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（安徽銅都銅業(yè)股份有限公司冬瓜山銅礦）
關(guān)鍵詞：ＣＭＳ；地下開采；采空區(qū)；探測
摘 要：介紹了三維激光探測系統(tǒng)的基本組成、工作原理和特點(diǎn)，通過在冬瓜山銅礦采空區(qū)三維形態(tài)的精密探測應(yīng)用研究，精確測繪出冬瓜山采空區(qū)實(shí)際邊界，準(zhǔn)確地計(jì)算回采貧化損失率，分析了采空區(qū)頂板安全狀況。實(shí)踐表明，ＣＭＳ采空區(qū)三維精密探測技術(shù)為我國金屬礦山空區(qū)動(dòng)態(tài)監(jiān)測、礦柱回采爆破設(shè)計(jì)、回采貧損控制以及采空區(qū)穩(wěn)定性分析等生產(chǎn)管理和過程控制研究，提供了有效技術(shù)手段。
１ 前言
空區(qū)三維激光精密探測系統(tǒng)（３ＤＣａｖｉｔｙＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）（以下簡稱ＣＭＳ系統(tǒng)）是２０世紀(jì)９０年代初由加拿大Ｎｏｒａｎｄａ技術(shù)中心和Ｏｐｔｅｃｈ系統(tǒng)公司共同研制開發(fā)的［１］，主要適用于井下采空區(qū)的探測和精密測量，探測空區(qū)效率高，探測結(jié)果可視化效果好［２］。對于二步驟回采空場嗣后充填采礦方法礦山，采用ＣＭＳ空區(qū)精密探測技術(shù)有利于指導(dǎo)空區(qū)充填、礦柱爆破設(shè)計(jì)、回采貧損控制以及空區(qū)穩(wěn)定性分析等礦山生產(chǎn)技術(shù)管理，為礦山創(chuàng)造顯著的安全經(jīng)濟(jì)效益。在冬瓜山銅礦開展空區(qū)激光精密探測技術(shù)應(yīng)用研究對提高礦床開采質(zhì)量和資源回收率，優(yōu)化回采工藝，實(shí)現(xiàn)安全高效生產(chǎn)具有重大意義。
２ ＣＭＳ基本原理及構(gòu)成
ＣＭＳ空區(qū)的探測主要是通過可３６０°旋轉(zhuǎn)并集成有激光測距儀的掃描頭實(shí)現(xiàn)。掃描頭可３６０°旋轉(zhuǎn)并收集距離和角度數(shù)據(jù)，每完成一次３６０°的掃描，掃描頭將自動(dòng)按照操作人員事先設(shè)定的角度抬高其仰角進(jìn)行新一輪的掃描，收集更大旋轉(zhuǎn)圈上點(diǎn)的數(shù)據(jù)，直至完成全部探測工作。ＣＭＳ工作的基本原理見圖１。其基本構(gòu)成包括激光掃描頭、電源、數(shù)據(jù)接收器、手持式控制器及數(shù)據(jù)處理軟件［３］。
３ 探測空區(qū)模型的應(yīng)用
采用三維激光精密探測系統(tǒng)探測了冬瓜山形成的采空區(qū)，現(xiàn)將５２-６＃、５２-８＃、５２-１０＃、５４-８＃、５４-１０＃采空區(qū)探測情況進(jìn)行介紹。
３．１ 探測數(shù)據(jù)處理和空區(qū)模型
運(yùn)用ＣＭＳ探測空區(qū)所獲得的原始探測數(shù)據(jù)為“．ｔｘｔ”格式文件，其紀(jì)錄的是兩個(gè)角度和一個(gè)距離
值。在對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用前，采用ＣＭＳ自帶的處理軟件ＣＭＳＰｏｓＰｒｏｃｅｓｓ，將“．ｔｘｔ”格式的原始數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成“ｄｘｆ”格式的文件，該文件能被ＤＡＴＡＭＩＮＥ等礦業(yè)軟件接受，用以生成空區(qū)三維實(shí)體模型。在完成原始探測數(shù)據(jù)處理后，通過讀�。樱眨遥校粒眯纬傻目諈^(qū)三維線框模型，用冬瓜山使用的ＤＡＴＡＭＩＮＥ礦山軟件再現(xiàn)空區(qū)三維模型（見圖２）。所生成的空區(qū)模型在ＤＡＴＡＭＩＮＥ中能進(jìn)行三維立體顯示、旋轉(zhuǎn)、縮放及沿任意方向切剖面，計(jì)算模型體積、剖面面積等多功能操作，極大地方便了礦山工程技術(shù)和管理人員充分利用空區(qū)模型進(jìn)行采礦管理和設(shè)計(jì)等工作。
３．２ 采空區(qū)體積計(jì)算
采用上述空區(qū)線框模型體積計(jì)算方法獲得探測......
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