鉱山の内空変位監視と変化検出
内空変位は点で監視されてきました。ピン間のテープ伸縮計、トータルステーションで読むプリズム、誰かが動きそうだと判断した場所の計器。点と点の間はすべて同じように振る舞うと仮定され、重大な崩落はたいてい、誰も計器を置かなかった場所で起きます。
同じ掘削部の2回のスキャンを重ね合わせれば、天盤、側壁、鉱柱を含む面全体の動きが±5 mmで色分けされた差分として現れます。誰も計器を置こうと思わなかった場所まで含めて。
3Dスキャンで鉱山の内空変位を監視できますか
はい。同じ掘削部の2回のSLAM LiDARスキャンを±5 mmで重ね合わせれば、プリズムの位置だけでなく、面全体のどこで起きた動きも見えます。
±5 mmの変化検出2つの計測時期を重ね合わせ、差分を距離で色分けします。
面全体天盤、側壁、床、鉱柱。計器と計器の間に隙間はありません。
数分で繰り返せる監視区間を歩く速さで、計画が必要とする頻度で再スキャン。
天盤の下に誰もいない読み取りは天井のピンではなく、スキャンから行います。
点監視が探しているものを見逃す理由
内空変位の計器設置は、地山がどこで動くかについての賭けです。ピン、プリズム、伸縮計は、地盤技術者が変位を予想する場所（鉱柱の先端、広い交差部、不良地山の坑道区間）に設置され、スケジュールに沿って読み取られます。読み値は正確で賭けはたいてい当たりますが、坑道には数百平方メートルの面があり、計器がカバーするのはそのうちの数点です。点と点の間の動きや、誰も注目しなかった区間の動きは、まったく計測されません。
計器の読み取りもまた曝露です。テープ伸縮計はピンの位置で読み、プリズムは天盤に設置しなければならず、最も監視が必要な区間は、天井の下に立つのが最も不安な場所です。計測スケジュールは、データが欲しい頻度と、誰かを取りに行かせられる頻度との妥協になります。
スキャンは面上の点ではなく、面そのものを監視します。Artec Jetが据え付けなしに歩く速さで掘削部を±10 mmで記録し、数週間後の2回目のスキャンをArtec Twinsで最初のスキャンに重ね合わせると、差分が±5 mmで色分けされた面として表示されます。天盤の内空変位、鉱柱面の動き、盤ぶくれ。どこで起きていても差分の中に変位量とともに現れ、しかもその読み取りは天井の下ではなく坑道から行われています。
基準スキャンから変化マップへ
最初のスキャンが基準となり、以降のすべてのスキャンをそれと比較します。
- 1. 基準スキャンJetは通常の測量の一環として、監視区間を測量基準点に結び付けて±10 mmで記録します。
2. 基準系を固定する取得データは動いている地山の外側にある安定した基準点に位置合わせされるため、後のスキャンは固定基準に対して比較されます。- 3. 計画どおりに再スキャン同じ区間を、毎週、毎月、あるいは地震性イベントの後に、数分で再び歩くだけです。
- 4. 重ね合わせTwinsが計測時期を比較し、面全体にわたる差分を±5 mmで距離により色分けします。
5. レポート変化面、断面、変位量を地盤工学パッケージへ。点の時系列が必要な場所にはプリズムを残します。
この作業に適したスキャナー
内空変位は面全体の反復測量であり、それはSLAMスキャナーの仕事です。単一の点にミリメートル精度が必要な場合は、長距離スキャナーがそれを補います。
Artec Jet
- 最適な用途
- 監視対象の掘削部を歩く速さで再スキャンし、±5 mmで比較
- 種別
- マルチモーダルSLAM LiDAR
- 精度（最大）
- 坑内±10 mm、一般±15 mm
- 変化検出
- ±5 mm
- 測定範囲
- 0.5〜300 m
- 位置ドリフト
- ±0.03%
- 運用形態
- ハンドヘルド、バックパック、ポール、ドローン、車両、ケージ、ロボット
Jetの±5 mmの変化検出が、この作業の基礎となる数値です。据え付けなしに歩く速さで測量するため、監視区間は地盤工学計画が望む頻度で再スキャンでき、360°×290°の視野により天盤、両側壁、床が一度に比較されます。16時間の本体取得は、監視巡回一巡分をカバーします。
Artec Ray II
- 最適な用途
- 10 mで1.9 mmが求められる重要な鉱柱や交差部
- 種別
- 据置型長距離レーザー、三脚設置
- 精度（最大）
- 10 mで1.9 mm、20 mで2.9 mm、40 mで5.3 mm
- 測距ノイズ
- 10 mで0.4 mm
- 測定範囲
- 0.5〜130 m
- スキャン時間
- 3 mm・10 m・テクスチャなしで1分42秒
- 視野
- 360°×300°
ひとつの構造が測量グレードの精度に値する場合（クラウンピラー、主要交差部、補修中の区間）、三脚上のRay IIがそれを10 mで1.9 mm、測距ノイズ0.4 mmで記録するため、より小さな動きも信号として読み取れます。Jetのモデルに位置合わせされ、計測時期ごとに同じ位置から繰り返します。
坑道の2回のスキャンを重ね合わせ、プリズムのなかった天盤の内空変位が±5 mmで色分けされる様子をご覧ください。地盤チーム向けのデモをご予約ください。
デモを予約する地盤技術者からよくあるご質問
±5 mmは当社の伸縮計と比べてどうですか
伸縮計はそのピンの位置ではより高精度ですが、スキャンはあらゆる場所で±5 mmです。両者は補完関係にあります。プリズムとピンは選ばれた点での時系列を与え、スキャンは計器のなかった場所を含めて、面全体のどこで動きが起きているかを示します。
動いたのがスキャナー自身でないとどう分かりますか
各スキャンは動いている地山の外側の測量基準点に位置合わせされるため、両方の計測時期は固定された基準系を共有します。両者の差分は地山の動きであり、スキャナーの位置ではありません。
どのくらいの頻度で再スキャンできますか
誰かがその区間を歩ける頻度で可能です。監視対象の坑道は据え付けなしに数分で再スキャンできるため、毎週の巡回や地震性イベント後のスキャンが、特別な作業ではなく現実的なものになります。
当社の監視計器はこれで置き換えられますか
計器の間の隙間をなくします。連続的または高精度の時系列が必要な場所には計器を残し、スキャンがそれ以外のすべてをカバーして、次の計器をどこに置くべきかを示します。
監視している地山についてお聞かせください
監視中の掘削部、設置済みの計器、地盤工学計画が把握したい内容をお知らせください。鉱業のスペシャリストが、スキャン巡回の進め方と、変化マップが何を加えるかをお返しします。