巷道围岩变形检测方法及装置与流程

本发明涉及巷道表面位移检测，具体涉及一种巷道围岩变形检测方法及装置。

背景技术：

1、在矿山地下开采过程中，随着采掘深度的提高，巷道变形问题逐渐凸显，这不仅对巷道围岩的稳定性构成威胁，同时也对生产施工安全造成重大隐患。因此，对巷道围岩变形的精确检测成为了矿山生产过程中的一项重要任务。

2、在相关技术中，巷道围岩变形检测主要采用的是接触式测量方法。这种方法需要工作人员手持检测器具，定期对巷道围岩的变形量进行人工测量和数据记录，例如钢卷尺检测法、测杆检测法等。然而，这种测量方式属于间断性的测量，无法连续检测和记录巷道表面的位移量，并且人工测量可能存在主观误差，影响测量结果的准确性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明实施例提供了一种巷道围岩变形检测方法，通过对巷道围岩进行连续扫描以形成巷道数据图像，可方便了解和查询巷道内的变形情况，有助于提升技术人员对巷道变形情况的掌控。

2、本发明提供的巷道围岩变形检测方法包括如下步骤：

3、s1，确定待测巷道的起始基点和检测断面，所述检测断面所在的巷道侧壁上设有检测点；

4、s2，扫描待测巷道以得到初始图像数据；

5、s3，对所述初始图像数据预处理，提取并拟合得到所述待测巷道的初始断面形状；

6、s4、间隔设定时间后，对所述待测巷道进行扫描，获取后续检测图像数据，对所述后续检测图像数据进行预处理，提取并拟合得到所述待测巷道当前的断面形状；

7、s5、将所述待测巷道的当前的断面形状与初始断面形状进行比对，确定所述待测巷道的变形量；

8、重复步骤s4和s5，对所述待测巷道的变形量进行持续检测。

9、本发明公开的巷道变形检测方法可通过对待测巷道进行连续扫描以形成数据图像，可方便了解和查询巷道内的变形情况，有助于提升技术人员对巷道变形情况的掌控。

10、在一些实施例中，在步骤s1中包括：

11、在待测待测巷道入口处设置起始点；

12、在待测巷道内设置多个检测断面，相邻两个所述检测断面之间的间隔距离为80米至120米；

13、同一检测断面所处的巷道侧壁上具有至少3个所述检测点，所述检测点对应布设于待测巷道的顶板及两帮上。

14、在一些实施例中，所述步骤s3和步骤对所述后续检测图像数据进行预处理，提取并拟合所述待测巷道当前的断面形状，均包括以下步骤：

15、对所述初始图像数据或所述后续检测图像数据进行预处理，以消除噪点；

16、基于预处理后的所述初始图像数据或所述后续检测图像数据，构建待测巷道的3d模型；

17、使用轮廓提取算法从所述3d模型中提取出对应的检测断面的轮廓，并使用拟合算法拟合形状。

18、在一些实施例中，所述步骤s5包括以下步骤：

19、利用形状匹配算法，比较所述后续检测图像数据和所述初始图像数据对应的检测断面形状，计算所述待测巷道的变形量；

20、判断所述变形量是否大于第一变形参数；

21、若是，则发出预警信号。

22、在一些实施例中，还包括以下步骤：

23、利用可视化工具展示所述待测巷道内检测断面的初始图像和后续图像，并显示所述待测巷道的变形量。

24、另外，本发明实施例中还提供了一种巷道围岩变形检测装置，该巷道围岩变形检测装置可执行上述巷道围岩变形检测方法中的步骤，所述巷道围岩变形检测装置包括：

25、支撑架，所述支撑架上设有行走轮；

26、转动架，所述转动架转动连接于所述支撑架，所述转动架连接有驱动件，所述转动架上设置有扫描器。

27、在一些实施例中，所述支撑架上设置有指示盘，所述指示盘上设置有角度刻度，所述转动架上设置有与所述角度刻度相配合的指针。

28、在一些实施例中，所述扫描器为3d相机或红外视觉扫描装置或超声波扫描装置。

29、在一些实施例中，所述巷道围岩变形检测装置还包括处理组件，所述处理组件具有主机，所述主机与所述扫描器电连接。

30、在一些实施例中，所述驱动件设置为电机或气动马达或转动手柄。

31、在一些实施例中，所述驱动件为转动手柄，所述转动手柄上设置有水平仪。

32、在一些实施例中，所述转动架与所述支撑架之间还设置有复位弹性件。

33、在一些实施例中，所述支撑架包括第一支杆、第二支杆以及第三支杆，所述第一支杆和所述第二支杆沿转动架的旋转轴线依次设置，所述第三支杆连接于所述第一支杆和所述第二支杆之间，所述第一支杆和所述第二支杆均设置有所述行走轮。

34、在一些实施例中，所述支撑架上还设置有锚杆，所述锚杆用于抵持于待测巷道的底面，所述锚杆包括相连接的第一段和第二段，所述第一段与所述支撑架相连接，所述第二段相对所述第一段可伸缩或可折叠，所述第二段具有抵接端。

技术特征：

1.一种巷道围岩变形检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的巷道围岩变形检测方法，其特征在于，在步骤s1中包括：

3.根据权利要求1所述的巷道围岩变形检测方法，其特征在于，所述步骤s3和步骤对所述后续检测图像数据进行预处理，提取并拟合所述待测巷道当前的断面形状，均包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的巷道围岩变形检测方法，其特征在于，所述步骤s5包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的巷道围岩变形检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

6.一种巷道围岩变形检测装置，其特征在于，所述巷道围岩变形检测装置可执行上述权利要求1所述的巷道围岩变形检测方法中的步骤，所述巷道围岩变形检测装置包括：

7.根据权利要求6所述的巷道围岩变形检测装置，其特征在于，所述支撑架上设置有指示盘，所述指示盘上设置有角度刻度，所述转动架上设置有与所述角度刻度相配合的指针；

8.根据权利要求6所述的巷道围岩变形检测装置，其特征在于，所述驱动件设置为电机或气动马达或转动手柄。

9.根据权利要求8所述的巷道围岩变形检测装置，其特征在于，所述驱动件为转动手柄，所述转动手柄上设置有水平仪；

10.根据权利要求4所述的巷道围岩变形检测装置，其特征在于，所述支撑架包括第一支杆、第二支杆以及第三支杆，所述第一支杆和所述第二支杆沿转动架的旋转轴线依次设置，所述第三支杆连接于所述第一支杆和所述第二支杆之间，所述第一支杆和所述第二支杆均设置有所述行走轮；

技术总结
本发明提供了一种巷道围岩变形检测方法及装置，该巷道围岩变形检测方法包括步骤：S1，确定待测巷道的起始基点和检测断面，检测断面所在的巷道侧壁上设有检测点；S2，扫描待测巷道以得到初始图像数据；S3，对初始图像数据预处理，提取拟合得到初始断面形状；S4、间隔设定时间后对待测巷道扫描，获取后续检测图像数据并对其进行预处理，提取拟合得到当前的断面形状；S5、将当前的断面形状与初始断面形状进行比对，确定待测巷道的变形量；重复步骤S4和S5以持续检测。本发明公开的巷道围岩变形检测方法及装置通过对待测巷道连续扫描以形成数据图像，方便了解和查询巷道的变形情况，有助于提升对变形情况的掌控。

技术研发人员：池津维,李磊,杨旭,刘宁宁,姚再兴,马强,杨洋,刘堉杉,李凌峰,张力元,单川,宋福海
受保护的技术使用者：中煤科工能源科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24