[发明专利]一种基于救生舱的救援井变形监测方法

权利要求书

1.一种基于救生舱的救援井变形监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、使用激光位移传感器采集矿井救生舱到井壁的距离数据，将采集的距离数据转化为电信号后经通信节点传输至模数转换模块，模数转换模块将电信号转化为数字信号后经信号传输通道传送至上位机用于处理及显示；

S2、上位机将接收的数据导入数据库中进行存储处理，获得东西坐标、南北坐标、井深和井筒半径四组数据；

S3、通过数据接口读取处理后的数据，井深、东西坐标和南北坐标形成三维坐标点；结合圆半径数据形成多个圆心坐标以及半径各异的圆截面，最终形成井眼三维轨迹图；

S4、根据步骤S3获得的三维轨迹图对矿井救生舱的圆心坐标进行判断，对井筒变形情况进行监测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，激光位移传感器至少包括三个，呈120°间隔设置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，激光位移传感器包括六个，呈60°间隔设置，六个激光位移传感器的测量射线共面，六个激光位移传感器的射线反向延长线相交于一点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，六个激光位移传感器在井壁上形成六个光点，每三个光点构造一个以井壁为外接圆的三角形，解析三角形模型确定对应高度的井筒半径。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，以x轴为水平面水平方向，表示井筒每个截面的东西偏移量；以y轴为水平面垂直方向，表示井筒每个截面的南北偏移量；以z轴为竖直面，表示井深。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体为：

S301、绘制井筒三维立体框架图，标识刻度值；

S302、将圆心坐标转化为三维空间点；

S303、以字符串形式读取半径并保存为字符数组，进一步转化为浮点型数据类型；每一个空间点坐标结合对应的半径形成一个圆截面，所有的数据结合起来形成多个圆截面，构成井眼三维轨迹图。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S301中，x轴箭头指向正东方向，表示井筒水平面水平方向圆心偏离标准井筒圆心数值；y轴箭头指向正南方向，指井筒水平面竖直方向圆心偏离标准井筒圆心数值；z轴箭头从上指向下，即井筒最上方为初始水平面，刻度值为零，从上至下刻度值增大。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S302中，以字符串形式按列读取处理后的东西坐标、南北坐标以及井深，并保存为字符数组，转换为双精度类型数组；将实际数据除以比例因子，确定最终三维空间点。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，判断圆心坐标是否偏离预设值或圆半径与预设半径的差值，通过显示不同颜色进行预警；通过对危险部分局部放大监测井筒变形情况；如果观察到不同颜色的轨迹，需要停止提升，将被困人员放置矿井下端避难所处；等到危险部分情况处理结束后，再将被困人员运送至地面。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，井筒变形包括横向变形和纵向变形，横向变形包括圆心位置偏移量以及变形前后半径差，当圆心坐标偏移量超过临界值时，改变轨迹颜色；当井筒变形前后半径差超过临界值，改变轨迹颜色；对于纵向变形，根据井筒变形前井眼轨迹与变形后井眼轨迹进行对比。