一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置及方法，包括定位底盘以及定位底盘上固定的钻头定位筒，钻头定位筒包括两端平行安装的定位圆环，定位底盘一侧设置有驱动箱，钻头定位筒下端的定位圆环与驱动箱同侧方向向外延伸出一根动轴，动轴插入驱动箱内，转轴垂直穿过动轴，驱动箱内于转轴一端安装有驱动电机，转轴上安装有角度传感器；定位底盘上固定有激光发射器，激光发射器的发射头指向定位底盘中心点位置，激光发射器的发射头上安装有定位扫描头；驱动箱内设置有集成控制板，无线传输模块与移动终端通过无线电连接，移动终端内包括数据录入模块。本发明专利技术通过设置多个定位结构，与计算机数据处理系统结合自主调节钻头进入角度，准确度高。

【技术实现步骤摘要】
一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置及方法
本专利技术涉及煤矿
，特别是涉及一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置及方法。
技术介绍
植物遗体经复杂生物化学作用及地质作用转变成的层状固体可燃矿产，赋存于含煤岩系之中，并位于顶底板岩石之间。含煤岩系形成必须具有一定的物质来源和沉积场所。其物质均来源于沉积场所周围隆起区内的碎屑物质及生长在沉积场所之内的大量植物遗体。形成含煤岩系的沉积场所，主要分布在各个聚煤期内的低洼盆地。盆地的形成，大部分属于构造成因，少部分属于非构造成因。构造成因的盆地，一般统称为构造盆地或构造坳陷；非构造成因的盆地，主要是地表某些部分遭受侵蚀作用后形成的盆地或坳地，一般称为侵蚀盆地。无论是构造坳陷或非构造坳陷，只要在地质历史时期内具有适宜的聚煤条件，都可以形成含煤岩系。煤层的层数、厚度、产状和埋藏深度等，受古构造、古地理及古气候条件制约。煤层的赋存状况是确定煤田经济价值和开发规划的重要依据。我国许多私营矿山的开采没有经过正规设计或设计资料不全、遗失等，无法确定采空区的位置和具体边界。受地压及爆破震动等影响，未经处理的采空区会导致矿山开采状态恶化，引起矿柱严重变形，打孔塌孔，相邻采场及巷道维护难度加大，发生大面积顶板冒落及地表塌陷等，目前已经成为影响矿山生产安全的重要危害源之一。随着我国许多煤矿的浅部资源已经逐渐枯竭，矿井逐渐进入深部开采，矿压显现十分严重，为了推测覆岩产状分布、掌握巷道围岩松动圈、围岩注浆效果观察以及判别巷道深部裂隙发育程度，利用钻孔窥视仪检测围岩完整性是非常重要的一个环节。钻孔窥视仪主要应用于煤矿巷道锚杆(索)支护及修复情况，钻孔施工及探测等煤矿井下多个领域，为矿井生产提供了可靠的参考信息和技术支持。目前，对煤岩层钻孔在打钻过程中，斜孔的打孔或打孔角度并没有相对较好的钻头定位装置，且打孔角度不好控制，使得打孔位置不准确，增加了打孔次数，降低了工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过设置多个定位结构，与计算机数据处理系统结合，自主控制调节钻头进入的角度，钻孔准确度高，提高了工作效率。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置，包括定位底盘以及固定在所述定位底盘上的钻头定位筒，所述钻头定位筒包括两端平行安装的定位圆环，两个定位圆环之间由若干间隔设置的连接杆连接；所述定位底盘一侧向外延伸设置有驱动箱，钻头定位筒下端的定位圆环向外延伸出一根动轴，所述动轴插入驱动箱内，且所述动轴上位于所述驱动箱内部的一端连接有一根转轴，所述转轴垂直穿过动轴；所述驱动箱内安装有驱动电机，所述转轴的一端与驱动箱内壁转动连接，另一端与驱动电机的输出轴连接，所述转轴上安装有角度传感器；所述定位底盘上位于钻头定位筒的一侧垂直向上安装有一根支撑杆，所述支撑杆顶部固定有激光发射器，激光发射器的发射头指向所述定位底盘的中心点位置，激光发射器的发射头上安装有定位扫描头；所述驱动箱内设置有集成控制板，所述集成控制板上设置有相互连接的主控驱动模块、数据处理模块和无线传输模块，无线传输模块与移动终端通过无线电连接，移动终端内包括数据录入模块。优选地，该装置放置在垂直于巷道工作面的底板处，且所述驱动箱与定位底盘在同一平面内。优选地，所述定位底盘的直径范围为5mm～150mm。优选地，所述定位底盘的直径大于定位圆环的直径。优选地，所述驱动箱和定位底盘上均设置有连通的与所述动轴相适配的豁口，通过驱动箱对动轴进行角度移动，移动角度可以根据方位角确定，豁口为开口朝向所述定位底盘圆心方向的U型结构。优选地，所述移动终端为定向移动式隔爆型接收基站，移动终端上还包括有计时传感器和警报装置。本专利技术还提供一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的方法，应用于上述的穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置，包括以下步骤：S1：接通电源，根据煤岩层打孔位置，将定位底盘贴服或固定在煤岩层外表面，使激光发射器发射出的激光点置于打孔的外部位置的中心处，然后在待定位扫描区进行扫描；S2：待定位扫描头扫描结束，钻头定位筒随动轴调节好角度后，将钻头由上至下依次穿过两定位圆环，使得钻头端部抵在定位底盘中心的激光定位点上；S3：启动打孔机进行打孔，当移动终端警报声响起时，停止打孔；S4:基于原坐标的定位，并利用激光主控驱动模块输入打孔角度和深度，通过数据处理模块，在驱动箱装置上出现了新坐标的数值；S5：通过新坐标的数值，利用激光发射器就可以探测裂隙的坐标及位置，并将数据通过无线终端传输到移动终端；S6:激光发射器探测范围在50m～100m。本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：本专利技术中的穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置及方法，结构简单，易于操作，通过设置多个定位结构，与计算机数据处理系统结合，自主控制调节钻头进入的角度，准确度高，提高了工作效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术中钻头定位筒与定位底盘连接结构示意图；图2是本专利技术中钻头定位筒转动后边与定位底盘的连接结构示意图；图3是本专利技术中驱动箱内连接结构示意图；图4是本专利技术中激光发射器与定位底盘的连接结构示意图；图5是本专利技术中主要模块连接示意图；图中标号：1、定位底盘；2、钻头定位筒；3、定位圆环；4、连接杆；5、动轴；6、驱动箱；7、转轴；8、驱动电机；9、角度传感器；10、支撑杆；11、激光发射器；12、定位扫描头；13、集成控制板；14、主控驱动模块；15、数据处理模块；16、数据录入模块；17、无线传输模块；18、移动终端。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过设置多个定位结构，与计算机数据处理系统结合，自主控制调节钻头进入的角度，钻孔准确度高，提高了工作效率。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1-5所示，本实施例提供一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置，包括定位底盘1以及定位底盘1上固定的钻头定位筒2，钻头定位筒2包括两端平行安装的定位圆环3，两个定位圆环3之间由若干间隔设置的连接杆4连接，定位底盘1一侧向外延伸设置有驱动箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置，其特征在于：包括定位底盘以及固定在所述定位底盘上的钻头定位筒，所述钻头定位筒包括两端平行安装的定位圆环，两个定位圆环之间由若干间隔设置的连接杆连接；所述定位底盘一侧向外延伸设置有驱动箱，钻头定位筒下端的定位圆环向外延伸出一根动轴，所述动轴插入驱动箱内，且所述动轴上位于所述驱动箱内部的一端连接有一根转轴，所述转轴垂直穿过动轴；所述驱动箱内安装有驱动电机，所述转轴的一端与驱动箱内壁转动连接，另一端与驱动电机的输出轴连接，所述转轴上安装有角度传感器；/n所述定位底盘上位于钻头定位筒的一侧垂直向上安装有一根支撑杆，所述支撑杆顶部固定有激光发射器，激光发射器的发射头指向所述定位底盘的中心点位置，激光发射器的发射头上安装有定位扫描头；/n所述驱动箱内设置有集成控制板，所述集成控制板上设置有相互连接的主控驱动模块、数据处理模块和无线传输模块，无线传输模块与移动终端通过无线电连接，移动终端内包括数据录入模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置，其特征在于：包括定位底盘以及固定在所述定位底盘上的钻头定位筒，所述钻头定位筒包括两端平行安装的定位圆环，两个定位圆环之间由若干间隔设置的连接杆连接；所述定位底盘一侧向外延伸设置有驱动箱，钻头定位筒下端的定位圆环向外延伸出一根动轴，所述动轴插入驱动箱内，且所述动轴上位于所述驱动箱内部的一端连接有一根转轴，所述转轴垂直穿过动轴；所述驱动箱内安装有驱动电机，所述转轴的一端与驱动箱内壁转动连接，另一端与驱动电机的输出轴连接，所述转轴上安装有角度传感器；
所述定位底盘上位于钻头定位筒的一侧垂直向上安装有一根支撑杆，所述支撑杆顶部固定有激光发射器，激光发射器的发射头指向所述定位底盘的中心点位置，激光发射器的发射头上安装有定位扫描头；
所述驱动箱内设置有集成控制板，所述集成控制板上设置有相互连接的主控驱动模块、数据处理模块和无线传输模块，无线传输模块与移动终端通过无线电连接，移动终端内包括数据录入模块。


2.根据权利要求1所述的穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置，其特征在于：该装置放置在垂直于巷道工作面的底板处，且所述驱动箱与定位底盘在同一平面内。


3.根据权利要求1所述的穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置，其特征在于：所述定位底盘的直径范围为5mm～150mm。


4.根据权利要求1所述的穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置，其特征在于：所述定位底盘的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红青，张逸龙，李峰，高荣翔，方书昊，陆新晓，霍雨佳，王浩然，何欣，王巍，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11