三維激光掃描技術(shù)在山東鄒平銅礦地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用研究

（山東省物化探勘查院，山東 濟(jì)南 250013）

山東鄒平銅礦地質(zhì)受地理?xiàng)l件影響，形成了大量銅礦，這些礦產(chǎn)的利用和開(kāi)發(fā)工作具有一定要求，包括對(duì)地質(zhì)的測(cè)量、采礦成果測(cè)量、地形變化測(cè)量等，其中最重要的就是地質(zhì)測(cè)量，能夠充分了解山東鄒平地質(zhì)情況、銅礦含量以及分布情況[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)銅礦的需求量越來(lái)越高，傳統(tǒng)的地質(zhì)測(cè)量技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)今的要求，全新的地質(zhì)測(cè)量技術(shù)——三維激光掃描技術(shù)應(yīng)需求而生，這種技術(shù)充分利用激光的高速度與穿透力對(duì)地質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，尤其在地質(zhì)條件十分復(fù)雜的山東鄒平銅礦區(qū)中，得到了很好的應(yīng)用。三維激光在測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)反射等現(xiàn)象對(duì)銅礦區(qū)地質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，并實(shí)時(shí)記錄，將這些數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行存貯，通過(guò)后期處理，三維激光掃面數(shù)據(jù)能夠構(gòu)建出一個(gè)立體的地質(zhì)模型，對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行模擬，使山東鄒平銅礦的探測(cè)與開(kāi)發(fā)更加具有方向性，效率更高。

1 三維激光掃描技術(shù)在山東鄒平銅礦地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用

三維激光掃描技術(shù)能夠通過(guò)測(cè)量對(duì)銅礦含量與體積進(jìn)行計(jì)算，山東鄒平地區(qū)地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，測(cè)量工作很難開(kāi)展，三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用有效解決了這一問(wèn)題，使測(cè)量準(zhǔn)確度更高，還能夠?qū)Φ刭|(zhì)圖像進(jìn)行拍攝，將拍攝內(nèi)容與掃描數(shù)據(jù)相結(jié)合，使原本地質(zhì)復(fù)雜的山東鄒平礦區(qū)的地質(zhì)面貌完全展示出來(lái)，為開(kāi)采工作提供了極大的便利。三維激光掃描技術(shù)所應(yīng)用的設(shè)備也十分先進(jìn)，這種設(shè)備能夠在很遠(yuǎn)的地方對(duì)礦區(qū)以及工作面進(jìn)行測(cè)量，保證了測(cè)量人員的安全，其工作效率很高，通常來(lái)說(shuō)，一處礦產(chǎn)僅用一個(gè)小時(shí)既可測(cè)量完畢，一天可對(duì)四處礦產(chǎn)進(jìn)行掃描測(cè)量工作。與傳統(tǒng)測(cè)量方式相比，三維激光掃描技術(shù)測(cè)量準(zhǔn)確度與效率都得到了明顯提升，同時(shí)測(cè)量人員的安全得到有力保證[2]。在山東鄒平等地質(zhì)條件復(fù)雜的礦區(qū)，三維激光掃描技術(shù)是一種十分理想的測(cè)量方法。傳統(tǒng)技術(shù)需要實(shí)地測(cè)量，但由于地質(zhì)環(huán)境惡劣使測(cè)量工作很難開(kāi)展，三維激光掃描技術(shù)無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，在較遠(yuǎn)的距離發(fā)射激光既可，當(dāng)激光在礦區(qū)中受到阻礙無(wú)法前進(jìn)時(shí)就會(huì)形成反射現(xiàn)象，重新返回到設(shè)備中，掃描設(shè)備通過(guò)激光反射的時(shí)間等因素，對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行分析并隨時(shí)記錄。隨后通過(guò)無(wú)數(shù)次的激光反射與接收建立該礦區(qū)的立體模擬模型，從而確定銅礦的具體位置與蘊(yùn)藏量[3]。在山東鄒平銅礦區(qū)的地質(zhì)測(cè)量過(guò)程中，由于天氣等外界因素，測(cè)量環(huán)境十分危險(xiǎn)，這種情況下，測(cè)量速度越快，工作人員的安全就多一份保障，三維激光掃描技術(shù)最快能夠同時(shí)對(duì)超過(guò)五萬(wàn)個(gè)點(diǎn)進(jìn)行掃描，速度是傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備的8倍以上，最大程度上使掃描時(shí)間縮短并且不影響掃描的準(zhǔn)確度，保證測(cè)量人員安全。山東鄒平地區(qū)多為山地，這對(duì)測(cè)量設(shè)備的安裝與設(shè)定是非常不利的，測(cè)量設(shè)備在安裝過(guò)程中要求穩(wěn)定、牢靠，傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備需距離礦區(qū)較近，設(shè)置地點(diǎn)需要便于工作人員操作與行走，若想同時(shí)滿足這些要求，對(duì)于山東鄒平的地質(zhì)環(huán)境來(lái)說(shuō)是很難達(dá)到的，設(shè)備安裝不合理對(duì)測(cè)量工作的效率與準(zhǔn)確度都會(huì)造成一定影響。

由于測(cè)量范圍有限，不得不將設(shè)備進(jìn)行多次拆卸與安裝，從而對(duì)礦區(qū)進(jìn)行全面測(cè)量，這種方式浪費(fèi)了大量人力物力，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度不高，不適合廣泛應(yīng)用[4]。三維激光掃描技術(shù)的研發(fā)，有效解決了這類問(wèn)題，使山東鄒平礦區(qū)的地質(zhì)測(cè)量工作有了新的進(jìn)展。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為山東鄒平這類地質(zhì)情況復(fù)雜的礦區(qū)測(cè)量提供了新的方法。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，相關(guān)研究者將三維激光掃描技術(shù)不斷更新與完善，使其應(yīng)用在除礦井測(cè)量外的各個(gè)領(lǐng)域中[5]。在山東鄒平銅礦區(qū)使用傳統(tǒng)測(cè)量與三維激光掃描技術(shù)分別作業(yè)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得到的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 三維激光掃描技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的比較

由表中數(shù)據(jù)可知，三維激光掃描技術(shù)能夠更好的對(duì)復(fù)雜地質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，準(zhǔn)確度與效率從一定程度上都得到提高，是一種較為實(shí)用的測(cè)量方法。三維激光掃描技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、客觀，除此之外，三維激光掃描工作還加入了地質(zhì)環(huán)境模擬、影像傳輸?shù)燃夹g(shù)，使銅礦井在進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，前期準(zhǔn)備工作更加充分，了解采掘區(qū)域的地勢(shì)以及礦產(chǎn)資源分布情況。在對(duì)地質(zhì)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，無(wú)須進(jìn)入礦區(qū)的采掘面即可進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，使測(cè)量人員的工作量大大減少，避免了安全隱患的出現(xiàn)。傳統(tǒng)測(cè)量方式存在較多的弊端，對(duì)銅礦產(chǎn)的開(kāi)發(fā)十分不利，需要被逐漸取替。

3 結(jié)語(yǔ)

三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用，在山東鄒平等地質(zhì)惡劣的地區(qū)有著十分顯著的效果，相比于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，更加方便、準(zhǔn)確，為銅礦產(chǎn)的開(kāi)發(fā)與利用提供了有力條件，保障了測(cè)量人員的作業(yè)安全，是新時(shí)代下礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)工作的必然趨勢(shì)。