【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于爆破钻孔，尤其涉及一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置及探测方法。
技术介绍
1、爆破矿岩效果的好坏与众多影响因素相关，钻孔偏斜率和岩体及地层信息则是衡量爆破效果的主要指标。由于岩层特性、钻井工艺和钻孔深度的不同，实际生产中钻孔会偏离原先的设计要求，钻孔偏斜会对地质成果和钻探施工带来严重的不良影响，例如在矿山深孔凿岩中，若发生钻孔偏斜，可能会导致爆破后大块率增加，引起矿石的损失和贫化，如果炮孔的偏斜率超过允许值，还可能会导致打丢矿体、遗漏断层等现象，导致爆破效果大大降低。针对井下爆破钻孔偏斜的测量工作，目的是为了在爆破前对钻孔的爆破效果进行评价和预测，测斜仪是完成这一工作必不可少的重要设备之一，但是传统测斜仪只能进行单一的测斜工作，无法对岩体及地层信息等进行探测，单单依据测斜数据对爆破效果进行预测评价过于片面，预测精度较低，将导致爆破效果不佳，且易造成矿石损失和矿体贫化。
2、公开号为cn102251768a的专利提供了一种光纤陀螺测斜仪，所述光纤陀螺测斜仪由地下探头与地面仪器两部分构成，所述地下探头包括一个光纤陀螺传感器、一个x方向伺服加速度计传感器、一个y方向伺服加速度计传感器和一个信号采集存储处理系统，所述地面仪器包括一个单片机，所述光纤陀螺传感器、x方向伺服加速度计传感器以及y方向伺服加速度计传感器分别连接于所述信号采集存储处理系统的一端，所述信号采集存储处理系统的另一端连接于所述单片机。此专利的测斜仪仍然是单一测斜，无法对岩体及地层信息等进行探测，存在与现有技术相同的弊端。
3、因
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，以解决现有技术中测斜装置只能进行单一测斜，无法对岩体及地层信息等进行探测，导致钻孔的爆破效果不佳，且易造成矿石损失和矿体贫化的难题；另外本专利技术还提供了一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置的探测方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，包括：探测组件和设置在所述探测组件上的扶正组件；所述探测组件包括探杆，所述探杆内设有光纤陀螺测斜仪、三维成像探头、电源和信号采集装置，所述光纤陀螺测斜仪一端与所述三维成像探头电性连接，另一端与所述电源连接，所述电源还与所述信号采集装置连接；所述扶正组件包括依次套设在所述探杆上的第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块，所述第一滑块与第四滑块固定在所述探杆上，所述第二滑块与第三滑块通过若干根伸缩杆连接，所述第一滑块与第二滑块通过至少两个弹簧柱塞连接，所述第三滑块与第四滑块通过至少两个所述弹簧柱塞连接，两个所述弹簧柱塞之间通过履带滑轮连接。
4、进一步的，所述第一滑块与第二滑块的左右两侧也通过至少两个所述弹簧柱塞连接，所述第三滑块与第四滑块的左右两侧也通过至少两个所述弹簧柱塞连接，两个所述弹簧柱塞的连接处设有所述履带滑轮。
5、进一步的，每个所述弹簧柱塞底部均设有用于采集压力数据的压力传感器。
6、进一步的，所述信号采集装置包括测斜信号采集模块、三维成像探头信号采集模块和压力传感器信号采集模块，所述测斜信号采集模块、三维成像探头信号采集模块、压力传感器信号采集模块分别用于采集所述光纤陀螺测斜仪、三维成像探头、压力传感器的探测信息。
7、进一步的，还包括用于接收所述光纤陀螺测斜仪、三维成像探头、压力传感器的探测信息的显示器，所述显示器与所述信号采集装置电性连接。
8、进一步的，所述光纤陀螺测斜仪与所述电源通过电机连接。
9、进一步的，所述第一滑块和第四滑块均通过固定螺栓固定设置在所述探杆上。
10、进一步的，所述弹簧柱塞通过铰链与所述第一滑块、第二滑块、第三滑块、第四滑块连接。
11、进一步的，所述伸缩杆的数量为四根。
12、第二方面，本专利技术还提供了一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置的探测方法，包括以下步骤：
13、s10、根据所测钻孔孔径大小，调整所述伸缩杆的长度，控制所述履带滑轮与所述探杆之间的距离，使得所述履带滑轮可沿着孔壁向下滑动；
14、s20、通过外部控制电缆牵引所述测斜装置向下探测，所述光纤陀螺测斜仪将测斜数据由所述信号采集装置实时上传到显示器中，判断出钻井是否偏移预定轨迹，并计算出偏移量是否在控制范围内；
15、s30、所述三维成像探头将钻孔内部的岩体信息与地层信息实时上传至所述显示器，探测过程中，所述显示器位于地面，通过所述显示器对测斜数据和岩体及地层信息进行耦合分析，对当前钻孔爆破效果进行评价。
16、本专利技术提供的带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置及探测方法与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
17、现有技术中的传统测斜仪只能进行单一的测斜工作，无法对岩体及地层信息等进行探测，单单依据测斜数据对爆破效果进行预测评价过于片面，预测精度较低，将导致爆破效果不佳，且易造成矿石损失和矿体贫化。本专利技术结构简单、操作方便，通过所设置的光纤陀螺测斜仪、三维成像探头以及压力传感器，可同时获取钻孔测斜数据和岩体及地层信息，将测斜数据与岩体及地层信息进行耦合分析，以对爆破钻孔的爆破效果进行准确的预测评价，进而对各种类型矿山的爆破方案进行优化，为工程勘察提高精度，节约费用，提高效益；本专利技术还可以根据现场孔径大小对测斜装置进行灵活调整，通过调整伸缩杆的长度，控制探杆两侧履带滑轮与探杆之间的距离，以适用于不同孔径的爆破钻孔。
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1.一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，所述第一滑块与第二滑块的左右两侧也通过至少两个所述弹簧柱塞连接，所述第三滑块与第四滑块的左右两侧也通过至少两个所述弹簧柱塞连接，两个所述弹簧柱塞的连接处设有所述履带滑轮。
3.根据权利要求2所述的一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，每个所述弹簧柱塞底部均设有用于采集压力数据的压力传感器。
4.根据权利要求3所述的一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，所述信号采集装置包括测斜信号采集模块、三维成像探头信号采集模块和压力传感器信号采集模块，所述测斜信号采集模块、三维成像探头信号采集模块、压力传感器信号采集模块分别用于采集所述光纤陀螺测斜仪、三维成像探头、压力传感器的探测信息。
5.根据权利要求4所述的一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，还包括用于接收所述光纤陀螺测斜仪、三维成像探头、压力传感器的探测信息的显示器，所述显示器与所述信号采集装置电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，所述第一滑块和第四滑块均通过固定螺栓固定设置在所述探杆上。
8.根据权利要求1所述的一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，所述弹簧柱塞通过铰链与所述第一滑块、第二滑块、第三滑块、第四滑块连接。
9.根据权利要求1所述的一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，所述伸缩杆的数量为四根。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，所述第一滑块与第二滑块的左右两侧也通过至少两个所述弹簧柱塞连接，所述第三滑块与第四滑块的左右两侧也通过至少两个所述弹簧柱塞连接，两个所述弹簧柱塞的连接处设有所述履带滑轮。
3.根据权利要求2所述的一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，每个所述弹簧柱塞底部均设有用于采集压力数据的压力传感器。
4.根据权利要求3所述的一种带三维成像功能的光纤陀螺测斜装置，其特征在于，所述信号采集装置包括测斜信号采集模块、三维成像探头信号采集模块和压力传感器信号采集模块，所述测斜信号采集模块、三维成像探头信号采集模块、压力传感器信号采集模块分别用于采集所述光纤陀螺测斜仪、三维成像探头、压力传感器的探测信息。
5.根据权利要求4所述的一种带三维...
【专利技术属性】
技术研发人员：张永杰，王宇，徐鸿，欧雪峰，朱旭明，黄翔，李荣津，罗志敏，欧阳健，邓沛宇，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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