摘要：随着科学技术的快速发展，越来越多的高科技被广泛应用。尤其是三维激光扫描技术在露天煤矿中的应用给我们的煤矿开采带来了非常大的便捷，与此同时，我们会发现三维激光扫描技术来开展露天煤矿的测量工作明显优于传统的测量技术。随着煤矿行业对安全生产要求的不断提高，对数字化、信息化、智能化的设备需求也在不断增加，再加上三维激光扫描仪自身在技术上的优势，肯定能让其在将来的煤矿安全生产中发挥十分重要的作用，由于科学技术的发展迅猛，再加上三维激光扫描技术的快速发展，而且三维激光扫描技术是一项十分可靠、科学的技术，所以应该在煤矿开采中大力推广使用。
关键词：三维激光扫描仪；露天煤矿；开采应用
1电源供应系统、控制器、扫描仪是构成三维激
光扫描系统的主要构件，其中控制器主要为计算机，扫描仪主要有激光扫描系统与激光测距系统，加之校正系统、内控系统及集成CCD结构，使三维扫描仪更具有效性。在三维激光扫描仪内有两块高效有序运转的同步反射镜，窄束激光脉冲经由脉冲发射体，再由同步反光镜对被测区域进行以此扫描，所得测绘距离，由测绘对象反射脉冲被系统接收所需时间进行判定，在测绘距离的同时，仪器内发射的激光脉冲对被测对象角度、模块控制等情况结合脉冲反馈情况进行计算，仪器针对每个脉冲激光进行计算，最后整合在同一三维坐标内，形成立体成像。在扫描过程中，系统以固有特殊内部格式对点云数据进行存储，存储数据只能用特定软件进行处理与读取，其中RISCANPRO、Cyrax2500—Cy-clone等软件，均为针对三维激光扫描技术所设计的软件。为了使仪器使用更为高效，分析软件应与其运行需求相符，使云点数据在分析处理后，得以正确编程，加之纹理分析处理技术、数据转化整合技术、空间数据三维建模、点云影像可视化、影像数据点三维建模、点云编程、扫描数据拼接等技术，使煤炭露天开采区分析整合更为科学高效。
三维激光扫描仪的应用，具有数据采样效率高的优势，其采样效率高达每秒数千点，其中相位三维激光扫描法测绘效率高达每秒数万点。利用三维激光扫描技术所得成像精度高、分辨率也较高，这主要是由于三维激光扫描仪器应用点云数据分析处理技术，可以对系统所得海量数据进行高速分析整合，对于测绘的露天矿区进行高密度数据采集，使其数据更具全面性。三维激光扫描仪具有数字化采集优势，因此兼容性较好，通过相应网络系统，还可实现数据共享与实时交互，使露天煤矿开采准备更加高效。该仪器具有GPS系统，同时可设置外置数码相机，使扫描范围得以拓展，扫描信息获取更全面、信息采集更精准，该技术全天候无死角的自主扫描形式极大程度上解放了劳动力，提升了露天煤矿开采规划效率。
2三维激光扫描仪在露天煤矿开采中的应用简介
三维激光扫描仪在露天煤矿开采中的应用还处于融合阶段。三维激光扫描仪以“激光测距原理”基础，加之脉冲激光和相位激光技术，可以对一定区域内三维坐标值进行瞬时探测，测量数据可以通过云数据进行分析整合，结合实际需求高效构建三维可视化模型，灵活高效的展示复杂结构与不规则场景，可以为任何探测环节节约人力、物理及财力。在露天煤矿开采过程中，需要进行爆破、运输、采装及排土等工序，需在明晰开采位置、矿藏含量基础上，对施工过程进行规划，使工程操作更加科学高效，确保测绘精准，提升开采质量。传统测绘技术对技术人员依赖性较大，容易产生偏差，影响露天煤矿开采成效，而三维激光扫描仪可以精准开采位置，提升开采效率。三维激光扫描技术主要用于露天煤矿开采储量地质测绘，测绘面积以开采区内矿山占用面积为基础，对其所含矿藏进行探析，依据矿产勘查报告、矿山占用资源登记记录及储量核算报告等数据，对所测露天煤矿开采成效进行评述，对资源储量进行年度总结。三维激光扫描仪工作内容主要有：计算开采区域界线内矿体体积、计算开采区域内矿藏储量、建立矿区基础控制网、设置矿山基础技术档案、进行露天煤矿地质测绘等。可见，三维激光扫描技术在露天煤矿开采中的应用较为系统，对提升煤矿开采科学性、有效性具有积极意义。
3三维激光扫描技术在露天煤矿开采中的实际应用
在确定开采任务后，为了使三维激光扫描技术有的放矢，应建设矿区测绘基础控制网，针对开采区进行实地扫描，通过网络将定点数据上传至云端，进行高效分析与处理，通过信息技术，对分散数据进行整合，使其处于同一坐标体系内，并可以显示测绘过程中获取的数据位置。对于扫描空白点，三维激光扫描技术可以依据数据对其进行科学判定，而后进行自动拼接。坐标建设成功后，创设三维模型，以扫描所在的露天开采区地质结构等地理条件为基础，结合三维匹配真实影像，通过分析计算开采范围，对开采线内体积即相关煤炭存储量进行分析，而后形成数据，进行客观真实的反馈（如图1）。
图1利用三维激光扫描仪矿区乌鲁木齐硫磺沟一带露天煤矿点云数据示意图
通过三维激光扫描技术，可以得到煤矿开采区域内区块分析图、矿区地形地质图、地质测量成果、煤炭质量评述、矿体三维模型成果及开采区整个范围扫描影响与点云数据。相较于传统测量技术，使用三维激光扫描仪产生的测绘数据更具精准性，对真实情况反馈更科学、系统、严密，加之动态分析技术、数字高程模型与获取影像的有效融合，使煤炭露天开采质量得以提升，可以缩减投入成本，提高开采成效。
结论
对三维激光扫描技术的应用，煤矿企业应明晰其运行原理、应用价值与工作方向，使其可以为露天煤矿开采提供有力支持。
参考文献：
［1］张金花，等．基于地面三维激光扫描仪点云数据的去噪算法研究［J］．测绘与空间地理信息，2016，39（3）：76－78．
［2］蒋莹．基于矿井机器人的三维激光扫描仪的研究设计［D］．中国矿业大学，2014．
［3］段龙飞，等．三维激光扫描仪测量精度的快速检查方法［J］．煤矿开采，2016，21（2）：114－117．
论文作者:鲍强 1,刑波2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/25
标签：激光论文; 露天论文; 煤矿论文; 扫描仪论文; 数据论文; 技术论文; 高效论文; 《基层建设》2018年第15期论文;