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        三維激光掃描儀在井巷工程應(yīng)用研究

        2019-02-09 22:56:25黃保澤
        世界有色金屬 2019年20期
        關(guān)鍵詞:支撐桿滑輪掃描儀

        黃保澤

        (云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司,云南 文山 663701)

        在礦產(chǎn)生產(chǎn)以及建設(shè)過(guò)程中,一般情況下都是采用高分段崩落法進(jìn)行施工,基于此,在工程中設(shè)置相應(yīng)的高溜井是非常有必要的,從客觀的角度來(lái)說(shuō),這也是對(duì)礦山開(kāi)采體系進(jìn)行完善的一種方式。高溜井適用于多種采礦環(huán)境,不僅在小型的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中適用,同時(shí)也在大規(guī)模的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中適用。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐證明,在礦產(chǎn)生產(chǎn)以及建設(shè)的過(guò)程中應(yīng)用高溜井能夠在很大程度上提高工作的效率以及質(zhì)量。

        1 項(xiàng)目概況

        位于云南省的玉溪礦產(chǎn)有限公司正在建設(shè)一個(gè)國(guó)內(nèi)特大的地下礦產(chǎn)項(xiàng)目,根據(jù)前期儀器勘探發(fā)現(xiàn),該地下礦產(chǎn)項(xiàng)目至少含有四億噸左右的礦產(chǎn)資源。礦山不僅具有豐富的礦石資源,而且礦石資源的品質(zhì)都處于上等,除此之外,該礦山區(qū)域的礦產(chǎn)開(kāi)采條件非常良好,具有形成大規(guī)模地下開(kāi)采的能力。根據(jù)不完整數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),在2002年~2010年之間,該礦產(chǎn)地區(qū)進(jìn)行不斷的探索已經(jīng)建成了年產(chǎn)量高達(dá)三百八十萬(wàn)噸的熔巖鐵礦露天開(kāi)采工程,并且隨著時(shí)代的不斷發(fā)展,目前該礦區(qū)已經(jīng)具備年產(chǎn)原礦石六百四十萬(wàn)噸、成品礦三百二十萬(wàn)噸的能力。在地下溜井施工的過(guò)程中,目前主要以人工乘坐相應(yīng)設(shè)備對(duì)溜井各種數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量以及檢查,在這樣傳統(tǒng)的作業(yè)方式之下,在耗費(fèi)大量人力、物力以及財(cái)力的過(guò)程中,還會(huì)提升工作的危險(xiǎn)系數(shù),對(duì)工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成影響?;诖?,為了改善這樣的現(xiàn)狀,玉溪礦產(chǎn)有限公司引進(jìn)了三維激光掃描儀來(lái)代替人工作業(yè)。

        2 三維激光掃描儀概述

        三維激光掃描儀技術(shù)主要是利用激光對(duì)距離進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量,獲取測(cè)量目標(biāo)區(qū)域或者物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù),并且進(jìn)行分析處理,以此數(shù)據(jù)為依據(jù)構(gòu)建出具有高精確度的三維立體模型,基于此,三維激光掃描儀技術(shù)又被稱為實(shí)景復(fù)制技術(shù)。除此之外,三維激光掃描儀還能夠?qū)γ看螠y(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,并且將一系列的數(shù)據(jù)做成坐標(biāo)的方式,對(duì)其進(jìn)行深入的分析,探究其中的變化特征。就目前三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用情況來(lái)看,針對(duì)于礦產(chǎn)區(qū)高溜井這部分工作還處于探索的階段,還有很多地方需要進(jìn)行不斷的完善以及優(yōu)化。

        3 應(yīng)用實(shí)例

        3.1 對(duì)高溜井進(jìn)行測(cè)量需要準(zhǔn)備的配件

        一般情況下,利用三維激光掃描儀對(duì)高溜井進(jìn)行測(cè)量所需要的配件主要有三類,其中一類是繩子,繩子又分為承重繩以及穩(wěn)繩,承重繩主要負(fù)責(zé)承受三維激光掃描儀的重量,穩(wěn)繩為了保證三維激光掃描儀下方的穩(wěn)定性,在繩子長(zhǎng)度的選擇過(guò)程中需要注意,首先承重繩的最大承重值一定要大于三維激光掃描儀的重量,并且長(zhǎng)度要長(zhǎng)于三維激光掃描儀下放的深度;其次穩(wěn)繩的長(zhǎng)度要長(zhǎng)于高溜井的深度。另外一類就是滑輪以及固定桿,其中滑輪主要用于繩子的收與放,固定桿則是為了固定滑輪,經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐證明,在支撐桿上焊接滑輪為最優(yōu)的執(zhí)行方案。最后一類就是固定三維激光掃描儀、電纜以及穩(wěn)繩的輔助連接頭,如果在應(yīng)用的過(guò)程中,所提供電纜的長(zhǎng)度過(guò)于長(zhǎng),還需要再現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備線盤。

        3.2 高溜井測(cè)量設(shè)備的架設(shè)過(guò)程以及掃描工作

        在高溜井測(cè)量設(shè)備的架設(shè)過(guò)程中,首先要對(duì)滑輪以及支撐桿進(jìn)行固定,在此過(guò)程中需要注意的是要盡量使中間的滑輪位于高溜井的正中央,這樣才能夠保證三維激光掃描儀在下放的過(guò)程中不傾斜,并且便于在后續(xù)的工作中下放儀器以及穩(wěn)繩;其次對(duì)帶有配重的穩(wěn)繩進(jìn)行下放,通常情況下一般都需要對(duì)穩(wěn)繩進(jìn)行六千克左右的配重,在此過(guò)程中要先下放一根穩(wěn)繩,并且將穩(wěn)繩固定在井底,以后再下放另外一根穩(wěn)繩進(jìn)行固定;最后將進(jìn)行高溜井測(cè)量工作的其他配件安裝,用輔助轉(zhuǎn)接頭以及電纜與三維激光掃描儀相連,之后將帶有輔助轉(zhuǎn)接頭的三維激光掃描儀沿著穩(wěn)繩的方向下放。在利用三維激光掃描儀進(jìn)行掃描的過(guò)程中要對(duì)整個(gè)高溜井進(jìn)行分站掃描,在三維激光掃描儀下放一米的時(shí)候?yàn)橐徽?,往后每下放二十五米為一站,一直到?duì)整個(gè)高溜井掃描完畢。

        3.3 對(duì)高溜井進(jìn)行測(cè)量所需要準(zhǔn)備的輔助設(shè)備

        除了上述所說(shuō)的必備設(shè)備之外,在利用三維激光掃描儀對(duì)高溜井進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中還需要一些輔助設(shè)備,分別是繩子、滑輪以及支撐桿,其中繩子是與線盤相連接的,另外在高溜井的井口還需要搭建相應(yīng)的平臺(tái),用于輔助設(shè)備的滑輪以及支撐桿的固定。如果在實(shí)際的施工過(guò)程中,礦產(chǎn)區(qū)域高溜井井口直徑較小,并且已經(jīng)設(shè)置了相應(yīng)的防護(hù)欄裝置,就完全可以在高溜井的井口不搭建平臺(tái),直接講滑輪以及支撐桿固定在防護(hù)欄上。在礦產(chǎn)區(qū)域高溜井的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中,由于工作量比較大,有必要的話可以安排多名員工同時(shí)或者輪番進(jìn)行作業(yè),通過(guò)這種方式來(lái)減輕員工工作量,并且還能夠在很大程度上保證三維激光掃描儀工作的質(zhì)量以及效率。除此之外,不同的項(xiàng)目對(duì)三維激光掃描儀工作具有不同的需求以及要求,如果需要絕對(duì)坐標(biāo),就要在三維激光掃描儀的基礎(chǔ)之上搭配全站儀進(jìn)行測(cè)量工作,應(yīng)用全站儀對(duì)整個(gè)礦區(qū)內(nèi)的絕對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行導(dǎo)入之后,就可以對(duì)整個(gè)礦區(qū)形成一個(gè)三維立體坐標(biāo)模型,這可以用于日常項(xiàng)目工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中,使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、效果更加直觀。

        3.4 全站儀傳遞絕對(duì)三維坐標(biāo)

        在礦產(chǎn)區(qū)已知點(diǎn)之上假設(shè)全站儀之前,首先要利用三維激光掃描儀的測(cè)距模式對(duì)三維激光掃描儀下放的承重井口位置的三維坐標(biāo)進(jìn)行掃描,其次要做的就是對(duì)下放三維激光掃描儀的穩(wěn)繩的三維坐標(biāo)進(jìn)行掃描,之后將已經(jīng)掃描到下放三維激光掃描儀井口的穩(wěn)繩、承重繩的坐標(biāo)位置導(dǎo)入進(jìn)行轉(zhuǎn)化,最后將相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)保存到云盤中,并且在此過(guò)程中需要注意的是,要將信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成各種文件格式,以便于后續(xù)軟件的處理。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        總而言之,在礦產(chǎn)地區(qū)的生產(chǎn)以及建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用三維激光掃描儀技術(shù)對(duì)高溜井以及整個(gè)礦產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行測(cè)量,并且還能夠構(gòu)建出具有高精密度三維模型,從而使相關(guān)工作人員能夠更加精準(zhǔn)的獲取到礦產(chǎn)內(nèi)部的各種數(shù)據(jù)以及信息。與以往傳統(tǒng)的測(cè)量方式相比,利用三維激光掃描儀進(jìn)行礦產(chǎn)信息以及數(shù)據(jù)的收集,能夠在很大程度上提升礦產(chǎn)信息數(shù)據(jù)收集的速度以及質(zhì)量,與此同時(shí),還能夠?yàn)榫伦鳂I(yè)的工作人員提供安全保障,從而體現(xiàn)并且發(fā)揮出三維激光掃描儀技術(shù)的意義與最大價(jià)值。

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