基于三維激光掃描的礦區建筑物變形監測與采動損害評估

王 磊，朱尚軍，2,蔣 創,江克貴,郭慶彪

(1.安徽理工大學 空間信息與測繪工程學院，安徽 淮南 232001;2.安徽省地質測繪技術院，安徽 合肥 230000)

0 引 言

在煤炭資源地下開采過程中，巖層移動隨著工作面的推進與開采強度的提高從下向上逐漸發展到地表，并表現為地表下沉、傾斜、曲率、水平移動與水平變形等移動變形。上述移動變形將導致各種地質環境災害，如滑坡、地表塌陷，房屋橋梁垮塌和地表裂縫等[1-4]，對開采沉陷盆地內的建筑物、鐵路、公路和高壓線塔造成嚴重影響。因此，分析煤炭開采過程中地表建筑物的穩定性并對建筑物的損壞等級進行評定與防治對礦區的生產建設及安全有著重要的意義[5-7]。

常見的測量及評估礦區地表建筑物破壞程度方法有：①鋼尺量距法，直接量取房屋的裂縫狀態；②在建筑物周圍及內部布設觀測站，利用高精度的水準儀與全站儀量取房屋的下沉與水平移動，經過后續數據的處理與分析評估房屋的損壞等級[8-10]。然而，上述2種傳統方法獲得的數據都是離散型、低密度的建筑物局部信息，不能完整有效地對建筑物損壞等級進行評價。

三維激光掃描技術(3DLS)作為一種新型測量技術，具有自動化、連續性、非接觸式、高密度等優勢彌補了傳統技術監測礦區沉陷的不足。三維激光掃描儀通過連續布置測站，可以獲得建筑物整體的、連續的點云數據，經過點云數據的預處理、配準后可以連續地、完整地描述建筑物的傾斜與水平變形，達到能夠細致準確地評估煤礦區地表建筑物損壞等級的目的[11-13]。……