某銅礦1#溜井三維激光掃描報(bào)告

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1.某銅礦1#溜井概況

某銅礦 1#溜井作為礦ft上下生產(chǎn)系統(tǒng)礦石運(yùn)轉(zhuǎn)、井下通風(fēng)的主要系統(tǒng)工程，其工程結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定對于保證礦ft生產(chǎn)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。為及時(shí)了解溜井井筒的損壞情況，需要用礦用三維激光掃描系統(tǒng)對具備掃描條件的采區(qū)溜井開展現(xiàn)場掃描工作。

待掃描 1#溜井現(xiàn)場

云南省某市某銅礦1#溜井原來作為放礦溜井使用多年，井筒內(nèi)部因為礦石的存儲(chǔ)、下放導(dǎo)致井壁局部損壞，存在破壞風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)使用GeoSLAM多平臺(tái)移動(dòng)掃描儀的空腔激光掃描技術(shù)對該溜井進(jìn)行實(shí)地檢測，查清溜井損壞程度及對周邊工程的影響，為后續(xù)溜井維護(hù)和改造工作提供科學(xué)依據(jù)及數(shù)據(jù)支撐。

2.掃描前的準(zhǔn)備工作

本次掃描采用 ZEB-HORIZON 便攜式三維激光掃描儀，和傳統(tǒng)的激光掃描技術(shù)相比，使用這套設(shè)備無需進(jìn)行復(fù)雜的初始定位、整平、放置標(biāo)靶等多項(xiàng)準(zhǔn)備工作，且測量過程中允許設(shè)備旋轉(zhuǎn)和各種不規(guī)則移動(dòng)，極大地提升了掃描效率。

量程	100m
量角	270°×360°
分辨率	0.625°
數(shù)采率	30 0000 points/s
距離精度	±30mm
激光等級	一級（對人眼無害，21CFR 1040.10 & 1040.11）
波長	905nm
工作環(huán)境	0℃～50℃ 濕度＜85%
供電	12VDC±10% 1.5A
重量	探頭：1kg
	附件總重：4.1kg
尺寸	探頭：80×113×140mm 附件：470×220×180mm
電池	可持續(xù)使用 4 小時(shí)

表 1：詳細(xì)技術(shù)參數(shù)

在本次掃描工作中，使用 ZEB-HORIZON 掃描儀，配合設(shè)備保護(hù)外殼、保護(hù)平臺(tái)、全景相機(jī)、自動(dòng)光源、絞盤等，組成礦用溜井三維掃描系統(tǒng)。將 ZEB-HORIZON掃描儀裝配在設(shè)備保護(hù)外殼內(nèi)，再用鋼絲繩連接固定掃描儀，通過絞盤將掃描儀下放到溜井中，在下放過程中掃描儀實(shí)時(shí)掃描溜井內(nèi)部情況。當(dāng)掃描儀下放到距離井底 10 米處，即可將其逐漸提升，當(dāng)掃描儀到達(dá)井口，即可讀取掃描數(shù)據(jù)并關(guān)機(jī)，同時(shí)停止全景相機(jī)的視頻錄制，由此完成整個(gè)溜井的掃描工作。

3.現(xiàn)場掃描工作實(shí)施

礦方和掃描儀工程師對接后，通過固定滑輪人工放線下吊設(shè)備的方式，對1#溜井開展掃描測量工作。

掃描輔助器材：

三維激光掃描儀（ZEB-HORIZON）1 臺(tái)鋁合金吊裝保護(hù)盒 1 個(gè)

探頭保護(hù)支架 1 個(gè)

安全掛鉤 6 個(gè)

安全繩 5 套

固定滑輪 1 個(gè)卷揚(yáng)繩（200 米）1 臺(tái)

全景相機(jī) 1 套

自動(dòng)光源 4 臺(tái)

現(xiàn)場測量人員：

斯卡納技術(shù)人員 2 名

礦區(qū)生產(chǎn)管理人員 5 名

掃描現(xiàn)場	掃描時(shí)間
1#溜井井筒內(nèi)壁	2021.05.29
1#溜井井口坐標(biāo)區(qū)域	2021.05.30

溜井現(xiàn)場掃描時(shí)間表

4.掃描結(jié)果處理及分析

通過兩天的掃描工作，完整的收集到了1#溜井井口坐標(biāo)定位區(qū)域和各個(gè)深度水平的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過遠(yuǎn)程中心的原始數(shù)據(jù)解算，以及對初始點(diǎn)云降噪、灰度渲染等處理，得到 1#溜井的三維點(diǎn)云模型如下圖：

1#溜井整體點(diǎn)云模型

1#溜井井筒內(nèi)部視角

根據(jù)礦方現(xiàn)場提供的控制點(diǎn)坐標(biāo)，在 HUB 軟件里面將點(diǎn)云模型直接進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，使溜井模型和礦區(qū)其他建筑物處于同一坐標(biāo)系統(tǒng)：

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換結(jié)果顯示，本次坐標(biāo)關(guān)聯(lián)的中誤差為0.022m，滿足礦方精度要求。將兩個(gè)點(diǎn)云模型進(jìn)行拼接處理，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)井筒點(diǎn)云坐標(biāo)統(tǒng)一化，方便后續(xù)數(shù)據(jù)和圖紙的轉(zhuǎn)換銜接。

1#溜井灰度點(diǎn)云模型（帶絕對坐標(biāo)）

基于上述現(xiàn)場掃描及解算處理得到的溜井三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，經(jīng)過點(diǎn)云抽稀、簡化、封裝等處理，建立對應(yīng)的溜井掃描實(shí)體模型如下圖所示：

1#溜井實(shí)體模型

通過對點(diǎn)云模型的細(xì)致觀察和對比可以看到，+3865 標(biāo)高至+3800 標(biāo)高溜井內(nèi)壁被下放的礦石沖刷破損較為嚴(yán)重，而溜井下部內(nèi)部現(xiàn)狀情況較好，井筒內(nèi)壁未發(fā)現(xiàn)明顯滲水和較大面積的破損現(xiàn)象，井壁較為規(guī)則，沒有檢測到較大變形及位移。

5. 總結(jié)

根據(jù)上述對于某銅礦1#溜井的模型數(shù)據(jù)分析結(jié)果可知，溜井在地表礦石下放過程中，受到持續(xù)的沖擊，導(dǎo)致了井筒內(nèi)壁不同程度的外擴(kuò)變形，存在崩塌的風(fēng)險(xiǎn)，建議在封堵施工過程中，采取逐步分階段的充填方式進(jìn)行。

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