多矿区复杂空区三维建模与处理技术研究?

采空区是矿山采场重要的安全隐患,如不及时处理会对井下人员的生命财产安全造成重要威胁。针对乌后紫金三个相邻矿山采空区的现状,在调查清楚空区形态及体积的基础上,采用空区模型混合创建法建立了多矿区空区三维模型,对多矿区空区之间的相互影响进行安全性分析,之后对连片空区提出治理方案,对乌后紫金三个矿区后续安全开采及空区的协同处理具有重要的工程意义。     

基于逆向建模技术的金属矿山空区探测与治理研究

金属矿山空区形成因素众多,形状复杂多变,是威胁矿山安全的主要灾害源之一。为合理评估空区现状并提出有效治理措施,首要任务是精确描绘出空区三维形态要素。以三维激光扫描为核心的空区精确探测技术已经比较成熟,可为空区精细化三维建模提供数据基础。传统的正向建模技术建模过程繁琐,效率低下,且对数据质量和人员技术水平要求很高。为了提高空区三维建模效率并降低建模难度,在分析逆向建模技术原理的基础上,总结和分析了金属矿山空区激光点云数据处理及模型重构的技术要点、难点,提出了基于逆向工程的复杂空区三维建模完整工作流程,并将该方法应用于金属矿山典型空区问题分析与加固、爆破等治理方案设计。研究表明：逆向建模方法基于点云信息直接进行曲面重构,进而导出三维实体,避免了正向建模时大量重复的线—面、面—体操作,可实现金属矿山复杂空区的高效率、高精度建模,为空区现状调查、评估、灾害机理分析及治理方案优化提供了技术支撑,具有广阔的应用前景。     

金属矿隐患空区探测技术综合分析

隐患空区是矿山安全、高效开采过程中迫切需要解决的难题之一.总结了地下隐患空区探测的主要方法,对各探测方法的探测原理进行了介绍.分析了各自相应的适用条件,并综合应用探地雷达法和瑞雷波法在厂坝铅锌矿进行了地下群采空区的现场探测,基本查明了试验采场采空区的分布情况,为后续的安全回采提供了技术支撑.     

基于面-体布尔运算的断层切割矿体三维模型

针对矿体被断层面切割的地质现象，目前三维地质体建模往往是通过相邻地质剖面上的地质体轮廓线按三角网直线方式连接实现，断层面切割矿体的空间形态关系难以正确反映在三维可视化模型中。基于三角网格模型，提出了一种断层面切割矿体三维模型的面-体布尔运算算法。首先对矿体和切割矿体的断层面三角网格进行检测，构建拓扑关系；然后基于相交测试求得交线环；最后提取结果域多边形并进行三角剖分。针对断层面切割矿体形态进行了定量研究，分别定义了“获取断层面上的矿体”和“获取断层面下的矿体”两种切割算子，通过切割组合得到最终的切割结果，该算法避免了传统布尔运算中交线跟踪连接成环和点与多边形的包含测试等运算量较大的操作。以贵州省水银洞金矿床为例，结合地质解译和三维地质建模方法，采用该算法对矿床中与断层相交的矿体进行了切割运算。研究表明：基于布尔运算的断层切割矿体三维模型能够正确反映矿体与断层面之间的吻合关系，为研究断裂与矿化分布之间的定量关系提供了可靠依据。     

复杂空区群三维概略模型的快速创建方法及其应用

空区群三维建模是矿山高效处理隐患空区并回收残矿的基本保证,因此提出一种快速的、非三维激光扫描的方式对复杂空区群进行三维概略建模。基于Auto-CAD与3DMine软件,提取矿山二维图纸的高程测点并作严格空区分区,逐一快速建立单空区实体模型,最终生成整个复杂空区群三维实体概略模型。一方面该方法建模过程经济高效,可清楚直观地展现整个矿山空区群的空间拓扑关系,另一方面概略模型可与扫描精准模型协同参与矿山开采规划设计,并在矿山建模实例中已取得良好的印证。     

复杂空区条件下的台阶推进与空区处理工程实践

介绍了栾川龙宇钼业有限公司南泥湖矿区采用中深崩落法处理复杂空区的工程实践。对中深孔崩落处理空区的孔位布置、施工方案、装药、爆破及网络、施工安全管理等进行详细叙述,对同类型矿山资源的安全、合理开发利用具有参考意义。     

基于面-体布尔运算的断层切割矿体三维模型

针对矿体被断层面切割的地质现象，目前三维地质体建模往往是通过相邻地质剖面上的地质体轮廓线按三角网直线方式连接实现，断层面切割矿体的空间形态关系难以正确反映在三维可视化模型中。基于三角网格模型，提出了一种断层面切割矿体三维模型的面-体布尔运算算法。首先对矿体和切割矿体的断层面三角网格进行检测，构建拓扑关系；然后基于相交测试求得交线环；最后提取结果域多边形并进行三角剖分。针对断层面切割矿体形态进行了定量研究，分别定义了“获取断层面上的矿体”和“获取断层面下的矿体”两种切割算子，通过切割组合得到最终的切割结果，该算法避免了传统布尔运算中交线跟踪连接成环和点与多边形的包含测试等运算量较大的操作。以贵州省水银洞金矿床为例，结合地质解译和三维地质建模方法，采用该算法对矿床中与断层相交的矿体进行了切割运算。研究表明：基于布尔运算的断层切割矿体三维模型能够正确反映矿体与断层面之间的吻合关系，为研究断裂与矿化分布之间的定量关系提供了可靠依据。     

Surpac软件在露天矿复杂空区三维模型建立的应用

本文介绍了三维可视化矿山工程软件Surpac在复杂空区三维建模中的方法与原理, 结合三道庄露天矿的实际生产情况,对该矿区地表及地下空区群进行三维可视化建模，对Surpac软件在我国露天矿的应用具有重要意义。     

地下空区激光三维探测应用研究

安全准确地探测地下空区形状,尤其是一些由于安全原因不可进入的或无法进入的空区,对空区的详查、处理以及矿山安全生产有着及其重要的作用。由于常规空区探测方法的局限,运用空区激光三维探测仪从地表对地下不可进入采空区进行了三维探测,探测结果很直观地显示了所测空区的形状。根据探测数据分析了各所测空区的基本情况,详查各开采台阶下空区的分布情况。数据经过处理后导入SURPAC和矿山各阶段CAD现状图,并用空区平面图中的网格交点顶底板标高来代替设计中需要的剖面图,为台阶爆破和空区处理提供可靠的数据。比较了通过各钻孔实测的空区高度和扫描数据中对应点的空区高度,比较结果显示,激光扫描能够满足对空区精确的三维探测。     

基于C-ALS实测的采空区三维建模技术及工程应用研究

3D激光探测法是目前国际上一种新型空区探测方法。采用先进的空区探测系统(C-ALS)对金属矿山形成的采空区进行精密探测,在此基础上,运用大型矿山建模软件Surpac建立采空区三维模型,并得到空区的形状、空间位置、体积大小。通过对模型的后期处理与应用,从采场周边超挖量、顶板冒落、矿柱垮塌量及回采贫化率指标的计算角度研究了采场回采效果,为采矿技术人员对地下空区的后续分析和处理提供了可靠的科学依据。     

固体矿产采空区三维建模可视化研究与应用

在固体矿产资源调查过程中,采空区综合信息对于残矿回采、矿山安全具有十分重要的意义。准确掌握采空区边界形态,弄清采空区在固体矿产矿床中的分布是矿区管理的基础性工作。从矿区实际探测数据出发,介绍采空区三维建模的核心技术,通过资源储量估算与矿体三维建模系统(iExploration-EM)实现了采空区管理模块的二次开发。配合二维地质图件信息管理,将透明的矿床实体模型与采空区三维实体模型在同一场景下结合显示的采空区信息管理方案获得了良好的效果。     

基于实体模型的三维地学建模研究与实现

阐述了三维地学建模的主要方法，对应用最为广泛的实体模型法进行了重点研究，建立了基于实体模型法的三维地学建模与储量计算系统（Mine Geography Information System．MGEOS），对我国的数字矿山建设进行了展望。     

基于钻孔数据的采空区三维模型可视化

基于现场大量钻孔地质编录数据,应用Surpac软件,构建了高速公路隧道下伏采空区的三维可视化模型,并对采空区的冒落状况进行了分析。     

采空区瓦斯抽放技术研究

采空区瓦斯是回采工作面瓦斯涌出主要来源之一,往往涌出量较大且稳定。文章分析了采空区瓦斯涌出的特征和规律,以及采空区瓦斯抽放的可行性,介绍了采空区的瓦斯抽放方法,提出了采空区瓦斯抽放方法的发展趋势。对于了解和认识采空区瓦斯抽放的重要性、涌出特征和抽放方法等具有现实意义。     

基于曲面的复杂斗齿三维实体建模方法研究

为了获得某型挖掘机斗齿的三维实体模型,依据其工程图样研究了该斗齿的三维实体建模方法。该型斗齿具有复杂外形、内腔和圆弧形走向的销孔,针对其特有的几何特征,在Pro/E软件环境下,基于曲面造型的技术路线,采用先分别创建外形、内腔和销孔的曲面模型,然后将这些曲面进行合并,并最终实体化的方法,可以快速成功地创建其三维模型。     

复杂地质构造三维地质体建模方法研究

阐述了三维地质体建模的步骤及特点。分别就轮廓线对应、镶嵌和分枝等复杂地质建模中的关键性问题进行了详细论述。以区域面积重合判断法为基础,结合加权品位重心曲线和轮廓线缩放系数两个参数,从局部和整体两个层面解决了轮廓线的对应计算问题。讨论了复杂轮廓线下的镶嵌和分支问题,并给出了基于通过添加控制线和辅助分支信息的解决算法。结合尖灭模型构成了完整的实体建模算法解决方案。实验结果表明此方法具有很高的实用价值。     

CMS-VRML耦合的网络环境下采空区三维可视化方法

针对精确获取的采空区三维数据难以在Internet上可视化表达的问题,提出了在网络环境下,基于CMS-VRML耦合的采空区三维可视化方法。运用CMS精确获取采空区的三维空间数据,使用CMS-PosProcess软件将TXT格式的原始数据转换成DXF格式文件,利用VRML软件对DXF格式的三维模型进行编译,生成WRL格式的采空区三维模型,最终,用户可以通过IE等浏览器在网络上直接浏览空区模型。实践表明,CMS-VRML耦合生成的三维模型在网络环境下数据冗余小,可视化效果好,交互性强,从而为矿山空区安全监管提供了一种新的技术手段。     

基于3D平台的高效建模设计技术

随形阵列是一种高效建模技术。利用SolidWorks平台阐述随形阵列的基本原理和设计方法。随形阵列必须依靠尺寸驱动来实现,驱动尺寸包括"数值"和"关系"2种,"数值"共享使多个尺寸联动,"关系"进而驱动尺寸,添加构造线辅助实体形状的变化,数值链接、构造线、几何约束三者相互补充和完善,从而创建出更复杂的阵列特征。在产品结构设计中广泛使用高阶建模技术,可以大大加速及优化产品设计。     

基于单形剖分的三维复杂地质体建模

为了强化地质体三维模型的空间分析与表达能力,文中基于单纯剖分理论给出了地质体三维建模方法,探讨了基于包容单形的三维地质体特征点、线、面的表达,给出了边界面查询、地质面搜索、地质线追踪等算法。试验结果表明,这种单纯剖分建模方法实现简单,表达丰富,可以完成其它建模方法无法完成的拓扑分析、边界查询等许多功能。作为三维地质模型的基础、关键问题之一,此新的建模思路将促进三维地质模型的深入研究与应用。     

煤矿采空区瓦斯爆炸预防技术研究

针对兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿采空区复杂的环境条件,对不同温度、不同压力条件下的瓦斯爆炸界限进行了实验研究,得出采空区环境条件下的瓦斯爆炸界限值与瓦斯爆炸界限随环境压力及环境温度的变化规律。在此基础上提出了预防矿井采空区爆炸事故的安全对策措施,可为类似矿井提供有效的预防采空区瓦斯爆炸的手段,从而保障矿井的安全生产。