【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钻探，具体是一种隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置及方法。
技术介绍
1、隧道工程分布区域广泛，修建过程需穿越各类复杂的自然地质条件，然而有害气体灾害是隧道工程建设期间仅次于突泥突水和岩爆的第三大灾害，气体渗出具有不确定性和随机性，严重危害了施工人员生命健康，因此，围岩有害气体的超前探测对于指导有害气体隧道安全施工至关重要。
2、现有围岩有害气体超前探测技术一般需要先进行超前钻孔，然后将探测装置伸入钻孔内进行检测然而这种方法只能识别钻孔内有害气体的组分及孔内平均浓度，而对于有害气体集中渗出位置及渗出种类、浓度等识别难度大，同时在实际中围岩有害气体超前探测距离会受到钻孔长度的限制，探测距离、范围区域相对较窄，仅能探测到钻孔周边一定区域内气体，并且需要气体自身慢速流动，进而降低了检测效率，因此如何实现长距离超前检测围岩有害气体是目前有害气体隧道工程亟待解决的关键问题。
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
中提出的在实际中围岩有害气体超前探测距离会受到钻孔长度的限制，探测距离、范围区域相对较窄，仅能探测到钻孔周边一定区域内气体，并且需要气体自身慢速流动，进而降低了检测效率的问题，本专利技术提供了一种隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置及方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，包括钻探检测管，用于提供吸附有害气体动力源的吸力件，还包括：
3、检测头，所述检测头焊接于钻探检测管远离吸力件的
4、吸入模块，所述吸入模块安装于钻探检测管的外壁且内腔固接有往复模组；
5、活动模组，所述活动模组安装于钻探检测管内，且外侧固定安装有与钻探检测管固接检测模组；
6、其中，所述检测头包括有网环，开设于网环内部的y形腔室，以及环形等角度安装于网环外壁的弹性环；
7、所述往复模组包括有安装于吸入模块内部的波纹管件，以及与波纹管件外壁固接的橡胶水仓；
8、所述吸入模块包括与往复模组固接的开合组件，所述开合组件具体包括有与波纹管件固接的抵杆，固接于抵杆上的挡板，以及设置于挡板正下方的连接管；
9、所述活动模组包括有与钻探检测管内腔固接的长管，固定安装于长管内部的波浪形管，以及放置于波浪形管内腔的空心球；
10、所述检测模组包括有与钻探检测管固接的检测仪，以及与检测仪电线连接的示意组件，所述示意组件具体包括有电动伸缩器，以及与电动伸缩器固接的移动杆，所述移动杆的上下两端分别抵触连接有警示杆和卡块。
11、优选地，所述吸入模块与网环连接的一端设置有单向阀，所述吸入模块通过单向阀与y形腔室连通。
12、优选地，所述吸入模块包括设置于钻探检测管外侧的圆管，所述圆管的内部轴承连接有与波纹管件抵触的抵触件，所述抵触件由叶轮以及固接于叶轮表面且与波纹管件抵触的长杆组成；
13、所述圆管远离抵触件的一端固接有与波浪形管连通的管道。
14、优选地，所述圆管内腔靠近网环的一侧设置有锥形通气口，所述挡板与圆管之间弹性支撑有第一弹簧，所述连接管的底端固定连通有与钻探检测管螺栓连接的收集仓。
15、优选地，所述波纹管件与圆管之间弹性支撑有弹簧伸缩管，所述橡胶水仓等距安装于波纹管件外壁的褶皱处，所述波纹管件靠近抵触件的一端与其抵触连接；
16、所述橡胶水仓的外壁与圆管之间存有间隙，所述橡胶水仓的外壁等距设置有若干个槽口。
17、优选地，所述波浪形管靠近卡块一端开口处的内径值小于空心球的外径值，所述波浪形管的内腔与检测仪固接。
18、优选地，所述移动杆的两侧壁分别开设有与警示杆和第二弹簧抵触的斜块，所述卡块与波浪形管之间弹性支撑有第二弹簧。
19、优选地，所述波纹管件远离弹簧伸缩管的一端环形等角度开设有若干个用于气体流动的槽洞，所述钻探检测管的外壁采用两段圆管螺栓连接而成。
20、优选地，所述吸力件包括有与长管固接的吸风管，以及固定安装于吸风管远离长管一端的吸风机。
21、所述钻探方法如下：
22、s1、利用超前钻孔，将钻探检测管连同检测头伸入钻孔内，启动吸力件导致气体通过y形腔室进入吸入模块的内部，并带动波纹管件往复运动，使得水源从橡胶水仓的内部被挤压外泄，对气体中残留的杂质清理；
23、s2、吸附后的气体进入至长管的内部，并带动空心球在波浪形管的内部相对应的滑移活动，空心球与卡块抵触并对波浪形管的内腔进行封堵，此时通过检测仪对位于波浪形管内部的气体进行检测；
24、s3、在波浪形管内部检测到有害气体时，移动杆上移，抵触相对应的警示杆向外移动，提示相对应区域的有害气体方位，实现位置的确定性，并通过卡块解除空心球的封堵作用。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
26、本专利技术通过设置吸力件和检测头等结构的配合，进而实现了对隧道围岩有害气体长距离的检测，扩大了吸附气体的检测区域，弹性环的外壁与孔洞内壁接触，通过吸风机对气体进行吸附，导致位于隧道的气体会从八个区域分别流入至y形腔室的内部，并通过y形腔室进入至相对应的圆管中，吸力的不断吸入来扩大检测区域，以此实现长距离检测目的；
27、本专利技术通过设置往复模组和吸入模块等结构的配合，进而实现了对有害气体渗出位置的确定，管道引导圆管内部的气体进入波浪形管的内部，同步带动空心球对波浪形管的内壁进行封堵，检测仪对波浪形管内部的气体检测，检测为有害气体时，某一区域的移动杆会向上移动，抵触警示杆向外移动，导致对某一部分出现有害气体的位置进行提示，导致人员可以快速观察了解；
28、本专利技术通过设置波纹管件和橡胶水仓等结构的配合，进而实现了在对气体进行检测时，避免气体中含有碎土块等细小颗粒进而降低检测准确性，进入圆管中的气体吹动抵触件使其对波纹管件的一端抵触并往复运动，波纹管件压缩时，会同步挤压橡胶水仓使其内部液体向外溢出，并与气体混合，当波纹管件展开时，会通过抵杆、挡板解除对连接管顶端的封闭效果，此时位于圆管内部的液体将会通过连接管流入至收集仓的内部。
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1.一种隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，包括钻探检测管(100)，用于提供吸附有害气体动力源的吸力件(700)，其特征在于：还包括：
2.根据权利要求1所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述吸入模块(300)与网环(201)连接的一端设置有单向阀(800)，所述吸入模块(300)通过单向阀(800)与Y形腔室(202)连通。
3.根据权利要求1所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述吸入模块(300)包括设置于钻探检测管(100)外侧的圆管(301)，所述圆管(301)的内部轴承连接有与波纹管件(401)抵触的抵触件(302)，所述抵触件(302)由叶轮以及固接于叶轮表面且与波纹管件(401)抵触的长杆组成；
4.根据权利要求3所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述圆管(301)内腔靠近网环(201)的一侧设置有锥形通气口，所述挡板(3032)与圆管(301)之间弹性支撑有第一弹簧(3034)，所述连接管(3033)的底端固定连通有与钻探检测管(100)螺栓连接的收集仓(3035)。
5.根据权利要求1所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述波纹管件(401)与圆管(301)之间弹性支撑有弹簧伸缩管(403)，所述橡胶水仓(402)等距安装于波纹管件(401)外壁的褶皱处，所述波纹管件(401)靠近抵触件(302)的一端与其抵触连接；
6.根据权利要求1所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述波浪形管(502)靠近卡块(6023)一端开口处的内径值小于空心球(503)的外径值，所述波浪形管(502)的内腔与检测仪(601)固接。
7.根据权利要求1所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述移动杆(6022)的两侧壁分别开设有与警示杆(6025)和第二弹簧(6024)抵触的斜块，所述卡块(6023)与波浪形管(502)之间弹性支撑有第二弹簧(6024)。
8.根据权利要求1所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述波纹管件(401)远离弹簧伸缩管(403)的一端环形等角度开设有若干个用于气体流动的槽洞，所述钻探检测管(100)的外壁采用两段圆管螺栓连接而成。
9.根据权利要求1所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述吸力件(700)包括有与长管(501)固接的吸风管(702)，以及固定安装于吸风管(702)远离长管(501)一端的吸风机(701)。
10.根据权利要求1所述的一种隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置的钻探方法，其特征在于：所述钻探方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，包括钻探检测管(100)，用于提供吸附有害气体动力源的吸力件(700)，其特征在于：还包括：
2.根据权利要求1所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述吸入模块(300)与网环(201)连接的一端设置有单向阀(800)，所述吸入模块(300)通过单向阀(800)与y形腔室(202)连通。
3.根据权利要求1所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述吸入模块(300)包括设置于钻探检测管(100)外侧的圆管(301)，所述圆管(301)的内部轴承连接有与波纹管件(401)抵触的抵触件(302)，所述抵触件(302)由叶轮以及固接于叶轮表面且与波纹管件(401)抵触的长杆组成；
4.根据权利要求3所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述圆管(301)内腔靠近网环(201)的一侧设置有锥形通气口，所述挡板(3032)与圆管(301)之间弹性支撑有第一弹簧(3034)，所述连接管(3033)的底端固定连通有与钻探检测管(100)螺栓连接的收集仓(3035)。
5.根据权利要求1所述的隧道围岩有害气体长距离超前钻探装置，其特征在于：所述波纹管件(401)与圆管(301)之间弹性支撑有弹簧伸缩管(403)，所述橡胶水仓(40...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟祖良，王群力，米朝阳，申卓，王克潇，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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