[發明專利]一種基于救生艙的救援井變形監測方法

在審

• 申請號: 202010089170.7
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111288911A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 顧海榮;張雅倩;郭項偉
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于救生艙的救援井變形監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、使用激光位移傳感器采集礦井救生艙到井壁的距離數據，將采集的距離數據轉化為電信號后經通信節點傳輸至模數轉換模塊，模數轉換模塊將電信號轉化為數字信號后經信號傳輸通道傳送至上位機用于處理及顯示；

S2、上位機將接收的數據導入數據庫中進行存儲處理，獲得東西坐標、南北坐標、井深和井筒半徑四組數據；

S3、通過數據接口讀取處理后的數據，井深、東西坐標和南北坐標形成三維坐標點；結合圓半徑數據形成多個圓心坐標以及半徑各異的圓截面，最終形成井眼三維軌跡圖；

S4、根據步驟S3獲得的三維軌跡圖對礦井救生艙的圓心坐標進行判斷，對井筒變形情況進行監測。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，激光位移傳感器至少包括三個，呈120°間隔設置。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，激光位移傳感器包括六個，呈60°間隔設置，六個激光位移傳感器的測量射線共面，六個激光位移傳感器的射線反向延長線相交于一點。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，六個激光位移傳感器在井壁上形成六個光點，每三個光點構造一個以井壁為外接圓的三角形，解析三角形模型確定對應高度的井筒半徑。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，以x軸為水平面水平方向，表示井筒每個截面的東西偏移量；以y軸為水平面垂直方向，表示井筒每個截面的南北偏移量；以z軸為豎直面，表示井深。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3具體為：

S301、繪制井筒三維立體框架圖，標識刻度值；

S302、將圓心坐標轉化為三維空間點；

S303、以字符串形式讀取半徑并保存為字符數組，進一步轉化為浮點型數據類型；每一個空間點坐標結合對應的半徑形成一個圓截面，所有的數據結合起來形成多個圓截面，構成井眼三維軌跡圖。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟S301中，x軸箭頭指向正東方向，表示井筒水平面水平方向圓心偏離標準井筒圓心數值；y軸箭頭指向正南方向，指井筒水平面豎直方向圓心偏離標準井筒圓心數值；z軸箭頭從上指向下，即井筒最上方為初始水平面，刻度值為零，從上至下刻度值增大。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟S302中，以字符串形式按列讀取處理后的東西坐標、南北坐標以及井深，并保存為字符數組，轉換為雙精度類型數組；將實際數據除以比例因子，確定最終三維空間點。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中，判斷圓心坐標是否偏離預設值或圓半徑與預設半徑的差值，通過顯示不同顏色進行預警；通過對危險部分局部放大監測井筒變形情況；如果觀察到不同顏色的軌跡，需要停止提升，將被困人員放置礦井下端避難所處；等到危險部分情況處理結束后，再將被困人員運送至地面。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，井筒變形包括橫向變形和縱向變形，橫向變形包括圓心位置偏移量以及變形前后半徑差，當圓心坐標偏移量超過臨界值時，改變軌跡顏色；當井筒變形前后半徑差超過臨界值，改變軌跡顏色；對于縱向變形，根據井筒變形前井眼軌跡與變形后井眼軌跡進行對比。