受煤矿的开采深度增加、地质条件复杂等因素影响,矿山立井井筒承受较大压力而极易产生变形,并影响罐道的垂直度,为确保煤矿的生产安全,亟需开展井筒变形监测和罐道垂直度检测工作。受制于井筒内部恶劣的观测环境,传统的井筒变形监测及罐道垂直度检测工作流程较为繁琐,耗费大量人力物力,并且精度难以保证。因此,从工程应用实际出发,研究井筒变形监测及罐道垂直度检测方法并研制相应监测系统具有重要的现实意义和应用价值。论文结合传感器、数据通信和数字图像处理等技术,研制立井井筒及罐道垂直度监测系统,并开展相关模拟实验和工程实践。主要内容如下:(1)分析了井筒变形监测应用最广泛的几何测量法的原理,介绍了传感器法,立井倾斜测量仪法和三维激光扫描法等传统方法;简要阐述了罐道垂直度检测的方法,并简要论述了过去实际作业过程中使用过的两种自制仪器的原理和使用方法。(2)设计了基于双轴倾角传感器的自动监测系统,对系统的倾角传感器、激光测距仪、单片机、编码器等元件进行选型并组装,结合数据通信技术,给出了系统设计图并通过实验室测试进行了可行性分析。(3)设计了基于激光准直的监测系统。针对目前现有激光垂准仪投垂距离较短无法用于千米立井检测的现实,利用长距离激光指向仪改装了可用于千米立井的激光垂准仪。结合激光光斑在不同距离影像不同的特点,采用MATLAB编写了图像处理程序,完成了图像的处理及光斑中心的识别。在地面进行了测试实验,并应用于煤矿立井偏斜的实际检测工作,通过与已有且较为完善的立井偏斜检测方法的检测数据的对比分析,验证了该种方法的可行性及可靠性。