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申请/专利权人：河南大学;中国科学院武汉岩土力学研究所

摘要：本发明提供了一种基于激光的矿山巷道全断面收敛变形监测系统及方法，包括：激光测距仪及其卡座、较高标靶、监测装置基盘、预埋支撑杆、巷周预埋测点、一种计算机设备及可读存储介质。测量出巷道断面底板左右两帮底角激光测距仪到较高标靶以及各预埋测点的距离，根据三角形边角关系计算各预埋测点在巷道断面直角坐标系下的坐标值；通过巷道断面轮廓插值计算程序对预埋测点坐标值进行插值计算，得到巷道断面轮廓图形，从而获得整个巷道断面单期和多期收敛变形数据。通过本方法能够快速监测矿山开采过程中巷道收敛变形的演化情况，为矿山安全高效开采提供了有力保障。

主权项：1.一种基于激光的矿山巷道全断面收敛变形监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.使用激光测距仪7测量从断面的左帮右帮的基准点到断面的右帮左帮的基准点的距离Lmn，使用激光测距仪7测量从断面的左帮和右帮的基准点到断面轮廓上各测量点的距离Lmi和Lni，所述断面的左帮右帮的基准点等高，i为各测量点的编号；步骤2.以两个基准点的连线的中点为原点，使用步骤1测量得到的数据计算倾角二β、原点与各测量点的距离LJi及倾角一α，倾角一α为原点与各测量点的连线与原点右侧水平面的夹角，倾角二β为断面的左帮基准点与断面轮廓上各测量点的连线与原点右侧水平面的夹角，得到各测量点相对原点的坐标xih0,yih0，h0为基准点的初始高度；cosβ=Lmi²+Lmn²-Lni²2·Lmi·Lmn；LJi²=Lmi²+Lmn2²-2·Lmi·Lmn2·cosβ；cosα=[LJi²+Lmn2²-Lni²][2·LJi·Lmn2]；xih0=LJi·sinα；yih0=-LJi·cosα；步骤3.在下一个监测周期重复步骤1~2，获得该监测周期内各测量点相对原点的坐标xihf,yihf，hf为第f个监测周期测量的基准点的高度，将各监测周期获得的各测量点相对原点的坐标平移到同一个坐标系：x'i0=xih0,y'i0=yih0；x'if=xihf+hf-h0，y'if=yihf；步骤4.基于断面中线将全部各测量点分为左右两区域，分别保存各监测周期内两区域各测量点的坐标信息，使用matlab中的样条插值方法分别对各监测周期获得的两区域各测量点的坐标进行插值计算，分别得到各监测周期内两区域巷周插值点坐标值，基于插值结果在matlab软件中绘制函数曲线，分别获取各监测周期这两个区域的巷道断面轮廓图形，将同一监测周期内两个区域的断面轮廓拼接在一起，并同时呈现在同一直角坐标系中，得到多个监测周期内巷道全断面收敛变形情况。

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