牛伟锋， 宗亮亮， 吴丰， 涂世宇， 艾凌云， 胡文彬， 甘维兵

(1.霍州煤电集团有限责任公司 辛置煤矿， 山西 霍州 031400；2.武汉理工大学 信息工程学院， 湖北 武汉 430070)

0 引言

在煤矿开采中，矿井提升机可将罐笼从煤矿底部提升到地面[1-2]，罐道作为罐笼运行的导轨，既可保证罐笼运行方向正确，又可限制罐笼水平方向的位移[3]。由于煤矿地质条件复杂，罐道容易受到外力的作用而产生形变[4]，轻则影响罐笼顺畅运行，重则影响煤矿人员逃生[5-6]，给煤矿安全生产埋下隐患。因此对煤矿罐道的形变检测成为亟待解决的重要课题。

根据《煤矿安全规程》和GB 50213—2010《煤矿井巷工程质量验收规范》，在煤矿罐道检测中，2根罐道之间的缝隙宽度、各方向错位值及单根罐道的磨损量可反映罐道局部形变情况，且要求精度达毫米级。然而传统的罐道形变检测方法是使用钢尺测量，精度较低，操作复杂[7]。为了提高检测效率，许多学者提出罐道形变自动化检测方法。蒋玉强等[8]使用加速度计测量罐笼运行过程中的冲击振动加速度，使用倾角传感器测量罐笼的偏转角度，综合2种信息分析罐道的冲击受力和局部形变情况，但可靠性不高。郭峰[9]设计了罐道间距及接头检测系统，通过超声波位移传感器实时记录罐笼位置信息，通过激光测距传感器测量罐道缝隙宽度及错位值，但存在操作复杂、受环境影响较大的缺点。

二维激光扫描技术是非接触式测量技术[10-11]，激光器发射出激光，经过柱面物镜分散成间距固定的激光散点，通过捕捉激光散点在被测对象表面的漫反射光信号即可得到二维激光扫描仪与被测对象之间的距离，生成被测对象表面二维轮廓数据[12-15]。……