基于礦山3D數(shù)據(jù)庫的采場貧損與穩(wěn)定性研究.pdf

1、我國地下礦山深孔、中深孔采空場的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一直難以獲取，采場的損失貧化、大塊率及對周圍充填體或圍巖的破壞也一直難于控制，因此也相應(yīng)制約了深孔、中深孔等高效率采礦方法在我國地下礦山的應(yīng)用，與發(fā)達國家相比，我國深孔、中深孔采礦方法的應(yīng)用比率明顯偏低。另外，群體采空場和充填條件下采空場的穩(wěn)定性問題缺乏較系統(tǒng)的研究，在理論和試驗方面均有待于進一步探索，過去數(shù)值模擬的結(jié)果很難得到實際的驗證，其參考價值存有一定的疑問。針對上述問題，結(jié)合國家“十一五”

2、科技支撐計劃項目“多災(zāi)源礦床高效率采礦與安全環(huán)境控制綜合技術(shù)”（2006BAB02804-1）和中南大學(xué)理科發(fā)展基金項目“采空場三維空間數(shù)據(jù)獲取與可視化方法研究”（07SDF09），對深孔、中深孔采場的空間數(shù)據(jù)獲取、損失貧化和穩(wěn)定性進行了深入研究，主要研究內(nèi)容如下： 第一，研究基于三維激光掃描技術(shù)的采空場探測方法。對三維空間數(shù)據(jù)獲取原理、三維激光掃描技術(shù)原理進行理論的探索；研究激光掃描數(shù)據(jù)預(yù)處理、三維可視化模型的構(gòu)建方法。

3、 第二，研究激光在井下空氣中的傳播規(guī)律及掃描點云數(shù)據(jù)的誤差影響因素。依據(jù)測量的誤差理論，系統(tǒng)分析其誤差的來源、誤差的影響因素，最終推算出其點云數(shù)據(jù)單點精度的評價指標(biāo)；研究激光光束在井下空氣介質(zhì)中的傳播規(guī)律，從理論和實踐上探索和分析井下激光能量衰減的主要原因。 第三，對構(gòu)建的采空場三維可視化模型及礦山3D空間數(shù)據(jù)庫進行系統(tǒng)的可視化挖掘。從采空場幾何信息、空間關(guān)系信息、屬性信息以及空間要素和非空間要素聯(lián)合的可視化挖掘中，研究礦山空

4、間信息可視化挖掘的理論、技術(shù)和方法，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后隱藏的有價值的深層信息，為更好地應(yīng)用這些數(shù)據(jù)和信息奠定基礎(chǔ)。 第四，從理論和技術(shù)上探索基于礦山3D數(shù)據(jù)庫的采場貧損控制新方法。研究連續(xù)開采的采場貧損控制新模式，探索三維空間數(shù)據(jù)精確獲取與高效率連續(xù)開采方法的良性互動與結(jié)合點；研究采礦環(huán)境再造的采場貧損控制新模式，探索減少人工框架的破壞，降低礦石損失貧化的新方法；研究基于礦山3D數(shù)據(jù)庫的礦柱回采方法，解決兩步驟回采的礦柱資源回收困難的

5、問題；研究基于礦山3D數(shù)據(jù)庫實際采礦過程中損失貧化的精確計算方法。 第五，從理論上系統(tǒng)地探索和研究了采空場失穩(wěn)機理及采空場失穩(wěn)的主要影響因素。通過數(shù)值模擬分析研究群體采空場、不同充填程度采空場的圍巖穩(wěn)定狀態(tài)及其失穩(wěn)破壞規(guī)律，并采用CMS掃描對模擬結(jié)果進行檢驗；通過系統(tǒng)的區(qū)域地質(zhì)巖層調(diào)查與實驗室測試分析，獲取準(zhǔn)確的數(shù)值模擬基礎(chǔ)參數(shù)，并研究參數(shù)變化對模擬結(jié)果的影響；研究采空場安全控制與處理的技術(shù)、理論和方法，采用CMS掃描的方法研究