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申请/专利权人：中国矿业大学

摘要：本发明公开一种为煤矿立井井筒提供铅垂测量基准的方法，属于测量技术领域。在立井上设置激光垂准仪或激光指向仪，在罐道中的提升容器顶部设置激光接收器，激光接收器用以接收激光垂准仪的激光投点并实时记录接受到的激光投点坐标信息；通过同步记录提升容器在罐道中升降距离信息以及同步接收到的激光投点坐标信息，剔除掉由于激光垂准仪自身设备问题导致的扩散明显不合理的激光点坐标以及部分因为立井井段变形导致的大偏移激光点坐标后，将剩下的激光坐标根据深度距离信息拟合为直线，计算直线的斜率，即可利用斜率补偿校正。其步骤简单，使用方便，利用补偿调教快速获得立井的铅垂线。

主权项：1.一种为煤矿立井井筒提供铅垂测量基准的方法，其特征在于：在立井上方设置激光垂准仪或激光指向仪，在罐道（6）中的提升容器（7）顶部设置激光接收器，激光接收器用以接收激光垂准仪或激光指向仪的激光投点并实时记录接受到的激光投点坐标；通过同步记录提升容器（7）在罐道（6）中深度数据以及同步接收到的激光投点坐标，剔除掉由于激光垂准仪或激光指向仪自身设备问题导致的扩散明显不合理的激光投点坐标以及部分因为立井井段变形导致的大偏移激光投点坐标后，将剩下的激光投点坐标根据深度数据拟合为直线，计算直线的斜率，即可利用斜率补偿校正，从而获得准确的铅垂基准；具体步骤如下：将提升容器（7）提升至立井进口位置，调整设置在井口上方井架设置的激光垂准仪或激光指向仪，利用水平仪调整激光垂准仪或激光指向仪的激光竖直向下发射，同时调整激光接收器位置，激光接收器包括激光接收靶（3）和拍摄激光接收靶（3）上接收到的激光投点的摄像头（4），使激光投点至激光接收靶（3）的中心；通过提升容器（7）连接的绞车房内钢绞线的行程获取提升容器（7）在罐道中运行的深度数据，对应激光接收靶（3）上获取激光垂准仪或激光指向仪上激光投点的高程值；激光接收靶（3）获取的激光投点坐标值在提升容器（7）运行过程中会发生变化；激光接收靶（3）随提升容器（7）在整个井筒竖向范围内上下运行，通过摄像头（4）记录和识别提升容器（7）在罐道（6）中每个深度位置的激光投点坐标；对提升容器（7）从井口运行至井底过程中摄像头（4）识别并记录激光接收靶（3）上的激光投点坐标，并对激光投点坐标进行处理：分解出每个坐标值中激光铅垂度偏差成分并去除，以减小垂准激光不铅垂对测量基准精度造成的影响；去除每个坐标值中激光铅垂度偏差成分的具体步骤为：分别对每个坐标值中激光点的X坐标和Y坐标进行校正，其中X坐标的校正步骤如下：S1、将提升容器（7）从井口运行至井底过程中获取的激光投点数据按照立井深度进行分组；S2、以激光投点竖向深度数据Z为横坐标，X坐标作为纵坐标,得到每个激光投点对应的数据点坐标（Z,X），利用直线拟合法根据每一组数据点分别拟合直线，得到每组直线的斜率；S3、将每组数据点拟合直线的斜率取绝对值，再从第二组开始，将每组数据点拟合直线斜率的绝对值与上一组数据点拟合直线斜率的绝对值作差得到斜率差； ；S4、若斜率差值大于0.004，则认为该组数据存在罐道变形成分，删除该组数据点；S5、将数据点中所包含的非罐道变形引起的提升容器震动值和激光投点坐标识别误差值认为是随机且对称分布的，用最小二乘法对剩余的所有激光投点对应的数据点进行直线拟合，通过直线拟合后，提升容器震动值和激光投点坐标识别误差值将被削弱，所得直线即为存在铅垂偏差的激光直线在XOZ平面上的投影，XOZ平面为激光投点坐标所在坐标系的X轴和Z轴所构成的平面，激光在XOZ平面上投影直线的方程为： ；其中为该激光直线在深度处对应的X坐标值，将采集到的激光投点从井口向井底方向排序t=1,2,3…，k为激光在XOZ平面上投影直线的斜率，b为激光直线的截距即初始X坐标值；S6、将每个激光投点的深度所对应的拟合直线上点的X坐标减去井口处获取的第一个激光投点的X坐标值b，即可得到每个激光投点X坐标值中的垂准激光铅垂度偏差值ΔXt； ；S7、将每个激光点的X坐标值减去该激光点对应深度处的垂准激光铅垂度偏差值ΔX，从而修正偏差，获得X坐标的校正值；具体利用以下公式去除激光偏差的影响，计算深度处对应的激光投点X坐标校正结果值： ；重复步骤S2~S7，将校正激光投点X坐标的内容替换为校正激光投点Y坐标，分别对X方向和Y方向的偏差情况完成校正。

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