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地下采矿中的高光谱成像技术应用研究

发布时间:2024-02-19
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摘要 地下采矿的复杂性要求高度选择性的矿石开采和灵活的矿山规划。因此,在整个矿山生命周期中,持续进行地质面测绘和解读成为地下矿山的常规工作。本研究通过实验室测试与实地应用,验证了高光谱成像(HSI)技术在地下采矿环境中的可行性,并为其操作使用提供了标准化的工作流程。尽管仍存在挑战,但此项技术有望推动采矿行业的数字化进程,降低环境污染与采矿风险。

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一、项目介绍与背景


高光谱成像技术虽已在露天采矿中展现价值,但在地下环境中的应用仍面临诸多挑战。本研究旨在填补这一知识空白,通过实验室研究与实地测试,系统地评估了不同光源、湿度及设备对高光谱数据质量的影响,并探索了其在真实地下条件下的应用潜力。

二、方法与实验设计
本研究采用多阶段方法,包括实验室岩石样品的高光谱扫描、暗室条件下的模拟测试以及地下矿山的高光谱数据收集。通过对比分析,优化了光源与传感器设置,并研究了表面湿度对扫描结果的影响。

三、实验室测试与结果
在实验室条件下,我们成功获取了岩石样品的高光谱数据,并评估了不同光源和配置的效果。同时,模拟地下环境的测试表明,在合适的照明条件下,高光谱相机系统能够有效捕捉矿物学信息。此外,我们还发现湿润表面对测量结果具有一定影响。

四、地下矿山的高光谱应用
在地下矿山中,我们根据实验室测试结果选择了合适的设备与照明设置,成功收集了高光谱数据。通过处理与分析,我们绘制了矿物丰度图并评估了矿面的锂含量。此外,我们还利用手持式激光诱导击穿光谱法(LIBS)对结果进行了验证。

五、结论与展望
本研究证明了高光谱方法在地下采矿作业中进行自动露头测绘的可行性,并为该技术的操作使用提供了标准化的工作流程。尽管仍存在一些挑战,如照明条件优化、数据校正等,但随着技术的不断进步与应用经验的积累,高光谱成像有望在采矿行业中发挥更大作用,推动行业的数字化与可持续发展。

六、未来工作方向
未来的研究将进一步优化高光谱成像技术在地下采矿中的应用效果,探索更多潜在的矿物识别与品位估算方法。同时,我们还将关注与其他技术的融合应用,如无人机搭载高光谱相机进行空中扫描等,以提高采矿作业的效率和安全性。


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