空区三维扫描系统在矿山采空区域探测中的应用解决方案

1. 系统简介：

我国矿产资源丰富，矿山众多。矿产资源的地下开采形成了大量的采空区，且没有得到有效的充填，原有的应力平衡被打破，使矿山的开采条件恶化， 造成矿柱变形破坏，相邻作业区采场和巷道维护困难，影响后续的开采；更为严重的是有可能引发井下大面积冒落、岩移， 造成严重的人员伤亡和设备破坏。 同时上覆岩层失去支撑而产生移动变形，甚至崩塌滑落，造成地面沉降、地表开裂等严重的灾害结果，对矿山周边地区的安全和群众财产也会造成威胁。

若能确定采空区的深埋和规模，在此基础上对其进行防治，可以为生产单位的安全提供保障。因此，准确探明采空区的赋存状态、形态特征，精确获取其实际边界，对空区治理至关重要。

2. 系统组成：

CMS空区三维扫描系统搭载一个激光扫描头，扫描头伸入空区后作旋转并连续测量收集测点距离和角度数据。每完成一圈的扫描后，扫描头将自动地按照预先设定的角度抬高，并进行新一圈的扫描，直至完成全部的探测工作，最终获取采空区海量点云空间信息。

3. 行业优势：

传统的采空区探测有物探和钻探方法。物探方法效率高、成本低，但后期圈定异常多，见空率低，且精度不高；钻探可靠，但工作量大，效率低，成本高，如何结合二者开展采空区探测一直是一个难题。可随着三维激光测量手段的出现，给二者结合进行采空区探测带来了契机，可以实现物探扫面圈异常，钻孔定点打异常，三维激光扫描验证的空区异常，根据结果指导下一步物探和钻探工作，相互指导，相互促进，矿山精确探测，保障安全生产。

1. CMS-500钻孔式三维激光扫描系统在空区探测时无须进入空区内部，同时可自动扫描，精确对地下采空区进行测量。 准确掌握采空区的实际边界对实施空区管理空区周边矿体开采和巷道工程的设计及施工具有重要的工程意义， 也有助于矿柱回采爆破设计优化，进而提高矿山经济效益。
2. 有利于空区信息数据库的建立。利用空区三维可视化模型准确测定空区的空间位置、实际边界、顶板面积和体积。采场超欠挖量、 采场存留矿量、采场贫化损失等空区多源信息，并将空区多源信息进行有效组合构建空区信息数据库，为矿山开采设计、空区失稳分析、空区安全性评价、空区处理及灾害预测等提供可靠的依据。
3. 对于采矿活动中的不稳定空区，采用三维激光定期扫描监测，动态观测空区的变化， 可以对矿山的安全生产进行预警。
4. 此外还可以应用于充填体位移监测、空区片精密测量、岩爆破坏范围测量及巷道断面测量等。

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