[发明专利]一种矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法

说明书

本发明设计一种矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法，所述方法包括以下步骤：步骤1）通过激光扫描仪对掘进巷道轮廓进行多点式扫描，得到掘进巷道边界的点云数据；步骤2）对所得点云数据进行预处理；步骤3）通过点云数据生成掘进巷道表面模型；步骤4）计算超欠挖方量；步骤5）计算必须处理的超挖方量；步骤6）计算必须处理的欠挖方量。本发明提供的道掘进爆破质量快速评价方法，精准快捷，操作简单，有助于实时指导矿山巷道掘进爆破施工。

技术领域

本发明涉及一种判断方法，具体涉及一种矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法，属于矿山开采领域。

背景技术

在矿山开采过程中，采用爆破技术进行巷道和采场的开挖是最常见的方法之一，在新建矿井中巷道工程所占比重一般达到80%左右。一些采用矿体内布置采准工程的采矿方法中，如无底柱分段崩落法，其回采巷道（进路）及联络道等一般都是布置在矿体中，分段的凿岩、崩矿和出矿等均在回采巷道中进行。因此，巷道开挖质量对巷道支护及稳定性、采场爆破施工与崩矿效果均具有重要意义。超挖过多，不仅因出渣量和支护量增多而提高工程造价，而且由于局部超挖会产生应力集中，进而影响围岩稳定性。欠挖则直接影响支护厚度和巷道净断面尺寸，留下质量安全隐患。巷道开挖质量的评价是进行开挖爆破参数优化和施工管理的重要手段。

巷道开挖质量一般采用超欠挖值进行评价，传统的超欠挖测量方法（如全站仪、断面仪等）都是“单点式”测量，耗时、耗力，且由于测点数非常有限，人为因素对测量精度的印象很大，环境对测量选点有所限制，导致超欠挖的测量值会存在很大偏差。尤其是在遇到岩层变化较大，节理裂隙发育的地质条件时，较长时间暴露在刚刚完成爆破施工完的巷道内进行测量作业，面临较大的冒顶片帮等安全风险。因此，需要提高对巷道成巷的快速评价，以达到安全、即时的指导现场施工。

对于矿山巷道爆破成巷质量的评价一般多借鉴隧道超欠挖检测分析方法，在传统的全站仪和断面仪等测量方法上，开发了如隧道工程多曲线、小半径条件下控制超欠挖的测量方法、基于BIM隧道超欠挖控制的方法等新技术。而随着三维激光扫描技术的不断发展，采用激光扫描技术对隧道超欠挖进行非接触量测开展量化分析与评价已被逐渐推广应用，并取得了显著的效果。如许磊等提出的基于激光点云的隧道超欠挖检测方法，马伟斌等人提出的一种用于评价隧道超欠挖情况的方法及系统等等。但是，目前以三维激光扫描进行的隧道超欠挖评价方法一是对象为隧道工程，区别于地下矿山其未考虑《矿山巷道施工技术规范》规定的允许超挖值；二是，采用固定式站点的激光扫描方式容易受井下巷道复杂环境限制，长时间数据采集时的作业安全难以保障。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法，该技术方案是一种操作简单、快速方便、直观可视的爆破成巷质量评价方法。该方法能及时在爆破完成，通风除烟结束后，进行敲帮问顶的同时进行巷道内部表面的便携移动式三维激光快速扫描，并结合点云数据处理技术、三维建模技术和可视化技术，实现爆破成巷质量评价，具有作业时间短、安全高效、成本低的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1）通过激光扫描仪对掘进巷道轮廓进行多点式扫描，得到掘进巷道边界的点云数据；

步骤2）对所得点云数据进行预处理；

步骤3）通过点云数据生成掘进巷道表面模型；

步骤4）计算超欠挖方量；

步骤5）计算必须处理的超挖方量；

步骤6）计算必须处理的欠挖方量。

作为本发明的一种改进，所述步骤1）中，多点式扫描获取巷道点云数据，