【技术实现步骤摘要】
本申请涉及煤层瓦斯抽采检测设备，特别涉及一种水力冲孔效果检测装置及方法。
技术介绍
1、对于松软、低透气性、高瓦斯压力的突出煤层，煤层瓦斯地质条件相对复杂、煤层透气性差，煤层瓦斯抽采困难成为了制约矿井安全开采的关键问题。水力冲孔是对煤层进行卸压增透的有效技术措施，被广泛使用在煤矿瓦斯抽采领域。
2、水力冲孔依靠高压水的冲击能力，在煤体中形成一个大尺寸的水力冲孔孔洞，造成孔洞周围煤体充分卸压，从而提高煤层瓦斯渗透率，大幅度释放瓦斯，以达到消除煤层突出风险的目的。
3、传统判定方法将水力冲孔形成的孔洞视为等效圆柱体，依据冲出的煤量判定瓦斯抽采的有效半径。但由于煤层地质条件和水力冲孔技术参数等因素的影响，水力冲孔的孔洞形态与等效圆柱体可能存在较大差异。
4、若可以确定水力冲孔孔洞的形态和大小，可以更精准确定冲出煤量，并且结合孔洞形态确定的瓦斯抽采有效半径更加合理。此外，还可以避免由于孔洞异形形态造成的钻孔布置过近，导致孔洞间形成瓦斯运移通道，发生串孔；同时也可以避免钻孔布置过远，造成在相邻钻孔间存在瓦斯抽采空白带。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种水力冲孔效果检测装置及方法，以解决相关技术煤层中水力冲孔形成的孔洞形态和大小难以检测测量，导致难以准确确定瓦斯抽采有效半径的问题。
2、本申请实施例第一方面提供了一种水力冲孔效果检测装置，包括探管，所述探管包括：
3、测孔单元，所述测孔单元包括采集所述探管前端视野的前视图像采集装
4、主控单元，所述主控单元包括主控电路板，以及向所述前视图像采集装置、侧扫图像采集装置、侧方测距传感器、转动机构和主控电路板供电的电源模块，所述侧扫图像采集装置和侧方测距传感器均通过电滑环分别与所述主控电路板和电源模块电连接。
5、在一些实施例中：所述测孔单元还包括至少部分透明的第一外管，所述前视图像采集装置、侧扫图像采集装置、侧方测距传感器、转动机构均位于所述第一外管内；
6、所述主控单元还包括与第一外管同轴连接的第二外管，所述主控电路板和电源模块均位于所述第二外管内。
7、在一些实施例中：所述第一外管包括依次同轴连接的第一金属环、透明材料管和第二金属环，所述第二金属环与所述第二外管的一端可拆卸连接，所述第一金属环远离所述透明材料管的一端设有封闭其端口的透明材料片；
8、所述前视图像采集装置固定在所述第一金属环内且朝向所述透明材料片，所述侧扫图像采集装置和侧方测距传感器均转动位于所述透明材料管内且朝向所述透明材料管的管壁，所述转动机构固定在所述第二金属环内。
9、在一些实施例中：所述第一金属环内设有固定前视图像采集装置的相机支架，以及将前视图像采集装置固定在相机支架上的相机压板，所述相机压板上固定设有围设在前视图像采集装置周侧的灯环；
10、所述透明材料管内设有灯座，所述灯座将透明材料管分割成第一安装腔和第二安装腔，所述侧扫图像采集装置和侧方测距传感器位于第一安装腔内，所述第二安装腔内安装有固定在灯座上的灯板。
11、在一些实施例中：所述侧方测距传感器为红外线测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器中的任意一种或多种的组合；
12、所述侧扫图像采集装置和侧方测距传感器周向排列在转动机构上，所述侧扫图像采集装置和侧方测距传感器分别与转动机构轴向距离相同。
13、在一些实施例中：所述转动机构包括步进电机，所述步进电机的输出端连接有穿入电滑环的联轴器，所述侧扫图像采集装置和侧方测距传感器固定在所述联轴器的端部，所述步进电机与所述主控电路板连接，所述主控电路板控制所述步进电机沿设定方向和转速旋转。
14、在一些实施例中：所述主控电路板上设有固定主控电路板的电路板支架，所述电路板支架上固定设有与所述主控电路板连接的轨迹测量模块，所述轨迹测量模块用于测量探管的方位角、倾角和滚动角度，所述主控电路板连接有用于和外部设备连接的航插连接器，以及测量探管外温湿度信息的温度传感器和湿度传感器。
15、在一些实施例中：所述电源模块包括探管电池组，连接所述探管电池组的本安电源保护模块，连接所述本安电源保护模块的电源管理模块，所述电源管理模块通过电源隔离模块分别与所述前视图像采集装置、侧扫图像采集装置连接；
16、所述主控电路板包括arm处理器，连接arm处理器的存储模块，连接arm处理器的时钟模块，以及多个与arm处理器连接的接口模块，所述arm处理器、存储模块、时钟模块和接口模块均与所述电源管理模块电连接。
17、在一些实施例中：还包括测量主机，所述测量主机通过线盘与所述主控电路板电连接，所述线盘连接所述主控电路板的一端设有结构件，所述结构件包括与所述探管的末端螺纹连接的压环；
18、所述压环内设有与所述主控电路板电连接的航插连接器，所述压环与探管的连接处设有止水密封圈，所述结构件的末端通过转接头连接有若干依次接长的推杆。
19、本申请实施例第二方面提供了一种水力冲孔效果检测装置的检测方法，所述方法使用上述任一实施例所述的水力冲孔效果检测装置，所述方法包括：
20、将线盘的线缆通过的结构件与探管的末端连接，实现测量主机与探管的电连接，线盘的线缆穿过深度编码器以记录线盘的线缆放出长度，以反映探管进入钻孔的深度；
21、测量主机开机，测量主机开启前视图像采集装置并点亮灯环，测量主机显示探管前端图像信息以及轨迹测量模块采集探管的轨迹信息；
22、在探管的末端依次接长推杆，并利用推杆不断将探管逐步向钻孔内推进，此时探管利用前视图像采集装置采集和记录钻孔的壁面完整图像信息；
23、当探管由钻孔进入水力冲孔孔洞的孔口时，开启侧扫图像采集装置并调节焦距，打开灯板并调节灯板的亮度，使测量主机显示水力冲孔孔洞内的壁面信息清晰；
24、测量主机控制转动机构沿设定方向和转速带动侧扫图像采集装置和侧方测距传感器绕探管的轴线转动，以采集水力冲孔的壁面图像信息和探管距离壁面的距离信息；
25、转动机构带动侧扫图像采集装置和侧方测距传感器每旋转一周将探管继续向前推进设定深度后，继续采集水力冲孔的壁面图像信息和探管距离壁面的距离信息；
26、当探管到达水力冲孔底部后，推杆无法继续向前推动探管，测量主机关闭侧扫图像采集装置、侧方测距传感器和转动机构，并向钻孔外退出探管完成测量检测。
27、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
28、本申请实施例提供了一种水力冲孔效果检测装置及方法，由于本申请的水力冲孔效果检测装置设置了测孔单元，该测孔单元包括采集探管前端视野的前视图像采集装置、采集探管侧方视野的侧扫图像采集装置，以及测量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于，包括探管(1)，所述探管(1)包括：
2.如权利要求1所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
3.如权利要求2所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
4.如权利要求3所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
5.如权利要求1所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
6.如权利要求1所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
7.如权利要求1所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
8.如权利要求1所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
9.如权利要求1所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
10.一种水力冲孔效果检测装置的检测方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1至9任一项所述的水力冲孔效果检测装置，所述方法包括：
【技术特征摘要】
1.一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于，包括探管(1)，所述探管(1)包括：
2.如权利要求1所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
3.如权利要求2所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
4.如权利要求3所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
5.如权利要求1所述的一种水力冲孔效果检测装置，其特征在于：
6.如权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏代林，李志飞，彭洋，向若杰，蔡星，杨文，严海英，夏昇平，吴自来，熊飞，
申请(专利权)人：武汉天宸伟业煤安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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