一种“一发双收”超声波检测设备保护装置。保护装置由探头保护装置和电缆保护装置构成，整个保护装置采用PVC管材作为装置的原材料，管材均用胶水粘接在一起。根据超声波探头的结构参数在探头保护装置上相应位置留设发射端开口和接收端开口，以消除管壁对超声波发射和接收造成的干扰，同时在发射端开口和接收端开口对探头进行固定，避免其在检测过程中出现错位；用锥形堵头封堵探头保护装置一端，并在另一端间隔一定距离打孔用于固定尼龙绳。加装保护装置可有效提高检测速度和精度，同时降低了因塌孔而造成探头和电缆不能回收的可能性，减少了不必要的经济损失。
【技术实现步骤摘要】
一种“一发双收”超声波检测设备保护装置
本技术涉及一种“一发双收”超声波检测设备(探头及电缆)的保护装置，属于矿山工程
技术介绍
煤炭在我国能源消费中占比超过50％，对我国的经济发展有着重要的作用。但是部分地区浅部资源已濒临开采殆尽，因而煤田的开发范围在逐渐扩大，开采深度也在逐年增加，伴随而来的是煤田水文地质条件更加复杂，加大了煤层突水事故发生的可能性。矿井突水事故作为矿井生产中的五大灾害之一，严重制约煤矿的安全高效生产，同时也对井下生产人员的安全造成严重威胁。受开采扰动、矿山压力、地应力以及水压力等多重因素作用，采场及巷道的顶底板岩层中的原岩应力发生改变。岩层中原有的应力平衡状态被破坏，使得岩层内部产生微观裂隙破坏，进而在宏观上造成巷道和采场发生变形、破坏和移动，为突水事故的发生提供了便利的通道。为避免由于矿井突水造成的人员伤亡和经济损失，研究矿井突水事故发生的机理对采矿行业的健康发展显得尤为重要。我国幅员辽阔，矿井地下成矿条件复杂多样，开采技术和开采强度差异巨大，这便造成突水事故成因复杂多样。虽然现今可以借助计算机建立煤层和含水层模型模拟开采过程中煤岩体和水体的变化状态，并根据现有的防治水相关理论对可能发生的突水事故做出预测和预报，但这二者都仅是从理论上得出突水的可能位置和突水规模，并不能真实反映实际生产中的情况。只有将理论同现场实测相结合，才能对实际生产提供切实的指导。大量理论分析和现场实践表明，岩石本身具有力、声、电、磁等物理性质，其中最能反映岩石的性质是它的弹性力学参数，其主要通过静态法检测或者是动态法检测获得。静态法是通过在实验室对岩石试样进行加载获得；动态法通过使用超声波仪器在实验室对岩石试件进行检测和在现场检测获得相关弹性力学参数，相比之下动态法检测应用更为广泛，值得注意的是在现场用超声波仪器对煤层底板岩层进行检测，其获得的相关弹性力学参数更为准确。动态法检测通过超声波的纵波和横波在岩体内部的传播速度和规律来反映岩体的力学特性，其中纵波反映岩体的拉压变形，横波反映岩体剪切变形，纵横波速比可反映岩体完整状况。用超声波仪器对顶底板岩层采用动态法检测时，通常检测方案是预先按照一定的倾角向底板打一倾斜钻孔，然后将接通在超声波仪器的探头按照既定的测距依靠探头和电缆自重顺着钻孔逐次往下放，直至放至检测要求的距离。然而煤矿井下观测条件复杂，钻孔在施工过程中倾角、方位角容易发生改变，且通常钻孔斜长较大。同时，由于施工过程中产生的岩粉不能完全冲出钻孔，造成钻孔部分区域被岩粉堵塞，这些不利因素都导致很难依靠探头和电缆的自重下放至预定观测点，达不到检测要求。检测所用装置在钻孔中工作时还存在以下问题：1、所用探头主体构造刚性较差易弯曲，在探头下放时，探头端部经常顶在钻孔壁，造成探头不能顺利下放；2、由于钻孔施工后受外界因素影响发生变形，造成部分区域岩块突出，电缆和探头会在下放过程中出现一定刮擦，对设备造成破坏和影响检测结果；3、在开采过程中受超前集中应力影响，底板岩层会出现严重变形甚至破坏，若是在检测过程中钻孔出现塌孔现象，便会造成探头和电缆被卡在钻孔中无法回收。这几个问题直接影响到测量结果的精确性，同时还会造成不必要的经济损失。
技术实现思路
为了解决检测过程中出现的检测装置难以下放、测量精度难以保证，以及检测装置易损坏造成不必要的经济损失这几个问题，本技术设计制作出一种“一发双收”超声波检测设备(探头及电缆)的保护装置。此保护装置结构简单，容易加工和使用，造价低廉，加工装置所需材料容易获取，探头和电缆下放容易且速度快，可避免在下放过程中由于和突出岩块的摩擦对探头和电缆造成损坏，更重要的是不仅可以在塌孔的情况下避免探头和电缆被卡在钻孔中，提高检测的速度与精度，同时也避免了不必要的经济损失。本技术解决问题采用的方案是：一种“一发双收”超声波检测设备(探头及电缆)保护装置，采用具有一定弯曲性的高强度PVC管作为装置加工的原材料，且管材两端直径不同，便于连接。整个保护装置所需管材长度根据实际钻孔长度确定，为保证超声波信号的顺利发射与接收，对探头段的保护管材进行相应的加工。根据探头上的发射端和接收端所处的位置在管材上留设相应的开口，以消除管壁对声波发射和接收造成的干扰，同时用锥形堵头封堵探头保护装置直径较小的端头，在直径大的一端间隔一定距离打孔用于固定尼龙绳作为提拉持力绳，避免提拉过程中管材连接处因强度不够而脱落。本技术的优点：1、本技术保护装置，具有较好的弯曲性，在钻孔某段倾角、方位角出现变化时，仍能顺利将检测装置下放到测点。2、本技术保护装置可以有效保护探头和电缆，避免了由于和突出岩块的摩擦对探头和电缆造成损坏。3、本技术保护装置具有较好的抗压能力，在钻孔发生塌孔的情况下，该装置仍能较好的保持原状，因此避免了由于塌孔所造成的探头和电缆不可回收，避免了不必要的经济损失。4、本技术保护装置增加了探头主体结构的刚性，避免了探头顶在钻孔壁上发生弯曲而堵在钻孔当中的不利情况，使得探头可以顺利下放至测点，提高了检测的速度。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1为保护装置主视图；图2为探头保护装置剖面图。图中1.探头保护装置，2.电缆保护装置，3.锥形堵头，4.接收端开口，5.发射端开口，6.尼龙绳固定孔。具体实施方式下面结合附图对本技术的实例作进一步说明。在图1中，锥形堵头(3)粘接在探头保护装置(1)管口直径小的一端，从探头保护装置(1)管口直径大的一端将探头放入探头保护装置(1)，并在接收端开口(4)和发射端开口(5)对探头实施固定。将电缆从电缆保护装置(2)管口直径小的一端穿过，用胶水粘接探头保护装置(1)和电缆保护装置(2)。通常电缆长度较大，因此电缆保护装置就由多根管材组成，它们之间的连接方式和电缆保护装置(2)与探头保护装置(1)之间的连接方式相同。将尼龙绳固定在尼龙绳固定孔(6)处，在检测过程中拽住尼龙绳按照既定测距逐次缓慢下放整个保护装置。利用本技术装置进行现场测量的方法是：第一步，用锥形堵头(3)封堵探头保护装置(1)管口直径小的一端，将超声波探头从探头保护装置(1)管口直径大的一端放入探头保护装置(1)，调整好探头发射端和接收端位置，然后用塑料扎带在接收端开口(4)和发射端开口(5)处对探头实施固定，使探头在整个检测过程中始终处于原位。第二步，将电缆从电缆保护装置(2)管口直径小的一端穿入，直至从另一端穿过，用胶水将探头保护装置(1)和电缆保护装置(2)粘接在一起。第三步，将电缆穿过剩余的电缆保护装置(2)，电缆保护装置之间的连接方式同探头保护装置(1)和电缆保护装置(2)之间的连接方式相同。同时将尼龙绳穿过固定孔(6)系牢，并间隔一定距离用塑料扎带将尼龙绳捆扎在电缆保护装置(2)上。第四步，连接电缆和超声波仪器，调试检测装置使之正常工作，然后拽住尼龙绳将保护装置顺着钻孔按照既定测距逐次缓慢下放进行检测。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种“一发双收”超声波检测设备保护装置，主要包括探头保护装置(1)和电缆保护装置(2)，其特征是：探头保护装置(1)、电缆保护装置(2)通过胶水粘接，在探头保护装置(1)留设发射端开口(5)和接收端开口(4)，并在保护装置管材直径大的一端开设尼龙绳固定孔(6)，同时用胶水将锥形堵头(3)粘接在探头保护装置(1)管口直径小的一端，整个保护装置的管材均用胶水粘接在一起。
【技术特征摘要】
1.一种“一发双收”超声波检测设备保护装置，主要包括探头保护装置(1)和电缆保护装置(2)，其特征是：探头保护装置(1)、电缆保护装置(2)通过胶水粘接，在探头保护装置(1)留设发射端开口(5)和接收端开口(4)，并在保护装置管材直径大的一端开设尼龙绳固定孔(6)，同时用胶水将锥形堵头(3)粘接在探头保护装置(1)管口直径小的一端，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张书军，许延春，张罗迅，罗亚麒，范明宇，
申请(专利权)人：河南焦煤能源有限公司九里山矿，中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：河南,41
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