3d扫描仪三维扫描仪技大空间矿山地下矿区采用新型三维扫描方式

3d扫描仪三维扫描仪技大空间矿山地下矿区采用新型三维扫描方式

大空间矿山地下矿区采用新型三维扫描方式协助作业

海南石碌铁矿位于海南岛昌江县石碌镇境内，北距省会海口市 280 多公里，西与八所港有铁路相通，相距仅 52 公里。是我国冶金部大型露天矿之一，因铁矿品位高著称， 是我国最大的富铁矿。由于其矿藏的珍贵资源价值，使得其开发、开采、计量、尾矿等方面都要求尤为谨慎。

项目成果要求：全部采空区完整拼接三维点云数据、各采空区实体三维数字模型、采空区三维等值线图，-150 米和-200 米中段平面图。

一、技术难点分析：

二、扫描测量

人员和常规设备无法进入采空区内部，扫描仪则可在采空区通道口对采空区进行大面积扫描采集。在复杂的矿洞环境下三维扫描仪能最大限度采集完整数据，高速精确。

通过多站扫描拼接，一个完整的巷道系统可以以三维点云形式呈现出来

在无光照的矿洞内扫描结果良好，点云平滑浅薄、杂点少

三、数据处理

扫描点云数据经过去噪和抽悉仍会有不可避免的扫描盲区，但整体数据完整。

利用三维后处理软件 Geomagic 对点云数据进行封装补洞，保证数据完整性，并自动计算矿洞容积，也就是开采量。

四、数据成果展示

采空区整体高程模型

采空区原始点云对比

通过多站扫描能把整个采空区及连接巷道扫描拼接形成一个完整的地下矿带

采空区三维等高线，拥有了点云数据、模型数据和线画图，可以轻松得到采空区各层面积及采空区容积，方便回填。

利用点云截取二维平面数据形成完整的地下矿井分布分层平面图

整个项目总工期两天半，共扫描 8 个采空区，共架设扫描 19 站，除去常规测量引点用时

和在矿洞内行走耗时，扫描仪真正工作时间大概为 3 个半小时，内业处理分为点云数据去噪抽稀、总体拼接、高程模型建立、二维及三维等高线绘制，内业数据由一名技术员处理，总用时5 天，相比常规用全站仪引点进行单点测量，扫描仪完成整个项目的时间为常规测量用时的十分之一，大大节省了时间提高了效率降低了成本。

项目功能及应用范围解析

地下矿洞采空区测量工作包含采挖量计算、采空区等值线绘制、巷道二维图、数字高程模型建立等主要工作，常规方式用免棱镜全站仪进行多次的单点测绘，需要耗费很长的周期才能勉强把采空区地形轮廓测量完整，并且与实践偏差较大，从而导致采挖量计算出现较大偏颇， 造成重大的经济损失，也同时影响后期采空区回填工作的正常进行。

三维激光扫描仪几乎适用全部类型的地下矿区扫描及作业，并且在无自然光影响的情况下能得到最好的扫描效果，唯一需要注意的是地下采空区的高湿度和高粉尘含量的作业环境，优先选择防尘防水等级较高的Riegl 扫描仪进行作业。

地下巷道部分

地下巷道部分共测量三站，从下午 4 点开始，5 点半结束，每站扫描 2 分钟 21 秒，有效

测量时间为 7 分钟。

巷道部分点云图

在点云的基础上选出有效区域

通过点云进行三维建模

巷道模型展示

通过模型建立断面线（间隔 1 米）

查询任意断面坐标属性

闭合模型，测算巷道体积

项目功能及应用范围解析

三维激光扫描仪适用于全部的露天矿坑扫描，并且矿坑及周边基本没有植被覆盖，能很完整细致的扫描出矿山地形，并且在矿山的方量计算、实时监控、开挖设计、数据存档方面都能提供良好的技术支持。lw