一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置，包括操控基座、导向杆、检测环、检测套、驱动电路，相邻两导向杆间通过检测套连接，位于最后端的导向杆的后半部分与操控基座间连接，导向杆上另设至少两个沿其轴线分布的检测环，检测环包括定位套、弹性伸缩柱、硬质环套、压力应变片、定位销，驱动电路与操控基座连接，并分别与操控基座、检测环、检测套间电气连接。钻孔监控方法包括设备预制，快速检测作业及持续观测等三个步骤。本发明专利技术可有效的满足多种使用环境、地质条件下对钻孔质量、状态进行临时检测及场地定点检测，另可对钻孔壁碎裂、塌方、钻孔因地质沉降导致钻孔发生位移形变状态进行精确检测，从而全面获得钻孔质量数据信息。从而全面获得钻孔质量数据信息。从而全面获得钻孔质量数据信息。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置及使用方法


[0001]本专利技术涉及一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置，属勘测设备及方法


技术介绍

[0002]在煤层气开采、页岩气、油等开采作用中，钻孔质量对生产工作效率、产量稳定性及钻孔抽采作业工作寿命起着至关重要的作用，同时在建筑物建设施工中，钻孔质量对后续建筑物施工质量也起着至关重要的作用，因此在实际工作中，需要对钻孔质量及状态进行有效的检测作业，为了满足这一需要，当前开发了多种检测设备，如专利申请号为“202123255205.9”的“一种钻孔质量检测工具
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及“201920790729.1”的“一种可收纳的钻孔垂直度检测仪”等检测设备及检测方法，虽然可以一定程度满足检测作业的需要，但设备运行时易收到使用环境因素制约，且转运输送难度大，因此使用的灵活性和通用性均相对较差；同时在运行时，对钻孔检测作业时的数据相对单一，难以有效全面获取钻孔状态数据，且获取数据往往无法同时满足实现快速检测及长期连续检测的需要，因此极易无法有效全面获得钻孔状态数据信息而导致对钻孔工作状态分析判断精度差，同时也无法对钻孔形变状态进行有效的预判。
[0003]因此针对这一问题，迫切需要开发一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置及使用方法，以满足实际使用的需要。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术上的不足，本专利技术提供一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置及使用方法，该专利技术结构集成化、模块化程度高，可有效的满足多种使用环境、地质条件下对钻孔质量、状态进行临时检测及场地定点检测，并在检测过程中可全面有效的对钻孔分布方向及深度进行检测的同时，另可对钻孔壁碎裂、塌方、钻孔因地质沉降导致钻孔发生位移形变状态进行精确检测，从而全面获得钻孔质量数据信息。
[0005]为了实现上述目的，专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置，包括操控基座、导向杆、检测环、检测套、驱动电路，其中导向杆为轴向截面呈矩形的空心管状结构，且导向杆至少两条，相邻两导向杆间通过检测套连接并同轴分布，位于最后端的导向杆的后半部分与操控基座间连接，导向杆上另设至少两个沿其轴线分布的检测环，检测环包覆在导向杆外，与导向杆间同轴分布，检测环包括定位套、弹性伸缩柱、硬质环套、压力应变片、定位销，其中定位套为与导向杆同轴分布的空心柱状结构，包覆在导向杆外并与导向杆同轴分布，且定位套与导向杆间通过至少两个定位销相互连接，硬质环套为与定位套同轴分布的圆弧板状结构，硬质环套为3
‑
6个，环绕定位套轴线均布且各硬质环套均通过1条弹性伸缩杆与定位套外表连接，弹性伸缩柱沿定位套半径方法分布，弹性伸缩柱下端面与定位套外表面间通过棘轮机构铰接，上端面与硬质环套下端面连接，且连接接触面处设至少一个压力应变片，驱动电路与操控基座连接，并分别与操控基座、检测环、检测套间电气连接。
[0006]进一步的，所述硬质环套外表面设若干与导向杆轴线平行分布的导向槽，及至少一个采样腔，所述采样腔横断面呈导致直角梯形结构，其槽底长度为顶部长度的1/5—1/3，所述采样腔顶部位置设采样防护盖，所述采样防护盖嵌于采样腔顶部并与硬质环套外表面平齐分布，同时采样防护盖后端面与采样腔直角腰对应侧侧壁间铰接，前端端面超出采样腔斜角腰对应的采样腔上端面至少5毫米，且采样腔斜角腰对应的采样腔上端面比采样防护盖下端面低至少5毫米并构成采样口。
[0007]进一步的，所述采样防护盖包括基板及刮刀，其中所述基板为与硬质环套同轴分布的圆弧板状结构，基板前端面与刮刀连接，所述刮刀为横断面呈直角梯形、直角三角形中任意一种结构，且其上端面与基板上表面平行分布，下端面与基板下端面呈30
°
—60
°
夹角。
[0008]进一步的，所述弹性伸缩柱包括定位块、弹性伸缩杆、传动弹簧、压力传感器、滑槽，所述定位块共两个，均为轴向截面呈矩形的柱状结构，两定位块间同轴分布并通过至少两条环绕其轴线均布的弹性伸缩杆相互连接，所述弹性伸缩杆轴线与定位块轴线平行分布，且弹性伸缩杆与定位块外侧面间通过滑槽相互滑动连接，所述传动弹簧位于两定位块之间，与定位块间同轴分布，其两端面分别通过压力传感器与定位块相抵，所述压力传感器与驱动电路电气连接。
[0009]进一步的，所述检测套包括连接套轴、连接柱、检测柱、倾角传感器、弯曲传感器、监控摄像头、照明灯、超声波探头、柔性防护罩，所述连接套轴均为轴向截面呈矩形柱状结构，连接套轴共两个，且两连接套轴间同轴分布，其前端面间通过至少一条连接柱相互连接，同时每个连接套轴内均设一个倾角传感器，所述连接柱两端面分别通过弹性铰链与两连接套轴前端面间铰接，所述连接套轴后端面设与其同轴分布的的装配腔，连接套轴通过装配腔包覆在导向杆端面外，装配腔侧壁设两个以装配腔轴线对称分布的安装孔，所述检测柱嵌于装配腔内，其两端通过安装孔与装配腔侧壁连接，且检测柱轴线与装配腔轴线垂直分布并相交，且检测柱对应的导向杆上设与其同轴分布的透孔，检测柱嵌于透孔内并通过透孔与导向杆连接，此外，所述检测柱与装配腔底部间间距为装配腔深度的至少60%，所述检测柱两端均位于连接套轴外并与连接套轴外侧面平齐分布，且检测柱两端端面内均设一个超声波探头，所述连接套轴后端面设两个监控摄像头和一个照明灯，其中照明灯为与连接套轴同轴分布的环状结构，监控摄像头对称分布在连接套轴轴线两侧，其光轴与连接套轴轴线平行分布，所述连接套轴前端面设一个与其同轴分布的透孔，所述弯曲传感器两端分别嵌于两连接套轴内并与检测柱连接，且弯曲传感器与连接套轴轴线平行分布，所述柔性防护罩为与连接套轴同轴分布的空心管状结构，位于两连接套轴之间位置并包覆在两连接套轴外，此外，所述倾角传感器、弯曲传感器、监控摄像头、照明灯、超声波探头均与驱动电路电气连接。
[0010]进一步的，所述操控基座包括承载转运平台、伸缩驱动机构、导向座、导向套、角度传感器、转台机构、升降驱动机构、承载机架、驻锄、储物箱及操控台，所述储物箱至少一个并与承载转运平台上端面连接，所述承载机架为轴向截面呈矩形的框架结构，其下端面通过转台机构与承载转运平台前端面铰接，承载机架轴线与水平面呈0
°
—90
°
夹角，所述升降驱动机构嵌于承载机架内并与承载机架同轴分布，升降驱动机构上端面位于承载机架上端面外并通过转台机构与导向座下端面铰接，所述导向座为横断面呈“凵”字形槽状结构，导向座内设一个与其轴线平行分布的导向套，所述导向杆后半部嵌于导向套内，与导向套同
轴分布并滑动连接，且导向杆后端面与伸缩驱动机构间连接并同轴分布，且伸缩驱动机构与承载转运平台上端面，所述驻锄至少两个，环绕承载机架轴线均布并与承载机架外侧面连接，所述转台机构中，每个转台机构均设至少一个角度传感器，所述承载转运平台、伸缩驱动机构、角度传感器、转台机构、升降驱动机构及驻锄均与驱动电路电气连接，所述驱动电路通过操控台与承载机架外侧面。
[0011]进一步的，所述伸缩驱动机构和升降驱动机构为电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置，其特征在于：所述的煤矿钻孔质量综合动态监控装置包括操控基座、导向杆、检测环、检测套、驱动电路，其中所述导向杆为轴向截面呈矩形的空心管状结构，且所述导向杆至少两条，相邻两导向杆间通过检测套连接并同轴分布，位于最后端的导向杆的后半部分与操控基座间连接，所述导向杆上另设至少两个沿其轴线分布的检测环，所述检测环包覆在导向杆外，与导向杆间同轴分布，所述检测环包括定位套、弹性伸缩柱、硬质环套、压力应变片、定位销，其中所述定位套为与导向杆同轴分布的空心柱状结构，包覆在导向杆外并与导向杆同轴分布，且定位套与导向杆间通过至少两个定位销相互连接，所述硬质环套为与定位套同轴分布的圆弧板状结构，硬质环套为3
‑
6个，环绕定位套轴线均布且各硬质环套均通过1条弹性伸缩杆与定位套外表连接，所述弹性伸缩柱沿定位套半径方法分布，所述弹性伸缩柱下端面与定位套外表面间通过棘轮机构铰接，上端面与硬质环套下端面连接，且连接接触面处设至少一个压力应变片，所述驱动电路与操控基座连接，并分别与操控基座、检测环、检测套间电气连接。2.根据权利要求1所述的一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置，其特征在于：所述硬质环套外表面设若干与导向杆轴线平行分布的导向槽，及至少一个采样腔，所述采样腔横断面呈导致直角梯形结构，其槽底长度为顶部长度的1/5—1/3，所述采样腔顶部位置设采样防护盖，所述采样防护盖嵌于采样腔顶部并与硬质环套外表面平齐分布，同时采样防护盖后端面与采样腔直角腰对应侧侧壁间铰接，前端端面超出采样腔斜角腰对应的采样腔上端面至少5毫米，且采样腔斜角腰对应的采样腔上端面比采样防护盖下端面低至少5毫米并构成采样口。3.根据权利要求2所述的一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置，其特征在于，所述采样防护盖包括基板及刮刀，其中所述基板为与硬质环套同轴分布的圆弧板状结构，基板前端面与刮刀连接，所述刮刀为横断面呈直角梯形、直角三角形中任意一种结构，且其上端面与基板上表面平行分布，下端面与基板下端面呈30
°
—60
°
夹角。4.根据权利要求1所述的一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置，其特征在于，所述弹性伸缩柱包括定位块、弹性伸缩杆、传动弹簧、压力传感器、滑槽，所述定位块共两个，均为轴向截面呈矩形的柱状结构，两定位块间同轴分布并通过至少两条环绕其轴线均布的弹性伸缩杆相互连接，所述弹性伸缩杆轴线与定位块轴线平行分布，且弹性伸缩杆与定位块外侧面间通过滑槽相互滑动连接，所述传动弹簧位于两定位块之间，与定位块间同轴分布，其两端面分别通过压力传感器与定位块相抵，所述压力传感器与驱动电路电气连接。5.根据权利要求1所述的一种煤矿钻孔质量综合动态监控装置，其特征在于：所述检测套包括连接套轴、连接柱、检测柱、倾角传感器、弯曲传感器、监控摄像头、照明灯、超声波探头、柔性防护罩，所述连接套轴均为轴向截面呈矩形柱状结构，连接套轴共两个，且两连接套轴间同轴分布，其前端面间通过至少一条连接柱相互连接，同时每个连接套轴内均设一个倾角传感器，所述连接柱两端面分别通过弹性铰链与两连接套轴前端面间铰接，所述连接套轴后端面设与其同轴分布的的装配腔，连接套轴通过装配腔包覆在导向杆端面外，装配腔侧壁设两个以装配腔轴线对称分布的安装孔，所述检测柱嵌于装配腔内，其两端通过安装孔与装配腔侧壁连接，且检测柱轴线与装配腔轴线垂直分布并相交，且检测柱对应的导向杆上设与其同轴分布的透孔，检测柱嵌于透孔内并通过透孔与导向杆连接，此外，所述检测柱与装配腔底部间间距为装配腔深度的至少60%，所述检测柱两端均位于连接套轴外
并与连接套轴外侧面平齐分布，且检测柱两端端面内均设一个超声波探头，所述连接套轴后端面设两个监控摄像头和一个照明灯，其中照明灯为与连接套轴同轴分布的环状结构，监控摄像头对称分布在连接套轴轴线两侧，其光轴与连接套轴轴线平行分布，所述连接套轴前端面设一个与其同轴分布的透孔，所述弯曲传感器两端分别嵌于两连接套轴内并与检测柱连接，且弯曲传感器与连接套轴轴线平行分布，所述柔性防护罩为与连接套轴同轴分布的空心管状结构，位于两连接套轴之间位置并包覆在两连接套轴外，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢经涛，童保国，沈伟山，华帅，耿颇，张建威，张家峰，芦德伟，史智玮，卢肖，丛培晨，孙振军，李争光，杨靖，
申请(专利权)人：河南龙宇能源股份有限公司，
类型：发明
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