地下采空區(qū)的危害及三維激光掃描儀在采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用

采空區(qū)是由人為挖掘或者天然地質(zhì)運(yùn)動(dòng)在地表下面產(chǎn)生的“空洞”，采空區(qū)的存在使得礦山的安全生產(chǎn)面臨很大的安全問(wèn)題，人員與機(jī)械設(shè)備都可能掉入采空區(qū)內(nèi)部受到傷害。是容易造成群死群傷事故關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重點(diǎn)部位之一，近年來(lái)，我國(guó)采空區(qū)安全事故多發(fā)，制約著礦山發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。

1、采空區(qū)事故危害類型

    ◆地表塌陷 所謂地表塌陷，就是指在各種礦物的開(kāi)采過(guò)程中，會(huì)對(duì)存礦層進(jìn)行深淺不同的挖掘，導(dǎo)致地表與地層分離，在這種分離和采空的狀態(tài)下，如果控制不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致表層的地面發(fā)生坍塌，造成地質(zhì)災(zāi)害。

    ◆透水 透水具有突發(fā)性強(qiáng)、規(guī)模大、后果嚴(yán)重等特點(diǎn)，會(huì)淹沒(méi)設(shè)備，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失;影響采礦生產(chǎn)，減少產(chǎn)量;限制礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)，減少可采儲(chǔ)量，縮短礦井有效使用年限;破壞礦區(qū)水資源和水環(huán)境，造成地表水干涸、地下水位大幅度下降;有時(shí)引起地面塌陷、地面沉降等次生災(zāi)害。透水的危害程度主要與采空區(qū)蓄水量、采空區(qū)與工作面的相對(duì)位置、礦山zui大排水能力等方面有關(guān)。

    ◆巖爆 巖爆是地下工程在開(kāi)挖過(guò)程中，硬脆性圍巖因開(kāi)挖卸荷導(dǎo)致洞壁應(yīng)力分異，儲(chǔ)存于巖體中的彈性應(yīng)變能突然釋放，因而產(chǎn)生爆裂松脫、剝落、彈射甚至拋擲現(xiàn)象的一種動(dòng)力失穩(wěn)地質(zhì)災(zāi)害。采空區(qū)加劇了應(yīng)力集中，加大了發(fā)生巖爆的可能性。巖爆所造成的后果十分嚴(yán)重，已成為世界性的地下工程難題之一。

    ◆自燃 采空區(qū)內(nèi)通風(fēng)不暢導(dǎo)致熱量積蓄、溫度上升，極易發(fā)生自燃事故。

2、金屬礦采空區(qū)災(zāi)害治理技術(shù)方案及采空區(qū)三維激光掃描儀的應(yīng)用。

     采空區(qū)探測(cè)技術(shù)與方法眾多，目前主要以物探為主，而我國(guó)在這方面還比較落后，在采空區(qū)探測(cè)方面仍然以鉆探為主，物探為輔，差距較大。近幾年采空區(qū)三維激光掃描系統(tǒng)探測(cè)已取得了較大的進(jìn)展，該方法具有抗*力強(qiáng)、勘探深度大和探測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)，能夠快速、準(zhǔn)確的探測(cè)出采空區(qū)三維形態(tài)及采空區(qū)位置，探測(cè)結(jié)果可視化程度高，具有很好的發(fā)展和應(yīng)用前景。

     圖1、

     地下采空區(qū)處理的難點(diǎn)在于許多因素的不確定性和隱蔽性，澳大利來(lái)I-site8200三維激光掃描儀能深入到人員無(wú)法進(jìn)入的采空區(qū)、空洞進(jìn)行*空腔掃描，有效保障人員安全。無(wú)線控制器，實(shí)時(shí)三維查看掃描數(shù)據(jù)，便于井下測(cè)量過(guò)程中直觀了解數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)信息，穩(wěn)定、高效、精準(zhǔn)。

    圖2

3、I-Site 8200一體化測(cè)量工作流程

      簡(jiǎn)便的設(shè)置和新的后視工作流程功能，在礦山環(huán)境中安全可靠的操作，一體化的軟件能夠快速的得到結(jié)果和精確的模型，為測(cè)量難以進(jìn)入的區(qū)域提供多種可選配件，為懸臂的安裝提供多種底座選擇，在任何角度掃描時(shí)都能自動(dòng)調(diào)平，在掃描控制軟件上顯示三維視圖，內(nèi)置可更換電池，與I-Site Studio或I-Site Void軟件匹配，為地質(zhì)測(cè)繪提供多種巖土工程工具，機(jī)載控制外加平板電腦控制器，測(cè)量筒倉(cāng)和小的料堆，與I-Site Drive兼容，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)掃描

    圖3、

     采空區(qū)穩(wěn)定性分析是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，利用了采空區(qū)三維激光掃描儀精密探測(cè)的結(jié)果，與三維計(jì)算軟件進(jìn)行了有效的耦合，使模型更加準(zhǔn)確，計(jì)算結(jié)果更加精確，是一種較新穎的分析方法。

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