溜井三維測(cè)量及保養(yǎng)新技術(shù)

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

溜井噴漿機(jī)器人技術(shù)

工程案例及總結(jié)4123溜井基本概念連接兩個(gè)或幾個(gè)階段作為溜放礦巖的井筒，是溜放礦石井筒的簡(jiǎn)稱，是金屬礦山中運(yùn)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(chǎng)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：?jiǎn)味问?、搗段式、分段控制式、溜槽溜井；單段溜井的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jì)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(guò)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(guò)其屈服強(qiáng)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(jiān)固密實(shí)（如原生的火沉巖）時(shí)在礦石沖擊下，井壁只產(chǎn)生少許磨損不致破壞，但對(duì)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(shí)，這些結(jié)構(gòu)面也會(huì)把堅(jiān)固的巖石分割的支離破碎，當(dāng)有沖擊載荷時(shí)，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(guò)程中由于管理等原因造成大塊卡斗或由于設(shè)計(jì)井徑小、礦石含泥造成結(jié)拱現(xiàn)象需要進(jìn)行爆破處理，爆破沖擊波和振動(dòng)對(duì)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(cè)保養(yǎng)的必要性為了保障礦山安全生產(chǎn)，需要定期對(duì)溜井進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)。目前由于缺乏有效檢測(cè)溜井運(yùn)行狀況的設(shè)備，只能通過(guò)起吊裝置將工人吊起沿著溜井井壁進(jìn)行檢查，整個(gè)檢查的工作量大，且難以保證工人的安全。為了降低檢測(cè)成本、解除工人的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，采用三維激光手段對(duì)溜井進(jìn)行三維精確測(cè)量是一種非常有效的手段。溜井三維激光測(cè)量技術(shù)三維激光測(cè)量技術(shù)三維激光采空區(qū)測(cè)量系統(tǒng)是一種基于激光的三維空區(qū)精密探測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)可旋轉(zhuǎn)并集成有激光測(cè)距儀的掃描頭來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空區(qū)的探測(cè)。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(gè)圓周的掃描后，掃描頭將按預(yù)先設(shè)定的參數(shù)自動(dòng)抬高一定角度進(jìn)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(cè)量技術(shù)溜井三維激光測(cè)量技術(shù)三維激光測(cè)量原理CALS是世界上第一款能通過(guò)地上鉆孔對(duì)地下空間進(jìn)行掃描的裝置。該項(xiàng)技術(shù)已在很多條件惡劣的地下測(cè)量實(shí)踐中得到了驗(yàn)證，并在全世界得到了廣泛使用。新近重新設(shè)計(jì)的地下激光自動(dòng)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(chǎng)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(jí)絕對(duì)安全激光150米的探測(cè)距離最深探測(cè)300的深度1cm的分辨率5cm的探測(cè)精度自帶羅盤，省去測(cè)量方位的工作360°全方位掃描，沒(méi)有任何死角集成攝相機(jī)防水防塵等級(jí)IP67鉆孔式三維激光掃描儀地下空間測(cè)量準(zhǔn)備延伸探測(cè)器鉆孔式三維激光掃描儀地下空間、洞穴測(cè)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(cè)量，定義了測(cè)量數(shù)據(jù)的基本位置，對(duì)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(cè)量地下不可進(jìn)入空區(qū)鉆孔式三維激光掃描儀放礦溜井測(cè)量溜井測(cè)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(shí)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(guó)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(hù)。噴漿機(jī)器人適合的溜井直徑為2-10米，深度達(dá)500米。

目前美國(guó)STI公司噴漿機(jī)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(jī)器人技術(shù)溜井噴漿機(jī)器人技術(shù)溜井噴漿機(jī)器人技術(shù)溜井噴漿機(jī)器人技術(shù)溜井噴漿機(jī)器人技術(shù)溜井噴漿機(jī)器人技術(shù)溜井噴漿機(jī)器人技術(shù)江西某銅礦項(xiàng)目時(shí)間：2012年6月25日至2012年6月28日項(xiàng)目委托方：江西某銅礦項(xiàng)目對(duì)象：江西某銅礦1#主溜井項(xiàng)目實(shí)施單位：江西某銅礦北京詠歸科技有限公司工程案例項(xiàng)目背景：江西某銅礦1#主溜井由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，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(jìn)行工程預(yù)算。由于坍塌溜井危險(xiǎn)系數(shù)高，人員難以進(jìn)入，故委托我們公司利用空腔三維激光掃描儀C-ALS對(duì)1#主溜井進(jìn)行三維掃描。江西某銅礦工程案例江西某銅礦項(xiàng)目方案：項(xiàng)目針對(duì)1#主溜井（-210m至-490m）進(jìn)行三維測(cè)量，共分4站，8次測(cè)量。溜井井口（-210m）為一站，進(jìn)行5次測(cè)量，三個(gè)中段各進(jìn)行1次測(cè)量。工程案例溜井井口項(xiàng)目實(shí)施方案：井口架設(shè)施工平臺(tái)，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(jìn)行測(cè)量。3.掃描布長(zhǎng)增量設(shè)為3度，每一站的平均掃描時(shí)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(cè)量設(shè)備放入到溜井中工程案例溜井中段項(xiàng)目實(shí)施方案：1.-310m、-360m、-460m三個(gè)中段分別采用水平放置的方式進(jìn)行測(cè)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(zhǎng)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(guò)模型可以直觀的看到溜井坍塌的具體情況，可以計(jì)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(jì)溜井對(duì)比圖。測(cè)得溜井實(shí)際體積為39182.1m3。溜井設(shè)計(jì)體積為3604.7m3。溜井實(shí)際坍塌體積為35577.4m3。江西某銅礦工程案例溜井的模型通過(guò)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(jì)算任意的距離，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的具體坐標(biāo)，可以觀察到空間的具體形態(tài)，對(duì)于本次項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，原始數(shù)據(jù)可以說(shuō)明溜井坍塌的嚴(yán)重程度及坍塌的具體位置。通過(guò)掃描數(shù)據(jù)的后期處理，對(duì)三維點(diǎn)云進(jìn)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(guò)后期處理的數(shù)據(jù)與溜井設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)比較，確定1#主溜井坍塌體積，坍塌趨勢(shì)。

江西某銅礦工程案例某鐵礦項(xiàng)目參數(shù)目的：精確測(cè)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(chǎng)測(cè)量定位工程案例下放掃描儀測(cè)量露天主溜井延長(zhǎng)桿測(cè)量工程案例露天主溜井繩索懸掛測(cè)量在礦山生產(chǎn)中，溜井井筒磨損不可避免，對(duì)井筒進(jìn)行定期三維測(cè)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(shì)，可為溜井井筒的維護(hù)管理及支護(hù)加固提供設(shè)計(jì)施工依據(jù)！三維激光測(cè)量技