[發(fā)明專利]一種煤礦巷道頂板裂隙擴展影像采集系統(tǒng)及其采集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710263734.2
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107018373B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭罡業(yè);郭玉;陳秀清;王延慶;張前進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/225
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 李志鴻

本發(fā)明涉及一種煤礦巷道頂板裂隙擴展影像采集系統(tǒng)及其采集方法，包括能連續(xù)監(jiān)測巷道頂板裂隙發(fā)育過程的高清攝像頭、高強透明保護管、錨固段、固定段和分段連接桿，所述高強透明保護管的前端與錨固段固連，后端與固定段螺紋連接，錨固段通過錨固劑固定于鉆孔底部，實現(xiàn)高強透明保護管在鉆孔內(nèi)的固定；所述高清攝像頭與分段連接桿活動連接，能夠在分段連接桿的作用下沿高強透明保護管移動，或穩(wěn)固地留置在高強透明保護管內(nèi)，監(jiān)測裂隙的發(fā)育過程，此時，固定段與高強透明保護管連接，將其管體封堵。該設(shè)備配合巷道圍巖窺視儀在使用過程中可一次長時間對頂板特定裂隙進(jìn)行動態(tài)影像采集，克服了實際工程中不能對頂板裂隙動態(tài)擴展進(jìn)行可靠數(shù)據(jù)采集的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山巷道工程用具領(lǐng)域，特別涉及一種可以連續(xù)對頂板裂隙動態(tài)擴展影像進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的煤礦巷道頂板裂隙擴展影像采集系統(tǒng)及其采集方法。

背景技術(shù)

巷道頂板是巷道圍巖頂部的統(tǒng)稱。回采巷道頂板作為掘進(jìn)中遇見的煤巖體是賦存于一定地質(zhì)環(huán)境中的復(fù)雜地質(zhì)體，它的特點之一是煤巖體內(nèi)含有節(jié)理、層理等多種裂隙，致使煤巖體成為不連續(xù)體。受巷道圍巖高應(yīng)力、采動應(yīng)力等復(fù)雜環(huán)境的影像，裂隙會擴展。裂隙的擴展方式及規(guī)模大小在很大程度上決定著巷道頂板的變形破壞特征，因此如何及時有效的獲得頂板裂隙的動態(tài)擴展過程影像對于掌握裂隙擴展與頂板圍巖變形破壞規(guī)律是一個關(guān)鍵。

目前常用的圍巖裂隙影像采集是巷道圍巖窺視儀，該窺視儀是通過窺視探頭深入鉆孔進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然而該方法有兩個明顯的問題：一是由于圍巖鉆孔缺少有力的保護，在軟弱破碎圍巖中經(jīng)常出現(xiàn)鉆孔坍塌的情形，嚴(yán)重影響窺視探頭的進(jìn)入而影響數(shù)據(jù)的采集；二是由于窺視儀自身電能的限制、探頭有效的位置固定等原因，使得該窺視儀很難固定在特定位置進(jìn)行長時間的數(shù)據(jù)收集。由于這兩個問題的限制，利用窺視儀進(jìn)行鉆孔圍巖裂隙數(shù)據(jù)采集時不僅耗時耗力，而且不能長時間對裂隙動態(tài)擴展進(jìn)行連續(xù)的數(shù)據(jù)收集，只能對其某一時間點的裂隙狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，如此也就失去了掌握裂隙擴展與圍巖破壞特征之間的規(guī)律掌握基礎(chǔ)。

綜上所述，對巷道圍巖裂隙動態(tài)擴展過程影像采集的問題依舊沒有得到解決，對于解決相關(guān)依此為基礎(chǔ)的科學(xué)問題是一個嚴(yán)重的缺憾，因此該問題迫切需要得到解決。

發(fā)明內(nèi)容

為解決巷道頂板裂隙動態(tài)擴展影像采集的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可以連續(xù)對頂板裂隙動態(tài)擴展影像進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的煤礦巷道頂板裂隙擴展影像采集系統(tǒng)及其采集方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：一種煤礦巷道頂板裂隙擴展影像采集系統(tǒng)，包括能連續(xù)監(jiān)測巷道頂板裂隙發(fā)育過程的高清攝像頭、高強透明保護管、錨固段、固定段和分段連接桿，所述高強透明保護管的前端與錨固段固連，后端與固定段螺紋連接，錨固段通過錨固劑固定于鉆孔底部，實現(xiàn)高強透明保護管在鉆孔內(nèi)的固定；所述高清攝像頭與分段連接桿活動連接，能夠在分段連接桿的作用下沿高強透明保護管移動，或穩(wěn)固地留置在高強透明保護管內(nèi)，監(jiān)測裂隙的發(fā)育過程，此時，固定段與高強透明保護管連接，將其管體封堵。

所述彈性殼體直徑稍大于高強度透明管的內(nèi)徑，具有壓縮后回彈的能力，保證高清攝像頭牢穩(wěn)的卡在高強透明保護管的任意位置。

所述高清攝像頭包括攝像頭本體、電池、彈性殼體和連接端；所述彈性殼體為圓筒狀結(jié)構(gòu)，其一端密封，一端開口，連接端設(shè)置在密封端外部；彈性殼體的腔體內(nèi)，位于密封端安裝有電池，開口端安裝攝像頭本體，電池為攝像頭本體供電。

所述彈性殼體的密封端腔體內(nèi)設(shè)置電池室，開口端設(shè)置攝像機室，兩個室相對獨立；電池室的頂面和底面設(shè)置導(dǎo)電夾層，上部的導(dǎo)電夾層連接正極線，下部的導(dǎo)電夾層連接負(fù)極線，正、負(fù)極線的另一端分別連接攝像機本體的正、負(fù)極，中間部分涂有絕緣膠；攝像機室的底面設(shè)置彈性墊圈，攝像機本體安裝在攝像機室內(nèi)。

所述攝像頭本體自帶電源和存儲器。

所述攝像頭本體帶有微型LED燈，為攝像頭在黑暗環(huán)境中提供光亮保證其正常工作。所述的微型LED燈是一個薄導(dǎo)電材質(zhì)圈層，其內(nèi)部鑲嵌有8個LED燈。