CN109611157A - 一种深部矿井大断面硐室变形智能监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深部矿井大断面硐室变形智能监测系统及方法，包括信号收发射装置(1)、转动控制装置(2)、水平旋转墩(3)、升降柱(4)、底座(5)和控制装置(6)，所述信号收发射装置(1)安装在转动控制装置(2)上，所述转动控制装置(2)安装在水平旋转墩(3)上，所述水平旋转墩(3)安装在升降柱(4)上，所述升降柱(4)安装在底座(5)上，所述信号收发射装置(1)、转动控制装置(2)、升降柱(4)分别与控制装置(6)通信连接，本发明能够实现连续监测、多方位变形监测，而且自动化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿地下工程硐室监测领域，尤其涉及一种深部矿井大断面硐室变形智能监测系统和使用方法。
背景技术
随着煤矿开采技术的发展，越来越多的煤矿煤炭产量达到千万吨级别，矿井向大型化方向发展，由于产量的提升，井下相应的机电，运输设备增大增多，硐室断面逐渐增大；此外，为实现煤炭资源的绿色开采，减少井上矸石山的堆积对环境的影响，井下洗选和排矸技术被相继提出和应用，井下形成了洗选硐室，矸石仓等一系列大断面硐室组成的硐室群。目前，深部煤炭开采已成趋势，然而深部硐室受三高一扰动的影响，硐室围岩稳定性问题愈发突出。由于深部大断面硐室存在着以上断面积大，受硐室群、深部恶劣环境影响等问题，因此，有必要对深部大断面硐室进行安全监测。
硐室表面变形监测是井下硐室安全监测的主要组成部分。变形监测方法主要包括多点位移计法、收敛计法、十字交叉法，激光位移监测等。多点位移计法和收敛计法需要预埋装置，大断面硐室变形监测测点多，操作复杂，对硐室围岩有破坏作用，而十字交叉法精度不高，在对大断面硐室监测时操作困难，因此以上两种方法皆宜不采用。目前，激光位移监测已经部分达到自动化监测，具有精度高，操作简便等特点，然而，采用此方法对深部大断面硐室变形监测时还存在如下问题：1、安装位置具有一定的要求，并且需要在测量基点固定，而深部大断面硐室设备多，有时无法选取合适的测量基点，或者测点需移动时造成前期监测数据的无效，无法做到连续性监测，如申请号为201310419964.5的发明专利，必须将测量装置安装在巷硐壁一侧，申请号为201510663348.3的发明专利激光测距装置需固定安在巷道顶端；2、自动化程度仍旧不高，如申请号为201310466049.1的发明专利，需要保证激光测距仪与巷道中线垂直，手工调节效率低下，申请号为201410210494.6的发明专利，激光探头所对夹角采用刻度盘读取，在测量数据后还需将数据导入计算机进行处理，无法直接得出测量数据；3、现有硐室变形监测中，常为选择某一段面监测，若要对硐室进行全方位监测需选取多个断面以及多套监测设备，费时费力且不经济；4、深部矿井大断面硐室对设备要求防爆，而大多监测设备都未涉及此要求。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够连续监测的深部矿井大断面硐室变形智能监测系统及方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种深部矿井大断面硐室变形智能监测系统，包括信号收发射装置、转动控制装置、水平旋转墩、升降柱、底座和控制装置，所述信号收发射装置安装在转动控制装置上，所述转动控制装置安装在水平旋转墩上，所述水平旋转墩安装在升降柱上，所述升降柱安装在底座上，所述信号收发射装置、转动控制装置、升降柱分别与控制装置通信连接。
所述转动控制装置包括转动控制板一、转动控制板二、连接板、竖直转动机构和水平传动机构，连接板一端连接在转动控制板一上，另一端连接在转动控制板二上，所述信号收发射装置位于转动控制板一、转动控制板二之间。
所述竖直转动机构包括竖直转动齿轮一、竖直转动齿轮二、竖直传动齿轮一、竖直传动齿轮二、竖直转动驱动马达、竖直转动传动轴一、竖直转动传动轴二，所述竖直转动齿轮一、竖直传动齿轮一、竖直转动驱动马达安装在转动控制板一上，且所述竖直转动齿轮一、竖直传动齿轮一均通过轴承与转动控制板一转动连接。所述竖直转动齿轮二、竖直传动齿轮二安装在转动控制板二上，且所述竖直转动齿轮二、竖直传动齿轮二均通过轴承与转动控制板二转动连接。所述竖直转动传动轴一一端与竖直转动齿轮一传动连接，另一端固定在信号收发射装置一侧上。所述竖直转动传动轴二一端与竖直转动齿轮二传动连接，另一端固定在信号收发射装置另一侧上，所述竖直转动驱动马达一均与竖直传动齿轮一、竖直传动齿轮二传动连接，所述竖直转动齿轮一与竖直传动齿轮一啮合传动连接。而所述竖直转动齿轮二与竖直传动齿轮二啮合传动连接。
所述水平传动机构包括水平传动齿轮一、水平传动齿轮二、水平转动驱动马达、水平转动齿轮一、水平转动齿轮二、竖直转动传动轴一，竖直转动传动轴二。所述水平传动齿轮一、水平转动齿轮一、水平转动驱动马达安装在转动控制板一上，且所述水平传动齿轮一、水平转动齿轮一通过轴承与转动控制板一转动连接。所述水平传动齿轮二、水平转动齿轮二安装在转动控制板二上，且所述水平传动齿轮二、水平转动齿轮二通过轴承与转动控制板二转动连接。所述水平转动驱动马达均与水平传动齿轮一、水平传动齿轮二传动连接，所述水平传动齿轮一与水平转动齿轮一啮合传动连接，所述水平传动齿轮二与水平转动齿轮二啮合传动连接。
所述水平旋转墩的上表面设置有圆形水平旋转齿轮槽，所述水平转动齿轮一、水平转动齿轮二均与水平旋转齿轮槽啮合传动连接。
优选的：所述竖直转动传动轴一连接在信号收发射装置的中心部位。
优选的：还包括对心轴，所述对心轴的一端固定安装在水平旋转墩水平旋转墩的中心，另一端穿过连接板的中心，且所述对心轴与连接板转动连接。
优选的：所述对心轴的轴线与信号收发射装置的竖直方向的中心线重合。
优选的：所述底座包括底板和车轮，所述车轮安装在底板上。
优选的：所述信号收发射装置包括超声波/激光发射器、信号收集器、陀螺仪，所述超声波/激光发射器用于发射超声波或者激光信号，信号收集器用于收集反射回的超声波或者激光信号，陀螺仪用于记录和输出信号发射方位。
优选的：所述控制装置包括显示器、控制按键、升降控制线路和信号传输线路，所述升降控制线路一端与升降柱连接，另一端与控制装置的控制系统连接，所述信号传输线路一端与信号收发射装置连接，另一端与控制装置的控制系统连接，所述控制装置的控制系统均与显示器、控制按键连接。所述控制按键包括升降柱升降按键、水平和竖直转动按键、开启/关闭记录装置监测过程按键、开启/关闭扫描监测按键、扫描设定按键、读取装置监测过程按键。
一种应用深部矿井大断面硐室变形智能监测系统的监测方法，包括以下步骤：
步骤1，在煤矿地下工程硐室内选取两个以上的相邻监测断面，确定深部矿井大断面硐室变形智能监测系统的放置位置，将其固定好，通过控制装置上控制按键中水平和竖直转动按键调节信号收发射装置初始水平和竖直方位，通过所述控制装置上控制按键中升降柱升降按键调节信号收发射装置的高度，确定初始信号发射方位以及初始坐标O(0,0,0)。
步骤2，选定预设断面开始监测，通过控制按键中开启/关闭记录装置监测过程按键开启记录装置监测过程，同时经控制按键中开启/关闭扫描监测按键开启扫描监测，此时信号传输线路控制信号收发射装置上超声波/激光发射器发射超声波或者激光信号，通过记录发射与接收到信号时长及装置尺寸可以确定硐室表面P0点离信号收发射装置中心位移L0，通过陀螺仪确定硐室表面P0与水平面所夹角α，水平面投影与x轴正方向夹角β，则确定P0的坐标为(x0,y0,z0)，其中
x0＝L0cosαsinβ
y0＝L0sinα
z0＝L0cosαsinβ
当初始坐标变换时，初始坐标O(0,0,0)变为O’(x’,y’,z’)，测量得到O’(x’,y’,z’)坐标的实际值，此时对于监测点P0(L0cosαsinβ,L0sinα,L0cosαsinβ)，相对于以O(0,0,0)为原点的原坐标系的坐标P’0为(x’0,y’0,z’0)，其中
x’0＝L0cosαsinβ-x’,
y’0＝L0sinα-y’,
z’0＝L0cosαsinβ-z’。
同理，按照预定的监测断面，通过控制按键中扫描设定按键设定信号收发射装置变化角度，以及超声波/激光发射器发射信号时机，继续自动确定P1,P2…Pn的坐标，将这些坐标处理后依次连线显示于显示器上。
步骤3，按照步骤2中的方法，依次监测其他断面，显示于显示器上。
步骤4，通过控制按键中开启/关闭记录装置监测过程按键停止记录装置监测过程，然后同样通过控制按键中读取装置监测过程按键读取装置监测过程。
优选的：将监测到的数据存储于SD卡中便于后期处理。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
1、对于监测装置的位置无特殊要求，同时本发明装置在移动后仍旧能够采用前期的监测数据，实现连续监测。
2、自动化程度高，在确定好监测断面以及监测位置后，装置经初次扫描设定后可自动进行多方位变形监测，监测过程无需人工操作。
3、能够对实现对深部大断面硐室的三维监测，减少了对大断面硐室多断面监测的设备、人工和时间成本投入。
4、本发明装置体积小，可移动，测量方便，能够实现在深部大断面硐室中光线差等条件下的变形监测，并且监测可输出图像对比。
附图说明
图1为本发明专利整体结构示意图；
图2为本发明专利转动连接结构示意图；
图3为本发明专利水平旋转墩结构示意图；
图4为本发明专利俯视图；
图5为本发明专利侧视图；
图6为本发明专利控制按键按键分布示意图；
图7为巷道表面坐标确定示意图。
图中：1巷信号收发射装置；11—超声波/激光发射器；12—信号收集器；13—陀螺仪；2螺转动控制装置；21—转动控制板一；22—转动控制板二；23—竖直转动齿轮一；24—竖直传动齿轮一；25—竖直转动驱动马达；26—水平传动齿轮一；27—水平转动驱动马达；28—水平转动齿轮一；29—竖直转动传动轴一；；210—连接板；3；水平旋转墩；31—水平旋转齿轮槽；32—对心轴；4心升降柱；5；底座；51—底板；52—车轮；6—控制装置；61—显示器；62—控制按键；63—升降控制线路；64—信号传输线路；621—升降柱升降按键；622—水平和竖直转动按键；623—开启/关闭记录装置监测过程按键；624—开启/关闭扫描监测按键；625—扫描设定按键，626—读取装置监测过程按键。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种深部矿井大断面硐室变形智能监测系统，如图1所示，包括信号收发射装置1、转动控制装置2、水平旋转墩3、升降柱4、底座5和控制装置6，所述信号收发射装置1安装在转动控制装置2上，所述转动控制装置2安装在水平旋转墩3上，所述水平旋转墩3安装在升降柱4上，所述升降柱4安装在底座5上，所述信号收发射装置1、转动控制装置2、升降柱4分别与控制装置6通信连接。
所述信号收发射装置1包括超声波/激光发射器11、信号收集器12、陀螺仪13，所述超声波/激光发射器11用于发射超声波或者激光信号，信号收集器12用于收集反射回的超声波或者激光信号，陀螺仪13用于记录和输出信号发射方位。升降柱4可以通过控制装置6控制装置的升降。升降柱4下端为底座5，底座5包括底板51和车轮52，底座5通过车轮52带动装置移动。
如图2，图4、5，所述转动控制装置2用于控制信号收发射装置1的水平和垂直转动，所述转动控制装置2包括转动控制板一21、转动控制板二22、连接板210、竖直转动机构和水平传动机构，转动控制板一21、转动控制板二22下方通过连接板210连接，连接板210连接转动控制板一21、转动控制板二22的方式可以是螺栓也可是焊接。所述信号收发射装置1位于转动控制板一21、转动控制板二22之间。
所述竖直转动机构包括竖直转动齿轮一23、竖直转动齿轮二、竖直传动齿轮一24、竖直传动齿轮二、竖直转动驱动马达25、竖直转动传动轴一29、竖直转动传动轴二，所述竖直转动齿轮一23、竖直传动齿轮一24、竖直转动驱动马达25安装在转动控制板一21上，且所述竖直转动齿轮一23、竖直传动齿轮一24均通过轴承与转动控制板一21转动连接。所述竖直转动齿轮二、竖直传动齿轮二安装在转动控制板二22上，且所述竖直转动齿轮二、竖直传动齿轮二均通过轴承与转动控制板二22转动连接。所述竖直转动传动轴一29一端与竖直转动齿轮一23传动连接，另一端固定在信号收发射装置1一侧上，所述竖直转动传动轴一29连接在信号收发射装置1一侧的中心部位。所述竖直转动传动轴二一端与竖直转动齿轮二传动连接，另一端固定在信号收发射装置1另一侧上，所述竖直转动传动轴二连接在信号收发射装置1另一侧的中心部位，所述竖直转动驱动马达一25均与竖直传动齿轮一24、竖直传动齿轮二通过皮带、链条等传动连接，所述竖直转动齿轮一23与竖直传动齿轮一24啮合传动连接。而所述竖直转动齿轮二与竖直传动齿轮二啮合传动连接。
所述水平传动机构包括水平传动齿轮一26、水平传动齿轮二、水平转动驱动马达27、水平转动齿轮一28、水平转动齿轮二、竖直转动传动轴一29，竖直转动传动轴二。所述水平传动齿轮一26、水平转动齿轮一28、水平转动驱动马达27安装在转动控制板一21上，且所述水平传动齿轮一26、水平转动齿轮一28通过轴承与转动控制板一21转动连接。所述水平传动齿轮二、水平转动齿轮二安装在转动控制板二22上，且所述水平传动齿轮二、水平转动齿轮二通过轴承与转动控制板二22转动连接。所述水平转动驱动马达27均与水平传动齿轮一26、水平传动齿轮二通过皮带、链条等传动连接，所述水平传动齿轮一26与水平转动齿轮一28啮合传动连接，所述水平传动齿轮二与水平转动齿轮二啮合传动连接。
如图3所示，水平旋转墩3在所述的转动控制装置2下方，所述水平旋转墩3的上表面设置有圆形水平旋转齿轮槽31，水平旋转齿轮槽31能够与水平转动齿轮一28、水平转动齿轮二啮合，所述水平转动齿轮一28、水平转动齿轮二均与水平旋转齿轮槽31啮合传动连接，以便水平传动齿轮一28、水平转动齿轮二转动时带动所述的信号收发射装置1和转动控制装置2沿着水平旋转齿轮槽31旋转。水平旋转墩3中心有对心轴32，所述对心轴32的一端固定安装在水平旋转墩水平旋转墩3的中心，另一端穿过连接板210的中心，且所述对心轴32与连接板210转动连接。所述对心轴32的轴线与信号收发射装置1的竖直方向的中心线重合。
竖直转动驱动马达25通过竖直传动齿轮一24使竖直转动传动轴一29、竖直转动传动轴二旋转从而带动信号收发射装置1在竖直方向上旋转，水平转动驱动马达27通过驱动水平传动齿轮一26转动带动水平转动齿轮一28、水平转动齿轮二转动从而使信号收发射装置1和转动控制装置2在水平旋转墩3上平面水平旋转；
所述控制装置6包括显示器61、控制按键62、升降控制线路63和信号传输线路64，所述升降控制线路63一端与升降柱4连接，另一端与控制装置6的控制系统连接，所述信号传输线路64一端与信号收发射装置1连接，另一端与控制装置6的控制系统连接，所述控制装置6的控制系统均与显示器61、控制按键62连接。所述控制按键62包括升降柱升降按键621、水平和竖直转动按键622、开启/关闭记录装置监测过程按键623、开启/关闭扫描监测按键624、扫描设定按键625、读取装置监测过程按键626。所述显示器61实时显示监测区域的巷道轮廓(2D或者3D)。
一种应用深部矿井大断面硐室变形智能监测系统的监测方法，包括以下步骤：
步骤1，如图7所示，在煤矿地下工程硐室内选取若干的相邻监测断面①②③…，确定深部矿井大断面硐室变形智能监测系统的放置位置，将其固定好，通过控制装置6上控制按键62中水平和竖直转动按键622调节信号收发射装置1初始水平和竖直方位，通过所述控制装置6上控制按键62中升降柱升降按键621调节信号收发射装置1的高度，确定初始信号发射方位以及初始坐标O(0,0,0)。
步骤2，选定预设断面①开始监测，如图1，通过控制按键62中开启/关闭记录装置监测过程按键623开启记录装置监测过程，同时经控制按键62中开启/关闭扫描监测按键624开启扫描监测，此时信号传输线路64控制信号收发射装置1上超声波/激光发射器11发射超声波或者激光信号，如图7，通过记录发射与接收到信号时长及装置尺寸可以确定硐室表面P0点离信号收发射装置1中心位移L0，通过陀螺仪13确定硐室表面P0与水平面所夹角α，水平面投影与x轴正方向夹角β，则确定P0的坐标为(x0,y0,z0)，其中
x0＝L0cosαsinβ
y0＝L0sinα
z0＝L0cosαsinβ
当初始坐标变换时即本发明系统移动后，初始坐标O(0,0,0)变为O’(x’,y’,z’)，测量得到O’(x’,y’,z’)坐标的实际值，此时对于监测点P0(L0cosαsinβ,L0sinα,L0cosαsinβ)，相对于以O(0,0,0)为原点的原坐标系的坐标为P’0(x’0,y’0,z’0)，其中
x’0＝L0cosαsinβ-x’,
y’0＝L0sinα-y’,
z’0＝L0cosαsinβ-z’。
同理，按照预定的监测断面①，通过控制按键62中扫描设定按键625设定信号收发射装置1变化角度，以及超声波/激光发射器11发射信号时机，继续自动确定P1,P2…Pn的坐标，将这些坐标处理后依次连线显示于显示器61上。
步骤3，按照步骤2中的方法，依次监测其他断面②③…,显示于显示器61上。
步骤4，通过控制按键62中开启/关闭记录装置监测过程按键623停止记录装置监测过程，然后同样通过控制按键62中读取装置监测过程按键626读取装置监测过程，使本装置自动重复上述步骤2、步骤3监测过程，同时，以上监测数据随时存储于SD卡中便于后期处理。
本系统各分部均做防爆处理达到矿井防爆要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种深部矿井大断面硐室变形智能监测系统，其特征在于：包括信号收发射装置(1)、转动控制装置(2)、水平旋转墩(3)、升降柱(4)、底座(5)和控制装置(6)，所述信号收发射装置(1)安装在转动控制装置(2)上，所述转动控制装置(2)安装在水平旋转墩(3)上，所述水平旋转墩(3)安装在升降柱(4)上，所述升降柱(4)安装在底座(5)上，所述信号收发射装置(1)、转动控制装置(2)、升降柱(4)分别与控制装置(6)通信连接；
所述转动控制装置(2)包括转动控制板一(21)、转动控制板二(22)、连接板(210)、竖直转动机构和水平传动机构，连接板(210)一端连接在转动控制板一(21)上，另一端连接在转动控制板二(22)上，所述信号收发射装置(1)位于转动控制板一(21)、转动控制板二(22)之间；
所述竖直转动机构包括竖直转动齿轮一(23)、竖直转动齿轮二、竖直传动齿轮一(24)、竖直传动齿轮二、竖直转动驱动马达(25)、竖直转动传动轴一(29)、竖直转动传动轴二，所述竖直转动齿轮一(23)、竖直传动齿轮一(24)、竖直转动驱动马达(25)安装在转动控制板一(21)上，且所述竖直转动齿轮一(23)、竖直传动齿轮一(24)均通过轴承与转动控制板一(21)转动连接；所述竖直转动齿轮二、竖直传动齿轮二安装在转动控制板二(22)上，且所述竖直转动齿轮二、竖直传动齿轮二均通过轴承与转动控制板二(22)转动连接；所述竖直转动传动轴一(29)一端与竖直转动齿轮一(23)传动连接，另一端固定在信号收发射装置(1)一侧上；所述竖直转动传动轴二一端与竖直转动齿轮二传动连接，另一端固定在信号收发射装置(1)另一侧上，所述竖直转动驱动马达一(25)均与竖直传动齿轮一(24)、竖直传动齿轮二传动连接，所述竖直转动齿轮一(23)与竖直传动齿轮一(24)啮合传动连接；而所述竖直转动齿轮二与竖直传动齿轮二啮合传动连接；
所述水平传动机构包括水平传动齿轮一(26)、水平传动齿轮二、水平转动驱动马达(27)、水平转动齿轮一(28)、水平转动齿轮二、竖直转动传动轴一(29)，竖直转动传动轴二；所述水平传动齿轮一(26)、水平转动齿轮一(28)、水平转动驱动马达(27)安装在转动控制板一(21)上，且所述水平传动齿轮一(26)、水平转动齿轮一(28)通过轴承与转动控制板一(21)转动连接；所述水平传动齿轮二、水平转动齿轮二安装在转动控制板二(22)上，且所述水平传动齿轮二、水平转动齿轮二通过轴承与转动控制板二(22)转动连接；所述水平转动驱动马达(27)均与水平传动齿轮一(26)、水平传动齿轮二传动连接，所述水平传动齿轮一(26)与水平转动齿轮一(28)啮合传动连接，所述水平传动齿轮二与水平转动齿轮二啮合传动连接；
所述水平旋转墩(3)的上表面设置有圆形水平旋转齿轮槽(31)，所述水平转动齿轮一(28)、水平转动齿轮二均与水平旋转齿轮槽(31)啮合传动连接。
2.根据权利要求1所述深部矿井大断面硐室变形智能监测系统，其特征在于：所述竖直转动传动轴一(29)连接在信号收发射装置(1)的中心部位。
3.根据权利要求2所述深部矿井大断面硐室变形智能监测系统，其特征在于：还包括对心轴(32)，所述对心轴(32)的一端固定安装在水平旋转墩水平旋转墩(3)的中心，另一端穿过连接板(210)的中心，且所述对心轴(32)与连接板(210)转动连接。
4.根据权利要求3所述深部矿井大断面硐室变形智能监测系统，其特征在于：所述对心轴(32)的轴线与信号收发射装置(1)的竖直方向的中心线重合。
5.根据权利要求4所述深部矿井大断面硐室变形智能监测系统，其特征在于：所述底座(5)包括底板(51)和车轮(52)，所述车轮(52)安装在底板(51)上。
6.根据权利要求5所述深部矿井大断面硐室变形智能监测系统，其特征在于：所述信号收发射装置(1)包括超声波/激光发射器(11)、信号收集器(12)、陀螺仪(13)，所述超声波/激光发射器(11)用于发射超声波或者激光信号，信号收集器(12)用于收集反射回的超声波或者激光信号，陀螺仪(13)用于记录和输出信号发射方位。
7.根据权利要求6所述深部矿井大断面硐室变形智能监测系统，其特征在于：所述控制装置(6)包括显示器(61)、控制按键(62)、升降控制线路(63)和信号传输线路(64)，所述升降控制线路(63)一端与升降柱(4)连接，另一端与控制装置(6)的控制系统连接，所述信号传输线路(64)一端与信号收发射装置(1)连接，另一端与控制装置(6)的控制系统连接，所述控制装置(6)的控制系统均与显示器(61)、控制按键(62)连接；所述控制按键(62)包括升降柱升降按键(621)、水平和竖直转动按键(622)、开启/关闭记录装置监测过程按键(623)、开启/关闭扫描监测按键(624)、扫描设定按键(625)、读取装置监测过程按键(626)。
8.一种采用权利要求7所述深部矿井大断面硐室变形智能监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在煤矿地下工程硐室内选取两个以上的相邻监测断面，确定深部矿井大断面硐室变形智能监测系统的放置位置，将其固定好，通过控制装置(6)上控制按键(62)中水平和竖直转动按键(622)调节信号收发射装置(1)初始水平和竖直方位，通过所述控制装置(6)上控制按键(62)中升降柱升降按键(621)调节信号收发射装置(1)的高度，确定初始信号发射方位以及初始坐标O(0,0,0)；
步骤2，选定预设断面开始监测，通过控制按键(62)中开启/关闭记录装置监测过程按键(623)开启记录装置监测过程，同时经控制按键(62)中开启/关闭扫描监测按键(624)开启扫描监测，此时信号传输线路(64)控制信号收发射装置(1)上超声波/激光发射器(11)发射超声波或者激光信号，通过记录发射与接收到信号时长及装置尺寸可以确定硐室表面P0点离信号收发射装置(1)中心位移L0，通过陀螺仪(13)确定硐室表面P0与水平面所夹角α，水平面投影与x轴正方向夹角β，则确定P0的坐标为(x0,y0,z0)，其中：
x0＝L0cosαsinβ
y0＝L0sinα
z0＝L0cosαsinβ
当初始坐标变换时，初始坐标O(0,0,0)变为O’(x’,y’,z’)，测量得到O’(x’,y’,z’)坐标的实际值，此时对于监测点P0(L0cosαsinβ,L0sinα,L0cosαsinβ)，相对于以O(0,0,0)为原点的原坐标系的坐标P’0为(x’0,y’0,z’0)，其中：
x’0＝L0cosαsinβ-x’,
y’0＝L0sinα-y’,
z’0＝L0cosαsinβ-z’；
同理，按照预定的监测断面，通过控制按键(62)中扫描设定按键(625)设定信号收发射装置(1)变化角度，以及超声波/激光发射器(11)发射信号时机，继续自动确定P1,P2…Pn的坐标，将这些坐标处理后依次连线显示于显示器61上；
步骤3，按照步骤2中的方法，依次监测其他断面,显示于显示器(61)上；
步骤4，通过控制按键(62)中开启/关闭记录装置监测过程按键(623)停止记录装置监测过程，然后同样通过控制按键(62)中读取装置监测过程按键(626)读取装置监测过程。
9.根据权利要求8所述深部矿井大断面硐室变形智能监测系统，其特征在于：将监测到的数据存储于SD卡中便于后期处理。
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