一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法技术

本发明专利技术公开了一种用于探测巷道围岩地质的勘探支架、勘探装置和勘探方法。勘探装置包括激光测距仪、LTD探地雷达和勘探支架。所述勘探支架包括移动支架、轴向旋转支架、径向旋转支架和驱动装置。轴向旋转支架架设于移动支架上，且与移动支架构成转动配合，径向旋转支架与轴向旋转支架成十字交叉。径向旋转支架沿其自身轴向可伸缩。驱动装置驱动轴向旋转支架旋转且带动径向旋转支架旋转。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：本发明专利技术的一种用于探测巷道围岩地质的勘探支架、勘探装置和勘探方法可对巷道断面进行连续精确勘探，且可对探测结果进行精确定位，有助于形成准确有效的区域内巷道围岩三维地质变化图。

An exploration method for drawing 3D geological map of surrounding rock of roadway

The invention discloses an exploration support, an exploration device and an exploration method for detecting the surrounding rock geology of a roadway. The exploration devices include laser range finder, LTD ground penetrating radar and exploration support. The exploration support comprises a movable support, an axial rotating support, a radial rotating support and a driving device. The axial rotating bracket is mounted on the movable support and forms a rotary fit with the mobile support, and the radial rotating support is crossed with the axial rotating support. The radial pivoting bracket is extensible in its own axial direction. The driving device drives the axial rotating bracket to rotate and drives the radial rotating bracket to rotate. Compared with the prior art, the invention has the following advantages: a method for the detection of geological exploration, roadway support device and method for prospecting exploration roadway for continuous accurate exploration of the invention, and can accurately locate the detection results, contribute to the formation of effective region surrounding rock three-dimensional geological map changes.

【技术实现步骤摘要】
一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法本申请是专利技术名称为用于探测巷道围岩地质的勘探支架、勘探装置和勘探方法，申请号为201510608717.9(申请日2015年09月21日)的分案申请。
本专利技术涉及巷道围岩勘探领域，尤其涉及的是一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法。
技术介绍
巷道围岩是一个极其复杂的地质体，岩层复杂多变，存在断层、褶曲等各种复杂的地质构造，一切与围岩有关的工作，如工作面开采、巷道布置、巷道支护设计等，都离不开对区域内围岩地质特征的充分了解。探地雷达系统将高频(100～1000MHz或更高)电磁波以宽频带脉冲形式由发射天线向被探测物发射，根据反射波信号的时延形状及频谱特性等参数，可以解译出目标深度、介质结构及性质，在数据处理的基础上，应用数字图像的恢复与重建技术，对探测目标进行成像处理，以期达到对探测目标真实和直观的再现。根据电磁波在地下介质的传播规律，在区域内通过多次布点，探地雷达可以对区域内岩层、空洞、断层、地质结构、地下水以及地下矿藏等目标进行查找和描述，对区域内的巷道围岩地质变化形初步的认知，合理的划分区域内巷道围岩的类型，着重注意对地质异常区域的处理，指导矿井的绿色安全高效开采。目前区域内巷道围岩地质变化的探地雷达勘探装置，存在以下不足：现有的勘探装置，一般采用人工推拉，劳动强度大，费力；此外，没有充分考虑连续探测过程中巷道断面的变化，勘探过程不稳定，无法对巷道断面进行连续精确勘探；现有的勘探操作中，测线布置少，无法对巷道断面探测结果进行精确定位；通过现有的勘探装置勘探巷道围岩，无法形成区域内准确有效的巷道围岩三维地质变化图。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，可对巷道断面进行连续精确勘探。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，包括如下步骤：(S1)、对待观测的巷道围岩，布置测线，并对巷道围岩的断面测线和巷道轴向测线进行标识；(S2)、组装用于探测巷道围岩地质的勘探装置；(S3)、利用勘探装置勘探巷道断面形状和断面面积在连续观测过程的改变：根据方位指针在角度刻度盘上的转动角度，手动旋转转轴，每旋转一次角度，利用激光测距仪测量转轴中心到巷壁的距离，并记录数据，直至完成整个巷道断面的观测，后推动勘探装置到下一个观测线，根据记录的数据和几何关系，利用绘图软件绘制三维图，确定测线巷道断面形状和巷道断面面积的变化；(S4)、观测巷道断面内任意位置的地质变化：推动勘探装置于测量位置，将固定钢钎对应插入第一固定孔内，固定勘探装置的相对位置，根据激光测距仪观测得到的距离，调整缠线轮，促使在距离最大处收发天线紧贴巷壁；控制电机使固定杆在巷道断面内匀速旋转，并记录旋转时间，根据LTD探地雷达获取的数据图像上的距离与中心轴的旋转角度存在的线性关系，利用绘图软件绘制的三维图，将探测结果在图纸上进行精确定位；(S5)、观测巷道轴向的地质变化，探测定位：调整缠线轮保证在距离最大处，使得收发天线紧贴巷壁，将转轴固定在设定的角度，通过滚轮滚动移动支架，匀速推动整个勘探装置，将探测结果在图纸上进行定位；(S6)、绘制区域内有效的巷道围岩三维地质变化图：沿着巷道断面测线和巷道轴向测线对区域内巷道围岩地质变化进行密集观测，将探测结果在图纸上进行定位，形成区域内的巷道围岩三维地质变化图。作为上述方案的进一步优化，所述勘探装置包括激光测距仪(6)、LTD探地雷达和勘探支架，所述LTD探地雷达包括收发天线(7)和便携式主机(10)，所述收发天线(7)设于径向旋转支架的上端，所述激光测距仪(6)设于轴向旋转支架的转轴(2)上，所述激光测距仪(6)通过可旋转的转轴(2)测量转轴中心到巷壁的距离，所述便携式主机(10)与收发天线(7)电性连接，所述收发天线(7)通过可伸缩的径向旋转支架紧贴巷壁进行探测。作为上述方案的进一步优化，伸缩杆(62)的杆头部设有可旋转固定托盘(8)，所述可旋转固定托盘(8)与伸缩杆(62)构成转动配合；所述收发天线(7)固定在可旋转固定托盘(8)上。作为上述方案的进一步优化，勘探支架包括移动支架、轴向旋转支架、径向旋转支架和驱动装置，所述轴向旋转支架架设于所述移动支架上，且与所述移动支架构成转动配合，所述径向旋转支架与所述轴向旋转支架成十字交叉，所述径向旋转支架沿其自身轴向可伸缩；所述驱动装置驱动所述轴向旋转支架旋转，且带动所述径向旋转支架旋转。作为上述方案的进一步优化，所述轴向旋转支架包括转轴(2)和两个承托基座(3)，所述转轴(2)呈圆柱状，且转轴(2)的两端设有细长杆状的轴头(22)；所述承托基座(3)沿长度方向内设转轴槽，所述转轴(2)两端的轴头(22)对应穿过所述承托基座(3)上的转轴槽，架设在两承托基座(3)上，所述转轴(2)通过轴头(22)与承托基座(3)构成转动配合。作为上述方案的进一步优化，其中一个所述承托基座(3)的端部外侧面上设有角度刻度盘(32)，对应穿过所述承托基座(3)上的转轴槽的轴头(22)的端部设有方位指针(24)，随着所述轴头(22)旋转，带动所述方位指针(24)在所述角度刻度盘(32)上转动。与已有技术相比，本专利技术的作为上述方案的进一步优化，的有益效果体现在：1、本专利技术的一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，可观测巷道断面形状和断面面积在连续观测过程的改变；可观测任意巷道断面内的地质变化，并实现探测结果的精确定位；可观测巷道轴线方向任意位置的地质变化；可绘制区域内有效的巷道围岩三维地质变化图。2、本专利技术的一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，采用的勘探支架，可通过移动支架水平移动；轴向旋转支架和径向旋转支架成十字交叉状，通过驱动装置控制轴向旋转支架和径向旋转支架旋转。3、本专利技术的一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，采用的勘探支架，承托基座的端部外侧面上设有角度刻度盘，对应穿过承托基座上的转轴槽的轴头的端部设有方位指针，轴头旋转带动方位指针在角度刻度盘上转动，可直观的观测轴向旋转支架的转动角度。4、本专利技术的一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，采用的勘探装置，收发天线设于径向旋转支架的上端，激光测距仪设于轴向旋转支架的转轴上，激光测距仪通过可旋转的转轴测量转轴中心到巷壁的距离，收发天线通过可伸缩的径向旋转支架紧贴巷壁探测，轴向旋转支架和径向旋转支架成十字交叉状设置于移动支架上，保证激光测距仪和收发天线在勘探过程中的稳定性；手动转动轴向旋转支架，激光测距仪可对巷道断面形状和断面面积进行连续精确地观测，有助于形成准确有效的区域内巷道围岩三维地质变化图。5、本专利技术的一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，采用的勘探装置，移动支架上设有滚轮和固定钢钎，当需要沿着巷道的轴向方向进行探测时，可以推动移动支架，滚轮的设置极大地降低了探测工作人员的劳动强度；此外，当推送到探测位置时，进行断面内观测，可采用固定钢钎将本勘探装置固定，匀速旋转转轴，能够对巷道断面探测结果进行精确定位。6、本专利技术的一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，采用的勘探装置，收发天线设置在伸缩杆的杆头部，伸缩杆和固定杆之间设置有伸缩机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，其特征在于，包括如下步骤：(S1)、对待观测的巷道围岩，布置测线，并对巷道围岩的断面测线和巷道轴向测线进行标识；(S2)、组装用于探测巷道围岩地质的勘探装置；(S3)、利用勘探装置勘探巷道断面形状和断面面积在连续观测过程的改变：根据方位指针在角度刻度盘上的转动角度，手动旋转转轴，每旋转一次角度，利用激光测距仪测量转轴中心到巷壁的距离，并记录数据，直至完成整个巷道断面的观测，后推动勘探装置到下一个观测线，根据记录的数据和几何关系，利用绘图软件绘制三维图，确定测线巷道断面形状和巷道断面面积的变化；(S4)、观测巷道断面内任意位置的地质变化：推动勘探装置于测量位置，将固定钢钎对应插入第一固定孔内，固定勘探装置的相对位置，根据激光测距仪观测得到的距离，调整缠线轮，促使在距离最大处收发天线紧贴巷壁；控制电机使固定杆在巷道断面内匀速旋转，并记录旋转时间，根据LTD探地雷达获取的数据图像上的距离与中心轴的旋转角度存在的线性关系，利用绘图软件绘制的三维图，将探测结果在图纸上进行精确定位；(S5)、观测巷道轴向的地质变化，探测定位：调整缠线轮保证在距离最大处，使得收发天线紧贴巷壁，将转轴固定在设定的角度，通过滚轮滚动移动支架，匀速推动整个勘探装置，将探测结果在图纸上进行定位；(S6)、绘制区域内有效的巷道围岩三维地质变化图：沿着巷道断面测线和巷道轴向测线对区域内巷道围岩地质变化进行密集观测，将探测结果在图纸上进行定位，形成区域内的巷道围岩三维地质变化图。...

【技术特征摘要】
1.一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，其特征在于，包括如下步骤：(S1)、对待观测的巷道围岩，布置测线，并对巷道围岩的断面测线和巷道轴向测线进行标识；(S2)、组装用于探测巷道围岩地质的勘探装置；(S3)、利用勘探装置勘探巷道断面形状和断面面积在连续观测过程的改变：根据方位指针在角度刻度盘上的转动角度，手动旋转转轴，每旋转一次角度，利用激光测距仪测量转轴中心到巷壁的距离，并记录数据，直至完成整个巷道断面的观测，后推动勘探装置到下一个观测线，根据记录的数据和几何关系，利用绘图软件绘制三维图，确定测线巷道断面形状和巷道断面面积的变化；(S4)、观测巷道断面内任意位置的地质变化：推动勘探装置于测量位置，将固定钢钎对应插入第一固定孔内，固定勘探装置的相对位置，根据激光测距仪观测得到的距离，调整缠线轮，促使在距离最大处收发天线紧贴巷壁；控制电机使固定杆在巷道断面内匀速旋转，并记录旋转时间，根据LTD探地雷达获取的数据图像上的距离与中心轴的旋转角度存在的线性关系，利用绘图软件绘制的三维图，将探测结果在图纸上进行精确定位；(S5)、观测巷道轴向的地质变化，探测定位：调整缠线轮保证在距离最大处，使得收发天线紧贴巷壁，将转轴固定在设定的角度，通过滚轮滚动移动支架，匀速推动整个勘探装置，将探测结果在图纸上进行定位；(S6)、绘制区域内有效的巷道围岩三维地质变化图：沿着巷道断面测线和巷道轴向测线对区域内巷道围岩地质变化进行密集观测，将探测结果在图纸上进行定位，形成区域内的巷道围岩三维地质变化图。2.根据权利要求1所述的一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，其特征在于，所述勘探装置包括激光测距仪(6)、LTD探地雷达和勘探支架，所述LTD探地雷达包括收发天线(7)和便携式主机(10)，所述收发天线(7)设于径向旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵光明，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34