监测地下空区提供了可能。基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)重点项目(2008AA062101)。1空区三维激光扫描仪

7、原理作者简介：张达(1980一)，男，博士，自动化专业，主要从事矿山行业高新技术研发工作。三维激光扫描仪是一种集成多种高新技术的新2有色金属(矿山部分)第63卷型三维坐标测量仪器，采用非接触式高速激光测量方式，以点云形式获取被测对象表面的阵列式几何图形的三维数据，其工作原理如图1所示。／I。。。。。-Z描头lBil¨迤续旋转30。一图1三维激光扫描仪的测量原理Fig．1Thesurveyingprincipleof3Dl