井筒变形监测方法与数据处理.pdfVIP

第 5期 矿 山 测 量 N0．5 2010年 10月 M1NESURVEYlNG 0ct．20lO doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2010．05．016 井筒变形监测方法与数据处理 房华光 姜 岩 。崔广刚，张晓刚 (山东科技大学 测绘学院，山东 青岛 266510) 摘要 ：矿山井筒在运营期间的监测与维护是矿井安全生产 中必不可少的重要工作。只有对井筒实施 长期全面的变形监测。才能为井筒的维护提供可靠的信息。文章针对井筒变形的特点，提 出了一种 较实用的监测与数据处理方法．为井筒的安全维护提供 了有效的监测手段和方法。 关键词 ：井筒 ：变形监测 ；数据处理 中图分类号：P208 文献标识码：B 文章编号：1001—358X(2010)05—0048—03 目前．我国煤矿总的趋势是开采深度越来越深 。 地质条件更为复杂，矿山压力随着增大 ，井筒壁承受 的压力也相应增加．井筒在运营期间的监测和维护 成为矿井安全生产中至关重要的内容。因此 ，有必 要对立井井筒进行变形监测 ，掌握其运营状态 ‘。 目前采用的监测方法大致分两种 ：一种是基于 岩石力学的力学参数监测方法。即传感器法；另一种 是基于变形监测理论的几何测量法。国外矿生产高 度重视对井简的变形监测，如德国DMT公司采用矿 山井筒惯性测量系统 ，简称 ISSM。该测量系统安置 圈 1 观测点布设示意圈 在罐笼中．随着罐笼 的运动可 以较精确地 自动测定 要考虑AABP的形状 。设各角度如图2所示。假设不 出罐笼任意时刻的三维坐标．通过测量罐笼坐标 的 变化计算出井筒移动与变形 。但 目前 国内尚未有使 用的 ]。文中针对井筒变形 的特点．提出一种较实 用的几何监测方法 ，可供生产单位使用。 1 井筒变形观测方法 图 2 优化设计示惫 图 在井筒中下放两根钢 丝．在 同一高度的井筒壁 考虑起始误差的影响，设 P点纵 、横误差分别为 m 、 上设置 四个观测标志．通过两根下放钢丝和各个观 m ，则 测点组成的三角形．可以求得井筒壁上各点的平面 m m d 1 坐标。然后根据所测四个点的坐标模拟出该高度处 I (1) m rlta 井筒的形状。同理，在不同高度上按照上述方法布 yJ 置观测点(参见图 1)，计算各观测点的平面坐标，进 其 中m 、m ，为 曰JP边纵 、横坐标增量的中误差 ， 而求得不同高度处井简的形状。 设 P点点位误差为 ，，则 2 监测网形的优化设计 M = ± 假设在某一高度处，A，曰点为下放钢丝，其坐标 △一 nXCOSO~Bp一 × cos( (2) 为 (X 、 )，(X 、 )。P为所设置的井壁上的测点， △)， ×si眦 cos( IBl) 其距离AB =c，AP =b，BP =a，其实质就是距离交 会 。在测边网中，为使所求得 P点坐标误差更小．需 对上式微分并化成