[发明专利]一种矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法

权利要求书

1.一种矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1）通过激光扫描仪对掘进巷道轮廓进行多点式扫描，得到掘进巷道边界的点云数据；

步骤2）对所得点云数据进行预处理；

步骤3）通过点云数据生成掘进巷道表面模型；

步骤4）计算超欠挖方量；

步骤5）计算必须处理的超挖方量；

步骤6）计算必须处理的欠挖方量。

2.根据权利要求1所述的矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法，其特征在于，所述步骤1）中，多点式扫描获取巷道点云数据，

对于通过爆破掘进的巷道，经过通风除尘后，在进行敲帮问顶的同时，在步骤1）中，通过激光扫描仪对掘进巷道轮廓进行多点式扫描，将激光扫描仪布置在巷道轴线上，选择1.6倍巷道直径为测站间距，保证相邻两次扫描所得点云数据有20%~30%的重叠度，对掘进巷道进行连续扫描。

3.根据权利要求1所述的矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法，其特征在于，所述步骤2）对所得点云数据进行预处理，具体如下，

对所述点云数据进行去噪处理，去除由于测量环境所导致的噪点；

对所述点云数据进行配准，根据巷道的实际形状，利用相邻两次扫描的点云数据的的重叠部分进行配准拼接；

接着，将所述点云数据转换至真实坐标。

4.根据权利要求3所述的矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法，其特征在于，步骤3）中生成掘进巷道表面模型，具体如下，

对预处理后的点云数据，在步骤3）选择三角网法对开挖巷道扫描点云进行建模，掘进巷道实际模型。

5.根据权利要求4所述的矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法，其特征在于，所述步骤4）计算超欠挖方量，具体如下，

根据巷道设计开挖断面，生成掘进巷道的设计三维表面模型，与巷道扫描表面模型进行布尔逻辑运算，得到巷道掘进的超欠挖方量；

通过设计开挖断面的轴向拉伸得到开挖巷道的设计三维表面模型，将开挖巷道的扫描三维表面模型与设计三维表面模型进行布尔逻辑运算，两表面的各不重合部分即可围限成各个实体，表示巷道超挖部分和欠挖部分，以设计三维表面模型之内的实体体积表示欠挖量，用负值表示，之外的表示超挖量，用正值表示，分别对其统计求和，即可计算出开挖巷道的超欠挖量。

6.根据权利要求5所述的矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法，其特征在于，所述步骤5）计算必须处理的超挖方量；具体如下，根据巷道围岩条件类型，确定巷道允许超挖边界尺寸断面，轴向拉伸允许超挖边界尺寸断面得到允许超挖边界三维表面模型，与巷道扫描表面模型进行布尔逻辑运算，得到必须处理的超挖方量；

判断开挖巷道围岩条件类型，硬岩/中硬岩、软岩/破碎松散岩石及土质，确定巷道开挖部位，拱部/边墙、仰拱、巷底，各自对应的允许最大超挖值，并以此修改设计开挖断面，得到最大允许超挖断面；

通过最大允许超挖断面的轴向拉伸得到开挖巷道的最大允许超挖三维表面模型，两个模型进行布尔逻辑运算，两表面的各不重合部分即可围限成各个实体，最大允许超挖三维表面模型之外的为必须处理的超挖部分，用正值表示，统计求和，即可计算出开挖巷道必须后期处理的超挖方量。

7.根据权利要求6所述的矿山巷道掘进爆破质量快速判断方法，其特征在于，所述步骤6）计算必须处理的欠挖方量，具体如下，根据巷道围岩条件类型，确定巷道允许欠挖边界尺寸断面，轴向拉伸允许欠挖边界尺寸断面得到允许欠挖边界三维表面模型，与巷道扫描表面模型进行布尔逻辑运算，得到必须处理的欠挖方量，将设计开挖断面的拱部、边墙、仰拱均向内缩进5cm得到最大允许欠挖断面，通过最大允许欠挖断面的轴向拉伸得到开挖巷道的最大允许欠挖三维表面模型，两个模型进行布尔逻辑运算，两表面的各不重合部分即可围限成各个实体,最大允许欠挖三维表面模型之内的为必须处理的欠挖部分，统计求和，即可计算出开挖巷道必须后期处理的欠挖方量。