【技术实现步骤摘要】
开采扰动地层深部空区随钻内窥探测系统及探测方法
[0001]本专利技术涉及地层探测
，具体为一种开采扰动地层深部空区随钻内窥探测系统及探测方法
。
技术介绍
[0002]地下空区的窥视成像要么是测量人员持有探测仪器直接进入地下空间开展探测工作，要么是通过事先打好的钻孔将仪器送入空区开展探测
。
然而，深部煤矿冒空区
、
井下救援现场的地下空区具有如下特点：
(1)
空区最大埋深可达千米；
(2)
上覆地层经历了剧烈开采扰动，不易形成稳定的钻孔通道；
(3)
探测人员不能直接进入地下空区现场；
(4)
空区位置存在随机性；
(5)
目标空区内部结构复杂
、
可视条件差
。
[0003]对于深部煤矿开采，无论是工作面后方的冒落空区，还是井下事故的救援现场，测量人员都不可能直接进入，且由于目标空区的上覆岩层已经发生了剧烈的开采扰动破坏，地面打钻很难成孔，不能形成有效探测通道，难以将探测仪器送入目标空区
。
另外，对于应急救援工作，时间紧
、
任务重，若成孔
、
探测分别进行则效率低下，无法满足事故处理要求
。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提供开采扰动地层深部空区随钻内窥探测系统，包括智能探杆
、
通缆钻杆
、
信号中继短节
、
地面...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
开采扰动地层深部空区随钻内窥探测系统，其特征在于：包括智能探杆
、
通缆钻杆
、
信号中继短节
、
地面控制终端
、
数据解译与空区重构成像软件系统和数据远程传输系统；所述通缆钻杆内设有传输电缆，所述通缆钻杆自智能探杆上端至地面钻机相互连接形成通缆钻杆组合，所述通缆钻杆组合
、
智能探杆由上到下依次连接构成钻杆组件，所述通缆钻杆上端连接于通用钻机上，所述智能探杆下端连接有钻机钻头；所述智能探杆包括上下分离式保护传动机构和仪器舱；所述上下分离式保护传动机构下端与钻机钻头相连，上端与通缆钻杆连接，所述仪器舱设置于上下分离式保护传动机构内，上下分离式保护传动机构用于在钻进过程中保护内部仪器舱以及进入目标空区后伸出打开露出内部仪器舱，以便仪器舱对目标空区进行探测；所述仪器舱内设有传感器组合包括热红外成像传感器
、
高清摄像头
、
声呐传感器
、
激光雷达以及音频双向传感器，所述传感器组合用于获取地下空区结构数据
、
地下空区摄像以及应急救援井地通讯，所述信号中继短节为特制的通缆钻杆，间隔一定距离安装在通缆钻杆组合之间，所述中继短节包括信号中继器和中继电缆，所述中继电缆上下端分别与相邻的通缆钻杆连接，中继电缆中间连接有所述信号中继器，所述信号中继器接收下端通缆钻杆内传输电缆的电力载波信号，将其进行解调
、
预处理
、
增益放大
、
去噪
、
储存
、
调制处理后利用电力载波方式向上传输至上端通缆钻杆；所述通缆钻杆相互之间连接形成电力和数据传输通道，下端与智能探杆连接，上端连接于钻机上，，所述传输电缆与地面控制终端相连；所述传输电缆用于将传感器组合获取的数据电力载波传输至地面控制终端，所述地面控制终端通过数据解译与空区重构成像软件系统用于对传感器组合获取的数据进行三维建模，以获取地下空区三维结构模型；所述数据远程传输系统与地面控制终端相连，将现场探测数据远程传输至云端和后台服务器，便于工作人员在云端和后台指挥所对进行现场数据的读取和分析，实现数据远程管理和通讯信息交互
。2.
根据权利要求1所述的开采扰动地层深部空区随钻内窥探测系统，其特征在于：所述上下分离式保护传动机构包括可分离的上保护管
、
下保护管，所述仪器舱设置于上保护管
、
下保护管之间，所述独立旋转控制机构设置于所述上保护管内，所述独立旋转控制机构与仪器舱相连，所述独立旋转控制机构用于带动仪器舱转动，从而使所述仪器舱内传感器组合旋转探测地下空区，以获取地下空区结构数据
。3.
根据权利要求1所述的开采扰动地层深部空区随钻内窥探测系统，其特征在于：所述仪器舱包括仪器舱杆体，所述仪器舱杆体侧壁开设有安装孔，所述传感器组合镶嵌于所述仪器舱杆体的安装孔内，所述安装孔上还设有保护玻璃盖板
。4.
根据权利要求3所述的开采扰动地层深部空区随钻内窥探测系统，其特征在于：所述独立旋转控制机构，所述独立旋转控制机构包括三台步进控制电机，三台步进控制电机固定于所述上保护管内，所述仪器舱杆体端部设有从动齿所述步进控制电机端部通过齿轮与所述从动齿啮合，三台步进控制电机同步转动，从...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦玉勇，闫雪峰，胡郁乐，韩增强，沈鹿易，王益腾，周杰，王子雄，邹俊鹏，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。