一种基于相控阵雷达的便携式超前地质预警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于相控阵雷达的便携式超前地质预警装置，包括超前地质预警主机、接收机、发射机、第一板状天线、第二板状天线、第一手提杆和第二手提杆，第一板状天线和第二板状天线均为相控阵雷达天线，超前地质预警主机与接收机通信连接，接收机与发射机通信连接，第一板状天线安装在接收机上，第二板状天线安装在发射机上，第一手提杆与第一板状天线连接，第二手提杆与第二板状天线连接，在进行地质异常构造探测时，第一板状天线和第二板状天线用于贴合在探测面的不同位置，且第一板状天线和第二板状天线相互平行。本实用新型专利技术实现的基于相控阵雷达的超前地质预警装置具备了探测深度深、使用便捷和操作方便等优点。使用便捷和操作方便等优点。使用便捷和操作方便等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相控阵雷达的便携式超前地质预警装置


[0001]本技术属于超前地质预警
，具体涉及一种基于相控阵雷达的便携式超前地质预警装置。

技术介绍

[0002]目前，在矿产开采作业中，例如采煤作业，综采工作面的工作环境恶劣，电磁干扰严重，以及存在潜在地质灾害风险。此外，由于采煤作业前向煤层内部的地质异常构造无法提起探知，地质异常构造为煤层走向、奥灰水、陷落柱突水、断层、溶洞或碎石带等。上述地质异常构造轻则导致正常采煤工作的中断，严重的会造成重大的经济损失以及危及人员生命安全。
[0003]现阶段，超前地质预警装置常采用点电极、摄像机、压力传感器、微震和雷达探测等手段对作业面实现预警监测。这些监测手段在工作过程中存在如下问题：1、点电极法存在旁侧影响；2、摄像机只能看到煤层表面；3、压力传感器安装后无法保护，极容易被损坏，可靠性得不到保证，且寿命较低；4、微震法需要铺设大量的检波器到钻孔里，同时也需要打大量的钻孔，费时费力，并且监测结果分辨率较低；5、常规雷达技术只能实现小于等于10m以内的探测深度，深度太浅，无法实现大距离范围内的超前预警。可见，上述监测手段分别存在探测深度浅、精度差、实施效果差、分辨率不足或不易保护等问题。
[0004]如今，对超前地质预警装置的便捷性以及快速探测功能需求也越来越甚，在采煤作业中穿透煤层实现地质异常构造便捷且高效的探测方案也亟待提出，同时可克服上述现有超前地质预警装置中存在的缺陷，以便提前探知工作面前方的煤层走向、奥灰水、陷落柱突水、断层、溶洞或碎石带等。
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技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种基于相控阵雷达的便携式超前地质预警装置。
[0006]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种基于相控阵雷达的便携式超前地质预警装置，所述超前地质预警装置用于与探测
[0008]面贴合后对地质异常构造进行探测；所述超前地质预警装置包括超前地质预警主机、接收机、发射机、第一板状天线、第二板状天线、第一手提杆和第二手提杆，所述第一板状天线和所述第二板状天线均为相控阵雷达天线；所述超前地质预警主机与所述接收机通信连接，所述接收机与所述发射机通信连接，所述第一板状天线安装在接收机上，所述第二板状天线安装在发射机上，所述第一手提杆与第一板状天线连接，所述第二手提杆与第二板状天线连接，在进行地质异常构造探测时，第一板状天线和第二板状天线用于贴合在所述探测面的不同位置，且第一板状天线和第二板状天线相互平行；
[0009]所述超前地质预警主机用于生成脉冲式探测信号，并经所述接收机发送至发射
机；
[0010]所述发射机根据接收的所述探测信号生成雷达探测波，并将所述雷达探测波经所述第二板状天线发射出去；
[0011]所述接收机用于经所述第一板状天线接收被所述地质异常构造反射的回波，并将所述回波发送至超前地质预警主机；
[0012]所述超前地质预警主机还用于接收所述回波，并对所述回波进行解析。
[0013]优选地，所述超前地质预警装置还包括供电电源，所述供电电源与超前地质预警主机电连接；所述接收机上设置有第一电池槽体，所述第一电池槽体内安装有第一电池；所述发射机上设置有第二电池槽体，所述第二电池槽体内安装有第二电池。
[0014]优选地，所述第一电池槽体的数量为两个，所述第二电池槽体的数量为两个。
[0015]优选地，所述超前地质预警装置还包括第一传输光纤、第二传输光纤、第三传输光纤和第四传输光纤；所述接收机上设置有第一电极孔槽、第二电极孔槽、第三电极孔槽和第四电极孔槽，所述发射机上设置有第五电极孔槽和第六电极孔槽；
[0016]所述第一传输光纤的第一端与超前地质预警主机的探测信号输出端连接，第一传输光纤的第二端经第一电极孔槽与接收机的探测信号输入端连接；
[0017]所述第二传输光纤的第一端经第二电极孔槽与接收机的探测信号输出端连接，第二传输光纤的第二端经第五电极孔槽与发射机的探测信号输入端连接；
[0018]所述第三传输光纤的第一端与超前地质预警主机的回波信号输入端连接，第三传输光纤的第二端经第三电极孔槽与接收机的回波信号输出端连接；
[0019]所述第四传输光纤的第一端经第四电极孔槽与接收机的回传信号输入端连接，第四传输光纤的第二端经第六电极孔槽与发射机的回传信号输出端连接。
[0020]优选地，所述供电电源为铅酸电池。
[0021]优选地，所述第一板状天线与所述第二板状天线结构相同；所述第一板状天线为中心频率200MHz、长度0.5m的板状天线，或中心频率100MHz、长度1m的板状天线，或中心频率50MHz、长度2m的板状天线，或中心频率25MHz、长度4m的板状天线，或中心频率12.5MHz、长度8m的板状天线。
[0022]优选地，在进行地质异常构造探测时，所述第一板状天线和第二板状天线的间隔距离可调。
[0023]本技术的有益效果是：
[0024]（1）、通过相控阵类型的第一板状天线和第二板状天线的使用，提高了对地质异常构造的探测深度，并且基于相控阵雷达技术的探测方法克服了传统点电极法、微震法等探测方案中的精度差、实施效果差、分辨率不足且不易保护等缺陷，实现了在大距离范围内的超前预警，最大探测深度大于等于100m；同时结合第一手提杆、第二手提杆、供电电源、第一电池和第二电池的设置，实现了超前地质预警装置的使用便捷性。
[0025]综上，本技术实施例实现的基于相控阵雷达的超前地质预警装置具备了探测深度深、使用便捷、操作方便等优点，从而提前探知综采工作面（探测面）前方的煤层走向、奥灰水、陷落柱突水、断层、溶洞或碎石带等地质异常构造，当发现地质异常构造后，可及时采取相应的防护措施，避免了人员和装备等的不必要损失，提高了矿产开采作业时的安全性。
[0026]（2）、第一电池的数量为两个，一主一备，第二电池的数量为两个，一主一备，提高了接收机和发射机作业时的续航能力，进而提高了本技术实施例实现的基于相控阵雷达的超前地质预警装置的使用可靠性。
[0027]（3）、第一板状天线和第二板状天线均兼容多种规格，适用于不同探测深度的差异化作业需求，进而提高了本技术实施例实现的基于相控阵雷达的超前地质预警装置的适用性。
[0028]（4）、在进行地质异常构造探测时，第一板状天线和第二板状天线的间隔距离可调，使得本技术实施例实现的基于相控阵雷达的超前地质预警装置具备了探测不同地质层位雷达波速度的能力，探测功能增强。
附图说明
[0029]图1为基于相控阵雷达的便携式超前地质预警装置的一种结构示意图；
[0030]图2为超前地质预警主机的一种组成功能框图；
[0031]图3为基于相控阵雷达的便携式超前地质预警装置的一种探测方法示意图；
[0032]图4为图1中超前地质预警主机的一种放大侧视图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相控阵雷达的便携式超前地质预警装置，所述超前地质预警装置用于与探测面贴合后对地质异常构造进行探测；其特征在于，所述超前地质预警装置包括超前地质预警主机、接收机、发射机、第一板状天线、第二板状天线、第一手提杆和第二手提杆，所述第一板状天线和所述第二板状天线均为相控阵雷达天线；所述超前地质预警主机与所述接收机通信连接，所述接收机与所述发射机通信连接，所述第一板状天线安装在接收机上，所述第二板状天线安装在发射机上，所述第一手提杆与第一板状天线连接，所述第二手提杆与第二板状天线连接，在进行地质异常构造探测时，第一板状天线和第二板状天线用于贴合在所述探测面的不同位置，且第一板状天线和第二板状天线相互平行；所述超前地质预警主机用于生成脉冲式探测信号，并经所述接收机发送至发射机；所述发射机根据接收的所述探测信号生成雷达探测波，并将所述雷达探测波经所述第二板状天线发射出去；所述接收机用于经所述第一板状天线接收被所述地质异常构造反射的回波，并将所述回波发送至超前地质预警主机；所述超前地质预警主机还用于接收所述回波，并对所述回波进行解析。2.根据权利要求1所述的一种基于相控阵雷达的便携式超前地质预警装置，其特征在于，所述超前地质预警装置还包括供电电源，所述供电电源与超前地质预警主机电连接；所述接收机上设置有第一电池槽体，所述第一电池槽体内安装有第一电池；所述发射机上设置有第二电池槽体，所述第二电池槽体内安装有第二电池。3.根据权利要求2所述的一种基于相控阵雷达的便携式超前地质预警装置，其特征在于，所述第一电池槽体的数量为两个，所述第二电池槽体的数量为两个。4.根据权利要求1所述的一种基于相控阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：代强，
申请(专利权)人：成都中蓝信息技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：