溜井三維測量及保養(yǎng)新技術(shù)

內(nèi)容溜井現(xiàn)狀及面臨的主要問題溜井三維激光測量技術(shù)

溜井噴漿機器人技術(shù)

工程案例及總結(jié)4123溜井基本概念連接兩個或幾個階段作為溜放礦巖的井筒，是溜放礦石井筒的簡稱，是金屬礦山中運輸?shù)闹匾问?；溜井放礦必須具備：服務(wù)年限內(nèi)正常連續(xù)生產(chǎn)，需要溜井的位置合理、使用管理規(guī)范、定期的維修保養(yǎng)！溜井按用途分：采場溜井、主溜井；溜井按角度分：垂直溜井、斜溜井；溜井按結(jié)構(gòu)形式分：單段式、搗段式、分段控制式、溜槽溜井；單段溜井的特點結(jié)構(gòu)簡單；施工方便；管理方便；放礦沖擊力大；礦石易碎；井壁受沖擊大、磨損較大；主溜井磨損原因礦巖的軟弱面及斷層破碎帶節(jié)理等結(jié)構(gòu)面的影響是溜井破壞的主要原因之一，井巷工程中主溜井屬于開拓工程，要求設(shè)計在開采范圍之外的穩(wěn)固的圍巖中，但由于各礦山工程地質(zhì)條件不同，地質(zhì)構(gòu)造和節(jié)理發(fā)育等原因，在放礦過程中井壁介質(zhì)在受到礦巖沖擊情況下，所承受的載荷超過其屈服強度就產(chǎn)生破壞，特別是一些節(jié)理發(fā)育和有構(gòu)造面的井壁；主溜井磨損原因?qū)鷰r成塊狀堅固密實（如原生的火沉巖）時在礦石沖擊下，井壁只產(chǎn)生少許磨損不致破壞，但對于一些節(jié)理裂隙發(fā)育，在其軟弱結(jié)構(gòu)面內(nèi)不均勻夾雜著蝕變巖石時，這些結(jié)構(gòu)面也會把堅固的巖石分割的支離破碎，當(dāng)有沖擊載荷時，易由局部塌落發(fā)展成大規(guī)模塌方，造成“多米諾骨牌”式連鎖反應(yīng)；主溜井磨損原因主溜井在使用過程中由于管理等原因造成大塊卡斗或由于設(shè)計井徑小、礦石含泥造成結(jié)拱現(xiàn)象需要進行爆破處理，爆破沖擊波和振動對主溜井井壁產(chǎn)生塑性變形，造成井壁破壞并出現(xiàn)大塊冒落，最后形成惡性循環(huán)。主溜定期檢測保養(yǎng)的必要性為了保障礦山安全生產(chǎn)，需要定期對溜井進行保養(yǎng)和維護。目前由于缺乏有效檢測溜井運行狀況的設(shè)備，只能通過起吊裝置將工人吊起沿著溜井井壁進行檢查，整個檢查的工作量大，且難以保證工人的安全。為了降低檢測成本、解除工人的作業(yè)風(fēng)險，采用三維激光手段對溜井進行三維精確測量是一種非常有效的手段。溜井三維激光測量技術(shù)三維激光測量技術(shù)三維激光采空區(qū)測量系統(tǒng)是一種基于激光的三維空區(qū)精密探測系統(tǒng)，通過可旋轉(zhuǎn)并集成有激光測距儀的掃描頭來實現(xiàn)對空區(qū)的探測。掃描頭作360度旋轉(zhuǎn)并收集距離和角度參數(shù)，每完成一個圓周的掃描后，掃描頭將按預(yù)先設(shè)定的參數(shù)自動抬高一定角度進行連續(xù)循環(huán)掃描直至完成全部掃描工作。三維激光掃描原理溜井三維激光測量技術(shù)溜井三維激光測量技術(shù)三維激光測量原理CALS是世界上第一款能通過地上鉆孔對地下空間進行掃描的裝置。該項技術(shù)已在很多條件惡劣的地下測量實踐中得到了驗證，并在全世界得到了廣泛使用。新近重新設(shè)計的地下激光自動掃描系統(tǒng)更可靠、更快、更易于控制、更完善。鉆孔式三維激光掃描儀地面單元C-ALS組成電纜線電腦C-ALS整體圖碳纖維桿探頭鉆孔式三維激光掃描儀C-ALS的現(xiàn)場成套系統(tǒng)示意圖鉆孔式三維激光掃描儀C-ALS掃描探頭結(jié)構(gòu)圖鉆孔式三維激光掃描儀C-ALS鉆孔式三維激光掃描儀掃描儀直徑50mm一級絕對安全激光150米的探測距離最深探測300的深度1cm的分辨率5cm的探測精度自帶羅盤，省去測量方位的工作360°全方位掃描，沒有任何死角集成攝相機防水防塵等級IP67鉆孔式三維激光掃描儀地下空間測量準(zhǔn)備延伸探測器鉆孔式三維激光掃描儀地下空間、洞穴測量鉆孔式三維激光掃描儀定位孔口坐標(biāo)和方位角孔口坐標(biāo)及方位角的測量，定義了測量數(shù)據(jù)的基本位置，對于整體數(shù)據(jù)的定位起著重要的作用。鉆孔式三維激光掃描儀地上鑿洞測量地下不可進入空區(qū)鉆孔式三維激光掃描儀放礦溜井測量溜井測量鉆孔式三維激光掃描儀定向桿的結(jié)構(gòu)保證了它可以使C-ALS的探頭沿鉆孔下放時保證方位角恒定。C-ALS定向桿結(jié)構(gòu)圖鉆孔式三維激光掃描儀C-ALS掃描方式鉆孔式三維激光掃描儀C-ALS掃描采空區(qū)工作原理水平掃描垂直掃描鉆孔式三維激光掃描儀

自從1991年，美國STI公司就專注于研究遠(yuǎn)程遙控混凝土噴漿技術(shù)，用于地下溜井及其他構(gòu)筑物的噴漿支護。噴漿機器人適合的溜井直徑為2-10米，深度達(dá)500米。

目前美國STI公司噴漿機器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用在世界范圍內(nèi)的多家礦山，取得顯著的效果。溜井噴漿機器人技術(shù)溜井噴漿機器人技術(shù)溜井噴漿機器人技術(shù)溜井噴漿機器人技術(shù)溜井噴漿機器人技術(shù)溜井噴漿機器人技術(shù)溜井噴漿機器人技術(shù)江西某銅礦項目時間：2012年6月25日至2012年6月28日項目委托方：江西某銅礦項目對象：江西某銅礦1#主溜井項目實施單位：江西某銅礦北京詠歸科技有限公司工程案例項目背景：江西某銅礦1#主溜井由于使用時間較長，在大量的礦石墜落碰撞以及自然地風(fēng)華和水的侵蝕下，井壁的坍塌程度十分嚴(yán)重。為修復(fù)井壁嚴(yán)重坍塌的1#主溜井，礦方需預(yù)知溜井坍塌體積以便進行工程預(yù)算。由于坍塌溜井危險系數(shù)高，人員難以進入，故委托我們公司利用空腔三維激光掃描儀C-ALS對1#主溜井進行三維掃描。江西某銅礦工程案例江西某銅礦項目方案：項目針對1#主溜井（-210m至-490m）進行三維測量，共分4站，8次測量。溜井井口（-210m）為一站，進行5次測量，三個中段各進行1次測量。工程案例溜井井口項目實施方案：井口架設(shè)施工平臺，設(shè)備順孔垂直下放至溜井內(nèi)部。分別下放至-220m、-240m、-260m、-280m、-300m處進行測量。3.掃描布長增量設(shè)為3度，每一站的平均掃描時間為15分鐘。江西某銅礦工程案例安全遠(yuǎn)距離電腦控制操作將測量設(shè)備放入到溜井中工程案例溜井中段項目實施方案：1.-310m、-360m、-460m三個中段分別采用水平放置的方式進行測量；2.將C-ALS探頭沿開口水平處深入到溜井內(nèi)部；3.保持近水平，連接碳素桿保持探頭穩(wěn)定。掃描布長增量設(shè)為0.5度確保數(shù)據(jù)精確。工程案例下圖為1#主溜井建模模型，通過模型可以直觀的看到溜井坍塌的具體情況，可以計算出模型整體的體積。二、江西某銅礦工程案例左圖為坍塌溜井與設(shè)計溜井對比圖。測得溜井實際體積為39182.1m3。溜井設(shè)計體積為3604.7m3。溜井實際坍塌體積為35577.4m3。江西某銅礦工程案例溜井的模型通過切片處理可以得到任意高度下的斷面圖。右圖為-220m和-350m位置的斷面圖。溜井在-220m位置的坍塌程度較小，在

-350m位置的坍塌程度較大，局部直徑可達(dá)30米。江西某銅礦工程案例標(biāo)注圖斷面圖江西某銅礦工程案例案例總結(jié)：掃描的原始數(shù)據(jù)可以計算任意的距離，每個數(shù)據(jù)點的具體坐標(biāo)，可以觀察到空間的具體形態(tài)，對于本次項目來說，原始數(shù)據(jù)可以說明溜井坍塌的嚴(yán)重程度及坍塌的具體位置。通過掃描數(shù)據(jù)的后期處理，對三維點云進行建模，可以得到以下結(jié)果：

1#主溜井的三維模型，溜井的體積，溜井的表面積，溜井?dāng)嗝鎴D，溜井?dāng)嗝娴拿娣e等等。通過后期處理的數(shù)據(jù)與溜井設(shè)計數(shù)據(jù)比較，確定1#主溜井坍塌體積，坍塌趨勢。

江西某銅礦工程案例某鐵礦項目參數(shù)目的：精確測量溜井垮塌和片幫情況溜井直徑：6m設(shè)備：C-ALS配置：205m標(biāo)準(zhǔn)配置，部分使用定向桿。工程案例地下現(xiàn)場測量定位工程案例下放掃描儀測量露天主溜井延長桿測量工程案例露天主溜井繩索懸掛測量在礦山生產(chǎn)中，溜井井筒磨損不可避免，對井筒進行定期三維測量，可直觀了解溜井內(nèi)部片幫、坍塌情況，并分析其繼續(xù)發(fā)生片幫、坍塌的趨勢，可為溜井井筒的維護管理及支護加固提供設(shè)計施工依據(jù)！三維激光測量技