- 1、本文档共7页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
基于激光准直的深井井筒垂直度检测方法
刘尚国;杨兴建;郑文华
【期刊名称】《《煤矿安全》》
【年(卷),期】2019(050)012
【总页数】4页(P123-126)
【作者】刘尚国;杨兴建;郑文华
【作者单位】山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590
【正文语种】中文
【中图分类】TD262.5
井筒是煤矿生产的必经通道,也担负着开采安全的重要使命。在煤矿长期的运营中,
受竖向附加力等多种因素影响[1],井筒极易出现变形导致井壁破裂及运输困难,
给煤矿生产带来诸多安全隐患,因此须对井筒变形进行监测。
目前,井筒监测方法主要包括传感器法和几何测量法。传感器法的原始测量数据一
般为应力、应变、温度等物理量,例如在井壁埋设应变计,根据钢筋受力、混凝土
应变数据判断钢筋混凝土结构安全性[2],或者布设线性位移传感器,基于数据网
络通信技术,构建井筒变形监测系统[3-4]。近几年来,光纤光栅传感技术已在井
筒变形监测中得以成功应用,基于光纤光栅波长变化与井壁岩层压缩变形的对应关
系,采用分布式传感机制,构建在线监测系统,实现井筒井壁结构的信息化监测
[5-7]。几何测量法则主要是通过测算三维坐标及尺度,监测井筒随时间在空间域
内的变化,相比于传感器法,尽管难以做到在线实时监测,但其量程大、测量范围
可达整体,故仍被广泛采用。
对立井井筒而言,由于井筒垂直度可反映其整体偏斜与挠曲变形信息,故井筒垂直
度检测是井筒变形监测的重要内容。垂直度检测的关键问题是如何构建铅垂基准,
目前主要有钢丝基准线法和激光准直法。钢丝基准线法应用较为普遍,一般在井筒
内下放2根或4根钢丝,通过升降罐笼作业平台,测量井壁特定点位至钢丝基准
的水平距离,依距离交会及最小二乘原理平差计算各断面点坐标,进而评判井筒的
垂直度[8-9]。山东科技大学近年来组合6部手持式激光测距仪,研制了可用于立
井井筒垂直度检测的组合式激光测距系统[10-11],已成功应用于多家煤矿企业。
但是由于悬挂钢丝操作较为繁琐,钢丝易遭锈蚀,且铅垂基准易受风力、淋水、颤
动等因素影响,故一些工程采用激光铅垂仪,构建双激光基准[12-13],用以取代
钢丝基准。但是,激光铅垂仪的投射范围一般为上下各200m,对于深度大于
400m的深井将无法一次性完成检测[13]。
针对千米深井的井筒垂直度检测需求,通过改造激光指向仪提供长距离激光准直基
准,组合激光接收装置、激光测距传感器等,研制了基于激光准直的井筒垂直度检
测系统,并在实际工程中进行了初步测试。
1激光准直垂直度检测原理与方案
1.1激光指向仪的铅垂投射改造
目前,激光铅垂仪的研制主要是针对建筑工程领域,投垂深度多在200m左右,
激光功率普遍较小、光斑发散较大,难以用于深井井筒垂直度检测。相对而言,隧
道及巷道掘进所采用的激光指向仪,激光功率及投射距离则普遍较优。如YBJ-
1500型激光指向仪,投射距离最远可达1500m,千米范围内激光斑直径最大不
超过35mm且无飘移,可为立井井筒垂直度检测提供可靠的铅垂基准。
通过设计加工连接构件,可将YBJ-1500型激光指向仪稳定地安装在全站仪通用基
座之上,借助于全站仪脚螺旋微调,可使其投射铅垂基准线,从而改造为可用于千
米深井检测的“激光铅垂仪”,激光指向仪的铅垂投射改造如图1。
图1激光指向仪的铅垂投射改造
1.2激光准直垂直度检测系统方案
为提高激光准直井筒垂直度检测的工作效率,设计了安置于罐笼平台的测量装置。
安置于罐笼平台的测量装置示意图如图2,该装置构造主要包括激光接收装置、激
光测距传感器、支架及可伸缩连杆,并通过安置于罐道的编码器测量罐笼运行垂距,
配置单片机实现观测数据的自动采集,从而构建了基于激光准直的井筒垂直度检测
系统[14]。
图2安置于罐笼平台的测量装置示意图
在井架上安置经改装的YBJ-1500型激光指向仪,使其垂直向下投射激光,给出井
筒垂直度测量的基准线。将测量装置安置于罐笼顶部,通过激光接收装置自动量算
激光光斑坐标,结合罐笼垂距测量,确定测量平台的空间位置。以每个接收装置中
心为基准(命名为“测距中心”),各辐射安置6个激光测距传感器,测算测距
中心至井壁的距离。同时设置可伸缩连杆,配合激光测距传感器,可测定罐道的垂
直度姿态。上述各类测量任务的触发,以及测量数据的存储,均采用单片机技术实
现自动控制。
1.3井筒断面坐标的测量原理
井筒断面坐标的测量原理如图3,采用经纬仪工业测量系
文档评论(0)