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变化检测和会聚监测

提高监测计划的覆盖范围、频率和可靠性,以加强运行安全并减少生产延误。

实现更大规模的可见性,以确认稳定性

在地下采矿中,开挖造成的岩体位移可能引发严重后果,从人员受伤到导致计划外延误,并随之产生成本影响。

矿井中往往难以预测何处会发生剧变,因此高效监测整个开挖区域的变形与收敛情况至关重要,这能有效防范事故发生,减轻对生产及盈利能力的影响。

然而,受采矿过程影响的数千立方公里区域中,仅有极小部分可通过钻孔或开挖前沿进行观测,因此获取足以确认开挖区域整体稳定性的数据极具挑战性。

此外,将数据处理为可分析输出结果的过程耗时且高度依赖人工操作。 因此,许多采矿作业在监测频率和覆盖范围上存在不足,往往无法达到其期望的标准,也难以满足实现最佳安全性和运营效率的必要要求。

传统方法的局限性

目前评估地下采矿变化的主要方法是损伤测绘,即通过标注矿井的二维剖面图来突出损伤区域。虽然这种方法能覆盖较大范围,但易受人为误差影响。 另一种方法是使用卷尺或数字伸长计测量矿井内的特定点位。尽管这些设备精度较高,但由于岩体异质性——在巷道、隧道或横截面不同位置呈现各异特性——其结果无法反映整个开挖区域的变化。全站仪或固定激光传感器等更先进技术虽精度极高,却受限于覆盖能力不足。

尽管每种方法各有优势,但均存在局限性。因此,许多地下矿山在监测规模、频率和可靠性方面未能达标,危及安全与盈利能力

SLAM补充传统方法

SLAM 补充传统实践,可实现更完善的整体监测方案。例如,SLAM 快速绘制整个矿山地图,并以中等至高精度识别位移。 这比损伤测绘能提供更精准的定量数据。

对于拉伸计应用场景,全SLAM 可精确定位未来需安装拉伸计的位置以验证位移。全站仪虽能监测特定基础设施变化(如矿井入口1-2毫米位移),SLAM 通过快速大范围测绘SLAM 。 同样地,固定激光仪可用于监测采场作业期间破碎腔位移SLAM 覆盖更广区域。

尽管众多矿山已SLAM 扫描全矿区建立基准线,但扫描数据的对齐仍需耗时费力的手动操作,通常依赖复杂的第三方软件完成。

Emesent 解决方案

Emesent的变化探测和会聚监测解决方案将快速捕捉移动SLAM 技术与更快、更简便、更可重复的处理工作流程相结合,专为封闭空间和地下矿山而优化,适用于硬岩(变化探测)和软岩(会聚监测)矿山。这使采矿操作人员能够更有规律地扫描更大范围内的挖掘,并使用准确的定量数据监控变化。

该解决方案无需进行数据分割、手动对齐或使用第三方软件,只需极少的用户输入。最终,它能提供更多可重复、可量化的输出结果,说明发生变化或扩张的位置以及大面积变化的速度。然后,可以将这些数据与其他数据结合起来,确定根本原因分析或查明发生变化的原因,从而对变化进行更定期、更广泛的监测,帮助工程师(从地质技术人员到测量人员)做出更明智的决策并降低风险。

快速数据采集

利用Hovermap 快速捕捉当前挖掘剖面。

简化工作流程

处理、对齐和可视化两个Hovermap 扫描之间的变化。

无第三方软件

无需使用复杂耗时的第三方软件来校准扫描。

大规模监测

可进行大规模的定期监测,提供数据以改进工程师的决策,从而降低风险和危害。

定量结果

可对整个挖掘过程中的变形进行定量和可重复的解释。

无需分割数据

同时比较3D 连续数据的扫描结果。非刚性对齐过程避免了分段来调整扫描漂移。

业务工作流程

解决方案-工作流
  1. 请进行您的参考扫描和后续扫描。
  2. SLAM Aura SLAM 使用SLAM 处理每次扫描。
  3. 大致对齐两个点云,让Aura 两个数据集。
  4. 分析点云与网格数据,以识别两次扫描之间存在运动的区域。

改进监测计划

快速洞察力可应用于各种类型的地下矿井,并可输入到一系列工程流程中。

全活动作业

所有活动工作

监控所有挖掘工作,检查稳定性,确保工作场所安全

频繁采场爆破

频繁的斜坡爆破

检查红树林、眉毛和高风险挖掘区的状况。

洞穴探险-操作

洞穴作业

快速识别巨大的应力变化,监测长寿命挖掘。

深高应力矿井

深/高应力矿井

监测不连续性、大型结构和隆起表面支撑周围的持续变化。

活动地震区矿山

地震活跃区的矿山

回溯分析,确定事件后的变化。

内部封闭空间

内部封闭空间

检查婴儿床间、破碎机室、传送带驱动装置和门户是否有变化。

应用

Emesent Aura 支持以下变化检测和会聚监控功能:

  • 趋同监测(总位移/净位移)
  • 会聚监测(速率)
  • 不连续性动员(剪切带、断层、大尺度结构)
  • 点火或除草后眉毛受损
  • 对岩爆和地震损伤进行法医分析
  • 损坏深度
  • 地面支持性能和剩余能力
  • 相邻层面和上覆层面之间的相互作用
  • 矿山规模不稳定性识别
  • 跟踪康复情况
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常见问题

Emesent变更检测与收敛监测解决方案如何运作?
Emesent Aura 可对比不同时间采集的两组扫描数据以识别变化。在完成两组扫描对齐后,系统将从基准扫描中生成网格模型,并与第二组扫描的同区域进行比对,测量网格与第二点云之间的距离。

输出结果包含:- 带点到网格距离属性的.Laz点云文件- 参考扫描的.Ply网格文件系统通过驱动器内部变化进行相对判断,可清晰区分收敛与发散现象。采用彩色标尺直观呈现两次扫描间的距离差异。
Emesent变更检测与收敛监测系统如何与矿山管理系统集成?

Emesent解决方案可生成覆盖整个矿区的时移热力图,该图可直接用于分析。该热力图可轻松与其他地质及岩土工程信息结合,以确定根本原因分析或变化发生的原因,例如岩性、构造解释、地震活动数据以及显示应力和塑性应变的数值模拟结果。

检测变化和监测趋同的传统方法有哪些?

目前,监测地下采矿变化的主要方法是损伤测绘,该方法通过标注矿井的二维横截面来标识关注区域。尽管这种方法能覆盖广阔空间范围,但其本质具有主观性且缺乏精确度。 相比之下,带式或数字式伸长计能在离散点位实现高精度测量。但由于岩体异质性特征——其性质在不同巷道、巷道与横截面间可能存在显著差异——这些点位测量结果未必能代表整体状况。 全站仪和固定式激光传感器等先进工具虽能提供高精度测量,但空间覆盖范围有限。

这些传统方法各有其适用场景,但在监测规模、频率和可靠性方面均存在取舍。因此,许多地下矿山难以有效监测变化,这可能同时危及安全和盈利能力。

如何最有效地识别矿区各处发生的变化?/如何监测岩土工程变化?
将同步定位与建图(SLAM)技术融入现有监测策略,可有效突破传统方法的局限。SLAM 快速SLAM 地下环境的大规模测绘,并以中等至高精度检测位移变化,相较于传统损伤测绘能提供更客观、更量化的数据。

此外,通过识别潜在位移区域,SLAM 指导应变计的精准布设,从而提升高精度点测量数据的价值。 全站仪虽能检测矿井入口等关键基础设施的毫米级位移SLAM 通过实现更广域的环境扫描SLAM 。同理,固定式激光传感器可监测采场采矿作业中的破碎室稳定性SLAM 监测范围SLAM 至邻近区域。由此可见SLAM 替代传统工具SLAM 而是对其进行增强,支持更全面、可扩展且主动的监测方案。
使用SLAM 技术进行会聚监控有什么好处?
虽然传统方法都有助于制定有效而稳健的岩土工程监测计划,但它们需要在覆盖范围和准确性之间进行权衡。因此,很难了解监测工作的重点,只能将注意力放在风险最高和暴露程度最高的位置。SLAM 技术可以快速扫描整个矿区,从而建立基线。SLAM 数据在空间上的连续性意味着现在可以对整个矿层进行绘图、监测和解释。尽管许多矿山已经在其监测计划中采用了SLAM 技术,但Emesent 是第一个提供从数据采集到实施的综合解决方案的公司。
Emesent变更检测与收敛监测解决方案有何不同之处?
Emesent 首款SLAM应用程序,提供从数据采集到实施的全流程变化检测与收敛监测解决方案。该方案的独特之处在于,它消除了在变化检测和收敛监测所需的数据对齐与可视化任务中,跨多个第三方软件进行数据传输的需求。

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