无人机三维激光扫描技术在地下采空区探测中的应用研究

李杰林 杨承业 胡 远 周科平 张孝平 刘锐凯，

（1.中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083；2.玉溪大红山矿业有限公司，云南 戛洒 653405；3.天河道云（北京）科技有限公司，北京 100176）

0 引言

在采用空场法或嗣后充填法开采的地下金属矿山，广泛分布着形态各异且空间规模不等的采空区。采空区的存在极易引发大规模透水、坍塌、冒落等灾害，致使矿山开采条件恶化，因此采空区是矿山亟需治理的危险源之一［1，2］。由于地下采空区的位置、空间形态、规模往往异常复杂，在采空区处理过程中，实现空区三维形态的精准探测［3，4］，可为制定安全、有效的采空区治理方案提供可靠依据。

近年来，采空区三维激光扫描技术已在矿山领域得到了广泛应用，通过三维激光扫描，可高效、准确地获取空区表面的点云数据，从而构建采空区的真实三维形貌。目前，国内应用广泛的采空区探测系 统 主 要 有 CMS［5，6］、VS150［7］、CAL-S［8］以 及MAPTECK［9］等。利用这些采空区探测系统，国内开展了众多的采空区探测及采空区处理技术研究，如过江等［10］提出了以三维激光探测技术为基础的空区探测新方法，并在广西铜坑矿与高峰矿开展了现场试验研究，精确测量了大厂矿区的采空区三维参数；杨福斗［11］等采用CMS采空区探测系统与Flac3D数值模拟软件相结合的方式，对南温河钨矿采空区及矿柱稳定性进行评价，验证了采空区内人工混凝土假柱的安全性；王瑞等［12］基于三维激光扫描技术，利用探测点云数据和炮孔设计数据建立了采空区三维模型及采场设计模型，并运用布尔计算方式计算出采场充填量。……