CMS探测系统在采空区测量中的应用与实践 被引量：7

1

作者 李同鹏 王亨炎 娄广文 《金属矿山》 CAS 北大核心 2010年第4期110-113,共4页

采空区是危及矿山安全的主要危险源之一,其探测工作是研究治理采空区措施的基础。系统阐述了CMS探测系统的特点、原理、现场应用以及后期数据处理,并通过现场实践和实例获得了顶板面积、空区实际边界、采空区体积等实测数据。该系统的... 采空区是危及矿山安全的主要危险源之一,其探测工作是研究治理采空区措施的基础。系统阐述了CMS探测系统的特点、原理、现场应用以及后期数据处理,并通过现场实践和实例获得了顶板面积、空区实际边界、采空区体积等实测数据。该系统的应用可极大地方便采空区的安全管理。 展开更多

关键词 cms 采空区 扫描

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空区激光探测系统在我国的研究与应用 被引量：15

2

作者 刘晓明 罗周全 +2 位作者 孙利娟 张保 李畅 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2008年第2期215-218,共4页

阐明了空区激光探测系统(CMS)的基本构成和工作原理,分析了井下环境温度、湿度、目标反射率及探测位置等环境因素对CMS探测结果的影响,并提出了相应的解决措施;紧密结合国内各矿山的自身特点,阐述了目前CMS在我国的研究现状,分别从空区... 阐明了空区激光探测系统(CMS)的基本构成和工作原理,分析了井下环境温度、湿度、目标反射率及探测位置等环境因素对CMS探测结果的影响,并提出了相应的解决措施;紧密结合国内各矿山的自身特点,阐述了目前CMS在我国的研究现状,分别从空区信息动态监测、露天塌陷坑探测、采场边界对比分析、顶板安全管理、采场回采贫化损失精确测定、复杂边界矿柱回采爆破设计及实测采空区稳定性数值模拟分析等主要方面对CMS的应用进行了深入研究。研究结果表明,CMS的成功应用为我国矿山空区动态监测及安全预警等相关研究开辟了一条新的有效途径。 展开更多

关键词 空区三维建模 空区激光探测系统 采场贫化损失率 矿柱爆破设计

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CMS空区探测的环境影响及误差分析与纠正 被引量：18

3

作者 刘晓明 罗周全 +2 位作者 张保 李畅 鹿浩 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1-5,共5页

阐明了采空区CMS精密探测的基本原理以及运用探测数据构建采空区三维模型的方法;分析了井下环境温度、湿度、目标反射率及探测位置等对CMS探测结果的影响,提出了相应的解决措施;针对CMS扫描头水平调零后倾角存在的误差,利用多项式拟合... 阐明了采空区CMS精密探测的基本原理以及运用探测数据构建采空区三维模型的方法;分析了井下环境温度、湿度、目标反射率及探测位置等对CMS探测结果的影响,提出了相应的解决措施;针对CMS扫描头水平调零后倾角存在的误差,利用多项式拟合法求得扫描头调整参数与支撑杆倾角及旋转角之间关系,并结合支撑杆上测点位置,提出了精确计算扫描头实际倾角的方法;对于CMS探测模型可能出现的点自相交等问题,提出了修正的方法。研究成果已在国内多个矿山成功应用,取得了良好的实际应用效果。 展开更多

关键词 空区 空区激光探测系统 SURPAC 误差分析 曲线拟合

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基于CMS实测及Midas-FLAC^(3D)耦合的复杂空区群稳定性分析 被引量：16

4

作者 罗周全 杨彪 +2 位作者 刘晓明 陆广 鹿浩 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1-5,共5页

以某矿山复杂空区群为例,利用CMS探测及Midas-FLAC3D数据耦合技术,分析了空区群开挖过程中围岩变形和应力分布变化情况。在CMS实测基础上,将Midas和FLAC3D两者的优势结合起来,提高了数值模拟的可靠程度,可更有效地指导工程实践。

关键词 采空区 cms 建模 数值分析 围岩稳定性

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CMS实测地下矿采空区建模及稳定性分析研究 被引量：28

5

作者 王运敏 刘海林 孙国权 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第8期5-9,共5页

传统的采空区稳定性分析建立的数值分析模型,对空区的形状进行过多的简化,使得建立的空区模型过于简单,稳定性分析的结果可靠性较差。借助三维激光空区监测系统对地下矿山采空区进行三维扫描,精确的获取激光头到空区边界的距离。将全站... 传统的采空区稳定性分析建立的数值分析模型,对空区的形状进行过多的简化,使得建立的空区模型过于简单,稳定性分析的结果可靠性较差。借助三维激光空区监测系统对地下矿山采空区进行三维扫描,精确的获取激光头到空区边界的距离。将全站仪测量的定位点坐标输入到CMSposprocess处理软件,将生成的数据输入到矿业工程软件3Dmine中建立起空区的实际赋存模型。研究用VC++编写出可以将3Dmine软件输出的块体质心点坐标直接导入有限差分软件FLAC3D中的应用程序,从而建立起空区力学模型,形成从实测模型到力学计算模型的新方法,大大提高了采空区稳定性分析的准确性和可靠性。结合石人沟铁矿空区稳定性分析工程实践,对石人沟铁矿-60 m水平南区空区进行静力计算,分析空区稳定性,获得了良好效果。 展开更多

关键词 cms 实测空区 3Dmine建模 空区稳定性 数值模拟计算

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基于扩频编码的电磁探测系统研究 被引量：3

6

作者 张来福 李士强 +2 位作者 刘国强 李艳红 杨虹 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第A02期263-269,共7页

输电线路下采空区易造成地表塌陷、地面不均匀沉降等灾害,对地表电力设施构成巨大威胁,对采空区进行有效勘探和评价,能够很大程度降低事故发生的概率。输电线路下采空区相较于一般采空区具有复杂的电磁环境,传统探测方法如高密度电法和... 输电线路下采空区易造成地表塌陷、地面不均匀沉降等灾害,对地表电力设施构成巨大威胁,对采空区进行有效勘探和评价,能够很大程度降低事故发生的概率。输电线路下采空区相较于一般采空区具有复杂的电磁环境,传统探测方法如高密度电法和瞬变电磁法一般采用加大发射功率的方法来提高信噪比,存在仪器笨重的问题,不利于野外探测。本文基于通信领域扩频编码技术,对发射信号频率进行扩宽处理并结合相关扩频算法,设计一套扩频编码电磁探测系统,该系统能够实现在不加大发射功率的情况下获得较强的抗干扰能力,从而提高探测效率和探测准确度。 展开更多

关键词 输电线路 采空区 扩频编码 电磁探测系统

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基于精密探测的金属矿山采空区群稳定性分析 被引量：39

7

作者 宋卫东 付建新 +1 位作者 杜建华 张朝雷 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期3781-3787,共7页

采空区群的稳定性分析是一个复杂的地质问题,而在区域内存在一种群效应。准确地掌握采空区群的三维形态和空间的相对位置是进行稳定性分析的前提。以石人沟铁矿为背景,利用空区探测系统(CMS)对采空区进行了精密探测,并对探测数据进行处... 采空区群的稳定性分析是一个复杂的地质问题,而在区域内存在一种群效应。准确地掌握采空区群的三维形态和空间的相对位置是进行稳定性分析的前提。以石人沟铁矿为背景,利用空区探测系统(CMS)对采空区进行了精密探测,并对探测数据进行处理和转换,在此基础上,应用3Dmine建立了采空区群的三维空间模型,经过进一步处理实现了与FLAC3D的耦合,建立了三维数值计算模型。根据计算结果对采空区群区域的应力场、位移场进行了分析,对群区域内的群效应进行了阐述。在此基础上对群区域地表位移进行了分析,确定了地表最大位移面积和采空区水平面积的比值。研究结果表明,区域内的群效应使应力和位移较单个采空区时都有了较大增加,且增加幅度并不是单纯的叠加,这种效应加剧了采空区的危险等级,将CMS、3Dmine和FLAC3D三者的优势结合起来,为采空区群得稳定性分析提供了一个准确而有效的途径。 展开更多

关键词 金属矿山 采空区群 空区探测系统 三维建模 数值模拟

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三维激光探测技术在采空区测量中的应用与实践 被引量：25

8

作者 夏永华 方源敏 +3 位作者 孙宏生 瓦学坤 陈杰 顾德茂 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第2期112-113,127,共3页

采空区严重影响矿山后续的开采规划,基于在大红山铜矿应用3D激光探测技术(CMS)采集矿山地下三维数据的实践,详细介绍了CMS技术在井下空区三维数据采集的方法、数据的预处理及应用实践。该技术采用无接触的测量方式,不但可以精确获取采... 采空区严重影响矿山后续的开采规划,基于在大红山铜矿应用3D激光探测技术(CMS)采集矿山地下三维数据的实践,详细介绍了CMS技术在井下空区三维数据采集的方法、数据的预处理及应用实践。该技术采用无接触的测量方式,不但可以精确获取采空区的空间几何参数,如长度、面积、体积、围岩及顶板的变形和变化关系,还大大提高了空区数据采集的安全性和效率,为空区安全评价与治理以及矿柱回采设计提供数据。 展开更多

关键词 cms 采空区 数据预处理 点云

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基于实测的采空区稳定性数值模拟分析 被引量：39

9

作者 刘晓明 罗周全 +2 位作者 杨承祥 张保 鹿浩 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期521-526,共6页

准确掌握采空区的三维形态和空间位置是进行采空区稳定性数值模拟的关键。介绍了空区三维激光探测系统(cavity monitoring system,CMS)的基本构成、工作原理及探测方法。结合冬瓜山铜矿采空区的实际情况,在采用CMS准确探测采空区的基础... 准确掌握采空区的三维形态和空间位置是进行采空区稳定性数值模拟的关键。介绍了空区三维激光探测系统(cavity monitoring system,CMS)的基本构成、工作原理及探测方法。结合冬瓜山铜矿采空区的实际情况,在采用CMS准确探测采空区的基础上,应用Surpac建立采空区三维模型和矿区地学三维模型,提出采用数据转换的耦合模式将Surpac与Phase2耦合构建数值计算模型,进行数值模拟计算,根据模拟计算结果对采空区的围岩稳定性进行了分析。研究结果表明,将CMS,Surpac和Phase2三者的优势结合起来,可为岩土工程的稳定性数字模拟研究提供一条新的有效途径。 展开更多

关键词 空区 建模 cms SURPAC 数值模拟

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基于改进的角度偏差法的采空区点云数据精简 被引量：13

10

作者 方源敏 夏永华 +3 位作者 陈杰 宋炜炜 杨永明 左小清 《地球科学与环境学报》 CAS 2012年第2期106-110,共5页

在保证采空区几何特征不变的前提下,有必要对点云数据进行精简,提高三维建模及其应用的效率。介绍了点云数据精简算法的评价体系,探讨了空区探测系统扫测采空区的点云数据特点;在对比最小距离法、平均距离法、角度偏差法、弦高偏差法等... 在保证采空区几何特征不变的前提下,有必要对点云数据进行精简,提高三维建模及其应用的效率。介绍了点云数据精简算法的评价体系,探讨了空区探测系统扫测采空区的点云数据特点;在对比最小距离法、平均距离法、角度偏差法、弦高偏差法等采空区点云数据精简方法的基础上,提出了保留采空区几何特征更为有效的点云数据精简方法——改进的角度偏差法。通过对比精简前后的扫描线周长、面积及标准差等指标,认为该方法不但保持了扫描线的细节,而且使精简后扫描线上的点分布较均匀,为后续三维建模及应用打下良好基础。 展开更多

关键词 空区探测系统 点云数据 采空区 数据精简 角度偏差法 扫描线 三维建模

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基于空区实测的隐患资源回收综合技术研究 被引量：8

11

作者 刘晓明 张伟 +3 位作者 刘为洲 罗周全 孙利娟 代碧波 《金属矿山》 CAS 北大核心 2008年第8期88-91,共4页

金属矿床地下开采形成的大量采空区不仅危及矿山的安全,而且对资源的充分回收造成严重的困难。因此,以先进的空区探测系统为手段,开展以空区精密探测为基础的相关技术的研究与应用,已经成为我国金属矿山安全生产所面临的重大前沿研究课... 金属矿床地下开采形成的大量采空区不仅危及矿山的安全,而且对资源的充分回收造成严重的困难。因此,以先进的空区探测系统为手段,开展以空区精密探测为基础的相关技术的研究与应用,已经成为我国金属矿山安全生产所面临的重大前沿研究课题。综合运用理论分析、现场探测、地质建模等方法,以空区激光探测系统、矿业软件Surpac为主要工具,针对铜坑矿隐患资源回收具体工程实际,开展基于空区实测的复杂边界矿柱回采可视化技术的研究,获得了准确的矿柱三维模型及爆破设计参数,为有效回收隐患资源提供了重要的基础。 展开更多

关键词 地下采矿 空区 隐患资源 空区精密探测系统 爆破设计

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金属矿隐患空区动力失稳过程仿真技术 被引量：6

12

作者 刘晓明 罗周全 徐纪成 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期3793-3799,共7页

在对华锡集团铜坑矿隐患空区现场实测的基础上,采用隐患空区三维信息获取方法准确获取空区的位置形态、体积、顶板面积及边界等信息。结合92号矿体周边采场分布特点,选取205-2,203-2,201-2和202-2这4条勘探线上的隐患空区为研究对象,在... 在对华锡集团铜坑矿隐患空区现场实测的基础上,采用隐患空区三维信息获取方法准确获取空区的位置形态、体积、顶板面积及边界等信息。结合92号矿体周边采场分布特点,选取205-2,203-2,201-2和202-2这4条勘探线上的隐患空区为研究对象,在分析其空间特征信息的基础上,分别结合国际矿业软件Surpac与岩石破裂过程分析软件RFPA(rock failure process analysis)软件构建这4条勘探线上隐患空区数值计算模型,综合考虑矿区初始应力场和空区周边爆破动力扰动作用的影响,运用RFPA开展隐患空区动力失稳过程模拟仿真,模拟空区从形成到动力扰动作用下破坏过程的裂纹扩展规律。研究结果表明:动力扰动使空区应力集中加强,并加速空区裂纹扩展,尤其对间柱产生强烈冲击,致使裂纹贯通,矿柱破坏;该研究成果可为我国大范围隐患空区灾害预测和控制提供技术支持。 展开更多

关键词 隐患空区 空区探测系统 三维信息获取 动力失稳 数值分析

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地下矿山空区失稳三维探查及可视化安全分析

13

作者 邓俏 罗周全 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期15-17,22,共4页

针对某金属地下矿山Ⅰ号矿床采空区失稳垮塌致使周边巷道遭到破坏的工程实际,采用空区探测系统(CMS)对垮塌空区进行了现场三维探测,获取了采空区失稳垮塌三维信息;运用三维建模软件Surpac分别构建起垮塌采空区及其周边巷道的三维可视化... 针对某金属地下矿山Ⅰ号矿床采空区失稳垮塌致使周边巷道遭到破坏的工程实际,采用空区探测系统(CMS)对垮塌空区进行了现场三维探测,获取了采空区失稳垮塌三维信息;运用三维建模软件Surpac分别构建起垮塌采空区及其周边巷道的三维可视化模型,以此为基础有效地确定了因采空区失稳垮塌致使巷道破坏的位置、范围和程度,提出了采空区垮塌后给周边的凿岩、回风井等工程巷道带来的安全隐患。实践表明,这种基于空区失稳三维探查的可视化安全分析方法,可直观、准确地掌握采空区失稳破坏相关信息,从而为矿山制定科学合理的治理方案提供可靠的依据。 展开更多

关键词 空区探测系统 空区失稳 三维探查 可视化安全分析

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基于CMS的采场回采质量评价方法及应用研究 被引量：3

14

作者 张占升 张建华 安龙 《中国矿业》 北大核心 2015年第5期149-152,共4页

针对传统采场回采质量评价中相关数据难于获取,回采质量指标只能靠经验来推测的现状,提出了基于CMS的采场回采质量评价方法。该方法运用CMS三维激光探测系统准确获取采场回采过程中的三维空间数据,基于三维空间数据处理技术,应用geomagi... 针对传统采场回采质量评价中相关数据难于获取,回采质量指标只能靠经验来推测的现状,提出了基于CMS的采场回采质量评价方法。该方法运用CMS三维激光探测系统准确获取采场回采过程中的三维空间数据,基于三维空间数据处理技术,应用geomagic软件构建采场回采过程中的3D数据库,并通过引入矿体采空区复合三维模型,精确地得到了采场的超、欠挖量,进而获得采场回采过程中的贫化和损失等参数。将该方法应用到金厂沟梁金矿7181采场,得到其爆破后采场矿石的损失率为22.5%,贫化率为7.11%,为该采场的爆破参数优化提供了相应的数据支撑。 展开更多

关键词 空区三维激光探测系统 (cms) 回采质量 三维建模 采空区

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大规模采场三维探测及回采指标可视化计算 被引量：15

15

作者 罗周全 刘晓明 +3 位作者 张木毅 姚曙 曹胜祥 罗泽华 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1732-1736,共5页

针对我国金属矿山大规模采场回采指标难以准确获取的现状,综合运用空区激光探测系统(CMS)和大型矿床三维软件Surpac等数字化工具,结合凡口铅锌矿N3-4采场实际,研究一种新颖的大规模采场回采指标可视化计算方法。采用CMS探测三维采场空区... 针对我国金属矿山大规模采场回采指标难以准确获取的现状,综合运用空区激光探测系统(CMS)和大型矿床三维软件Surpac等数字化工具,结合凡口铅锌矿N3-4采场实际,研究一种新颖的大规模采场回采指标可视化计算方法。采用CMS探测三维采场空区,以空区实测数据为基础运用Surpac构建采空区三维可视化模型,获取采场空区的三维形态和实际边界;运用采场设计资料,建立采场回采设计模型及矿岩边界模型,通过模型间的布尔运算,计算出采场存留矿量、回采总体积、采下废石量、采下充填体量、采下纯矿石量、回采总量及回采贫化率等,从而有效地实现了大规模采场回采指标的可视化计算。研究结果表明:采用该方法计算获得的采场回采指标可靠,可用于矿山实际生产管理和回采质量评估。 展开更多

关键词 空区探测系统 三维模型 回采指标 可视化

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深井采场大规模垮塌三维探测及可视化计算 被引量：10

16

作者 刘晓明 罗周全 +2 位作者 孟稳权 张保 王国焘 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期158-163,共6页

运用空区激光探测系统(CMS)和大型矿床三维软件Surpac等数字化工具,结合冬瓜山铜矿深井采场垮塌区实际,研究一种新颖的大规模采场垮塌区综合信息可视化计算方法。采用CMS对采场垮塌区进行三维探测,获取垮塌区相关信息,并以垮塌区实测数... 运用空区激光探测系统(CMS)和大型矿床三维软件Surpac等数字化工具,结合冬瓜山铜矿深井采场垮塌区实际,研究一种新颖的大规模采场垮塌区综合信息可视化计算方法。采用CMS对采场垮塌区进行三维探测,获取垮塌区相关信息,并以垮塌区实测数据为基础,运用Surpac构建起垮塌区三维可视化模型,准确获取采场垮塌区三维形态和实际边界;运用采场设计资料建立采场底部结构、回采设计单元及矿堆三维模型,通过模型间的布尔运算,准确计算垮塌区体积、顶板暴露面积及存留矿量等综合信息。研究结果表明:采用该方法可有效地实现大规模采场垮塌区综合信息的可视化计算;计算获得的采场垮塌区信息可靠,为矿山准确掌握垮塌区现状,制定治理及回收垮塌区周围矿体方案提供重要的依据。 展开更多

关键词 深井 空区探测系统 垮塌区 三维模型 可视化

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露天转地下开采对上覆构筑物安全影响分析 被引量：3

17

作者 房智恒 王李管 +2 位作者 贾明涛 彭南良 蒋权 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期83-88,共6页

为在最大限度科学回收地下资源的前提下,保证地表构筑物安全,以国内某大型矿山为工程背景,采用空区监测系统(CMS)结合DIMINE/FLAC3D建模技术,构建露天转地下开采对地表构筑物影响分析三维可视化计算模型。通过数值计算与现场调查相结合... 为在最大限度科学回收地下资源的前提下,保证地表构筑物安全,以国内某大型矿山为工程背景,采用空区监测系统(CMS)结合DIMINE/FLAC3D建模技术,构建露天转地下开采对地表构筑物影响分析三维可视化计算模型。通过数值计算与现场调查相结合的方法,对比分析露天转地下开采影响范围内的地表构筑物水平位移、倾斜、曲率、沉降。结果表明:数值计算获得的应力场和位移场结果,与矿山实测结果基本吻合。该矿山开采1 650 m阶段后监测点最大倾斜指标为9 mm/m,接近允许值上限,因此,其最大合理开采深度为1 650 m阶段。 展开更多

关键词 采空区 露天转地下开采 地表变形 三下开采 空区探测系统(cms)

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