一种快速估算石灰岩地下矿山矿产资源开采量的方法技术

本发明专利技术涉及一种快速估算石灰岩地下矿山矿产资源开采量的方法，属于矿产资源管理领域。该方法具体包括：收集矿山的采掘区域，形成矿山开采示意图，并在矿山开采示意图中规划扫描路线；根据扫描路线，采用扫描系统对矿山进行实地扫描，获得点云数据；矿山扫描完成后对点云数据进行整理，删除无效点云数据，形成矿山点云分布图；将上一次矿山扫描的数据叠加在本次矿山扫描形成的点云分布图中，分析采空区变化情况，获取矿山在一段时间内形成的采空区范围，圈定矿山开采区域；根据矿山开采区域体积计算一段时间内的矿山开采量。本发明专利技术能够快速且较为准确的估算出矿山开采量，能够大大提高工作效率降低工作成本。高工作效率降低工作成本。高工作效率降低工作成本。

【技术实现步骤摘要】
一种快速估算石灰岩地下矿山矿产资源开采量的方法


[0001]本专利技术属于矿产资源管理领域，涉及一种快速估算石灰岩地下矿山矿产资源开采量的方法。

技术介绍

[0002]矿产资源储量动态管理是矿产资源管理中的一项常态化工作，是掌握矿山储量变化情况、摸清矿产资源家底的一种重要基础性工作。全面掌握矿产资源动态变化情况，有助于促进矿山企业合理开发利用矿产资源。矿产资源年度开采量，是获取矿山矿产资源变化情况的重要一个环节，也是一个重要的参数指标。当前矿产资源开采量获取方式中，首先通过工程测量，获取矿山的巷道、采空区分布，编制矿山采掘工程相关图纸，并与上年度末采掘现状图进行比对，获得当年度矿山的开采区域，圈定动用块段；其次，查阅矿山储量核实报告，获取矿山资源储量估算采用的方法和具体参数；最后，编制资源储量估算图，在采掘工程平面图和资源储量估算图中量取动用资源储量的估算参数。当前的资源储量估算方法适用于所有固体矿产资源矿山。
[0003]对于采空范围为全矿体充填的石灰岩矿山，通常采用房柱式采矿方法开展采矿作业，在采矿过程中，形成了大量的矿柱，分布在采矿区四周，要获得该类矿山的矿产资源年度开采量，首先要获取矿山的动用体积，再通过动用体积乘以矿石密度获取。矿山的动用体积通过动用区域的平面面积乘以动用区域开采高度获取。开采高度通过卷尺或者测距仪获得，动用区域平面面积通过工程测量方式获得。在测量高度时，要充分考虑矿山形成的每个矿房的实际情况，通过测量大量的高度，才能获得顶板和底板高差，若测量的数据少，则不能达到采空区实际高度，若测量数据多，工作量则将变得十分巨大。在测量动用区域范围时，需要把矿柱和两帮的具体位置分布测量出来，但是，对于房柱式采矿方法开展采矿作业的矿山而言，测量矿柱和两帮的具体位置需要耗费大量的时间，以一个年产50万吨的石灰岩地下矿山为例，通过常规方式获取矿山年度开采量的时间需要10天以上，测量人员至少投入4人，井下的测量时间至少1天。在获取测量数据后，还需要时间进行处理、制图、估算开采量，程序繁琐，耗时较长，需要投入较多的人力、物力和财力，企业投入成本较高，且估算的资源量与实际情况存在一定误差。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种快速估算石灰岩地下矿山矿产资源开采量的方法，以快速准确地估算矿山开采量，降低估算成本。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种快速估算石灰岩地下矿山矿产资源开采量的方法，其包括以下步骤：
[0007]S1、收集矿山的采掘区域，将矿山的巷道、采空区以及正在开采的区域叠加在图纸中，形成矿山开采示意图；按照矿山开采区域全覆盖以及不重复原则，采取从一井口进另一井口出的方式在矿山开采示意图中规划扫描路线；
[0008]S2、根据步骤S1所述的扫描路线，采用扫描系统对矿山进行实地扫描，获得点云数据；
[0009]S3、矿山扫描完成后对点云数据进行整理，删除无效点云数据，形成矿山点云分布图；
[0010]S4、将上一次矿山扫描的数据叠加在本次矿山扫描形成的点云分布图中，分析采空区变化情况，获取矿山在一段时间内形成的采空区范围，圈定矿山开采区域；
[0011]S5、根据矿山开采区域体积计算一段时间内的矿山开采量。
[0012]进一步地，在步骤S1中，根据扫描路线的长度在扫描路线中设置控制点，控制点以组为单位，每组控制点包括三个控制点。
[0013]控制点的设置方式具体为：
[0014]1)从入井口到出井口的扫描路线长度为L≤600m时，在入井口和出井口处各设置一组控制点；
[0015]2)从入井口到出井口的扫描路线长度为600m＜L≤1500m时，在入井口和出井口处各设置一组控制点；同时，在扫描路线中距入井口700～800m处，需设置一组控制点；
[0016]3)从入井口到出井口的扫描路线长度为L＞1500m时，在入井口和出井口处各设置一组控制点；同时，自入井口处开始，每隔500～600m需设置一组控制点。
[0017]进一步地，在步骤S2中，对矿山进行实地扫描的方式具体为：采用手持式SLAM扫描系统对矿山进行扫描；在扫描开始前需检查矿山实际扫描路线中相应位置处是否存在控制点，若不存在控制点，须在扫描前补充；扫描时，以不大于1.5m/s的速度步行前行，采集控制点信息，并将控制点数据输入SLAM扫描系统中。
[0018]进一步地，在步骤S5中，矿山开采量的计算方式为：
[0019]Q＝V
×
t
[0020]式中，Q表示矿山开采量，V表示矿山开采区域体积，t表示矿石密度。
[0021]本专利技术的有益效果在于：本专利技术对于采空范围为全矿体充填的矿山而言，采用实时定位与建图三维扫描设备(手持移动式SLAM)对矿山开采区域进行扫描，并估算开采量，既能保证快速获取年度开采范围和开采量，同时还可降低采矿企业的人力资源投入和经费投入，降低矿山企业成本，具有快捷性和准确性的优点、具有较好的经济效益。
[0022]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0024]图1为本专利技术实施流程图；
[0025]图2为扫描路线长度不大于600米的控制点设置示意图；
[0026]图3为扫描路线长度为600～1500米的控制点设置示意图；
[0027]图4为扫描路线长度大于1500米的控制点设置示意图；
[0028]图5为矿山巷道、开采区域分布示意图；
[0029]图6为矿山扫描方案示意图；
[0030]图7为点云分布示意图；
[0031]图8为矿山开采区域叠加示意图，其中(a)上一次矿山扫描形成的点云分布图，(b)为本次矿山扫描形成的点云分布图，(c)为叠加后形成的开采区域示意图。
具体实施方式
[0032]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0033]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速估算石灰岩地下矿山矿产资源开采量的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1、收集矿山的采掘区域，将矿山的巷道、采空区以及正在开采的区域叠加在图纸中，形成矿山开采示意图；按照矿山开采区域全覆盖以及不重复原则，采取从一井口进另一井口出的方式在矿山开采示意图中规划扫描路线；S2、根据步骤S1所述的扫描路线，采用扫描系统对矿山进行实地扫描，获得点云数据；S3、矿山扫描完成后对点云数据进行整理，删除无效点云数据，形成矿山点云分布图；S4、将上一次矿山扫描的数据叠加在本次矿山扫描形成的点云分布图中，分析采空区变化情况，获取矿山在一段时间内形成的采空区范围，圈定矿山开采区域；S5、根据矿山开采区域体积计算一段时间内的矿山开采量。2.根据权利要求1所述的快速估算石灰岩地下矿山矿产资源开采量的方法，其特征在于：在步骤S1中，根据扫描路线的长度在扫描路线中设置控制点，所述控制点以组为单位，每组控制点包括三个控制点。3.根据权利要求2所述的快速估算石灰岩地下矿山矿产资源开采量的方法，其特征在于：所述控制点的设置方式具体为：1)从入井口到出井口的扫描路线长度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：董毅，栾进华，张瑞刚，姜良美，黄培培，李良林，潘勇卓，
申请(专利权)人：重庆地质矿产研究院，
类型：发明
国别省市：