一种长巷道形变监测中轴线提取及断面构建方法
陈晓伟1
陈雷1
李猛1
胡成军2
宋磊2
袁鹏喆2
1.中煤大同能源有限责任公司,山西大同 0370342.中煤(天津)地下工程智能研究院有限公司,天津 300120
摘要：三维激光扫描技术被广泛用于长巷道形变监测技术的研究中,但目前的研究存在多次扫描采集到的点云数据基准点移位现象;采集到的相邻点云数据公共特征不明显,多站点云拼接后会导致累计误差增大;超前巷道形变受超前支架的影响.针对上述问题,以传统十字点法中顶底板中点与两帮重点交叉的方法为基础,提出了一种基于最小二乘法的巷道中轴线提取方法.巷道定义的直角坐标系的原点位于激光束发射处,z轴位于激光扫描器的竖向扫描面内;x、y轴均位于仪器的横向扫描面内,中轴线反映了巷道整体的走向和姿态.在巷道掘进完成未受采动影响时,整条巷道进行第一遍扫描,通过最小二乘法确定整条巷道的中心点,将各中心点连接并拟合出一条完整的中轴线.在后续的巷道变形监测中,每监测一次均通过第一次的中点位置进行点云数据叠加,准确获得巷道断面内各个点云的变化情况,进而获得巷道的形变.基于拟合的中轴线构建巷道断面.采用三维激光扫描系统在塔山煤矿30507工作面回风巷对巷道形变进行了测试,结果表明:①巷道形变随着测点距工作面距离的增大而变小,且30507工作面回风巷的超前影响范围为150 m,巷道形变的最大点位于底板临近采空区一侧.②三维激光扫描和微震监测系统确定的超前范围接近,说明在进入150 m时支护煤体已经开始受力,且巷道形变的最大点位于底板临近采空区一侧,而不是十字点观测法观测的底板,证明三维激光扫描结果更为精确,且极大地降低了作业强度.
关键词：长巷道形变监测中轴线提取断面构建三维激光扫描最小二乘法十字点观测法
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52104196)
论文发表日期：2024-02-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 35-41 )
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