[發明專利]微震定位測定瓦斯抽放鉆孔深度的裝置

有效

• 申請號: 201210039435.8
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN102536209A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 任松;姜德義;陳結;姜奧;李林;李喬賢;何華勇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E21B47/04
• 分類號: E21B47/04;E21B47/16
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發明涉及一種測量鉆孔深度的裝置，尤其涉及一種微震定位測定瓦斯抽放鉆孔深度的裝置。

背景技術

煤礦開采過程中因瓦斯存在，對煤礦安全開采帶來巨大的危害，如瓦斯爆炸、瓦斯突出等，嚴重危害礦井工人的生命安全及造成巨大經濟損失。所以，現有礦井開采時，在巷道開挖時對待開采煤層進行鉆孔，便于煤層中瓦斯的溢出，減少瓦斯災害的發生。然而，在現實煤礦鉆孔排除瓦斯時，部分企業或施工人員為減少工作量，節約成本，往往在鉆孔時減少鉆孔深度，使得待開挖煤層瓦斯排放量不足，形成潛在危害。一般煤礦瓦斯抽放鉆孔深度在100m左右，是目前設計的安全鉆孔深度，而在實際中，多數鉆孔深度僅在設計鉆孔深度的50%，嚴重影響后續開采工作的安全。

現有技術中，測量鉆孔深度的裝置主要存在如下不足：測定該裝置中的鉆孔機活塞的行程來獲得鉆孔深度，而活塞行程可人為設置，易發生改變，不能真實反映鉆孔深度；另外，在巷道圍巖面布置測點確定鉆頭震源的位置需要至少4個探頭，因圍巖不均勻，測量誤差很大，且監測速度慢，單日內監測數量少，成本高。

發明內容

針對現有技術中的不足之處，本發明提供了一種測量鉆孔深度精確高，監測速度快，且成本較低的微震定位測定瓦斯抽放鉆孔深度的裝置。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案：

微震定位測定瓦斯抽放鉆孔深度的裝置，包括鉆頭、鉆桿、電動機、聲波分析儀和聲波接收器；所述鉆頭固定在鉆桿的一端上，所述鉆桿的另一端與所述電動機的動力輸出軸連接，所述聲波接收器固定在鉆桿的另一端部上，聲波接收器接收的信號輸入聲波分析儀。

作為本發明的一種優選方案，所述聲波接收器上設有發射聲波接收器接收震動聲波的信號發射器，所述聲波分析儀上設有接收信號發射器發出信號的信號接收器。

與現有技術相比，本發明的微震定位測定瓦斯抽放鉆孔深度的裝置，具有如下優點：

1、使用該微震定位測定瓦斯抽放鉆孔深度的裝置時，只需將該裝置安裝在圍巖上，使鉆頭伸入鉆孔內并與鉆孔底部的圍巖接觸，直接利用開鉆那一時刻發出的震動波來測定鉆孔深度，因鉆頭破圍巖產生的強震信號在鉆桿中傳播的速度很容易測定，測定震動波從鉆頭到聲波接收器的傳播時間，便可精確的計算出鉆孔深度，不但測量鉆孔深度精確高，監測速度快，且成本較低。

2、該裝置采用信號發射器和信號接收器將聲波接收器首次接收破圍巖產生的聲波信號通過無線的方式輸入聲波分析儀，避免了現有技術中采用導線布置和纏繞從而影響信號接收效果的缺陷。

附圖說明

圖1為微震定位測定瓦斯抽放鉆孔深度的裝置的結構示意圖。

附圖中，1—鉆頭；?2—鉆桿；?3—電動機；?4—聲波分析儀；?5—聲波接收器；?6—信號發射器；?7—信號接收器；?8—圍巖；?9—開關。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細地描述。

如圖1所示，微震定位測定瓦斯抽放鉆孔深度的裝置，包括鉆頭1、鉆桿2、電動機3、聲波分析儀4和聲波接收器5。鉆頭1固定在鉆桿2的一端上，鉆桿2的另一端與電動機3的動力輸出軸連接，聲波接收器5固定在鉆桿2的另一端部上，聲波接收器5接收的信號輸入聲波分析儀4。將聲波接收器5固定在鉆桿2與電動機3連接的端部，使聲波接收器5接收到的震源信號干擾小，信號明顯。

利用該裝置測定瓦斯抽放鉆孔深度的方法，包括如下步驟：

1）測定鉆頭破圍巖時產生的震動波在鉆桿2中傳播的速度V。

2）在圍巖8上安裝測定瓦斯抽放鉆孔深度的裝置，使鉆桿2垂直于圍巖8，鉆頭1伸入鉆孔內并與鉆孔底部的圍巖8接觸。

3）通過開關9同步啟動電動機3和聲波接收器5（本實施例中，開關9固定設置在電動機控制箱上），并用計時器記錄鉆桿2開始轉動的時間t₀。將啟動聲波接收器5與啟動控制鉆桿2的電動機3的開關設為同一開關，實現鉆桿2與聲波接收器5同步啟動，并開始計時。

4）將聲波接收器5接收鉆頭1破圍巖產生的聲波信號輸入聲波分析儀4，由聲波分析儀4進行濾波處理，以獲得所需震動波形，并記錄聲波接收器5首次接收破圍巖產生的聲波信號的時間t。因在測試時周圍其它雜波較多，但鉆頭1破圍巖產生的波震最強烈，通過一定的濾波處理，可獲得測試所需的震動波形，以便獲得準確的傳播時間。