[發(fā)明專利]一種用于煤礦巷道圍巖超聲波檢測的測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710378960.5
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107191225B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘衛(wèi)東;聶曉東;侯斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煤礦巷道圍巖超聲波檢測的測量系統(tǒng)。所述測量系統(tǒng)由數(shù)個測量模組組成，每個測量模組包括兩個測量單元，測量單元包括纏繞于放線架的放線輪上的數(shù)據(jù)線以及與數(shù)據(jù)線一端連接的管道機(jī)器人，數(shù)據(jù)線另一端與第一無線信號收發(fā)器連接，第一無線信號收發(fā)器與控制終端的第二無線信號收發(fā)器無線信號連接。本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，從取樣時所打出的孔道內(nèi)進(jìn)入煤礦巷道圍巖中，能夠高效、精準(zhǔn)地對煤礦巷道圍巖的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測和傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煤礦巷道圍巖超聲波檢測的測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煤炭作為我國的主體能源，為我國的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展貢獻(xiàn)了巨大力量，在世界范圍內(nèi)的一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，化石能源仍然占據(jù)了主導(dǎo)地位，并且將持續(xù)很長一段時間。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以能源換效益的粗放式發(fā)展模式短期內(nèi)無法根本改變，這就導(dǎo)致了工業(yè)市場對煤炭資源的大量需求。現(xiàn)今為止，隨著煤炭開采強(qiáng)度的加大，地表淺層資源已近枯竭，礦產(chǎn)資源已由淺層開采轉(zhuǎn)入深部開采，可采優(yōu)質(zhì)煤層厚度逐漸變小、品位變低、地壓增大、巖爆現(xiàn)象顯現(xiàn)，開采的技術(shù)難度在不斷增大，礦山安全問題也越來越突出。巷道圍巖失穩(wěn)一直是主要原因之一。巷道圍巖的安全性關(guān)乎著礦山生產(chǎn)準(zhǔn)備的順利進(jìn)行，礦山巷道支護(hù)質(zhì)量很大程度上關(guān)系著礦山的安全生產(chǎn)。因此，如何對煤礦圍巖巷道進(jìn)行安全高效的檢測，加強(qiáng)對巷道坍塌的防患工作，是減少煤礦事故，保證煤礦安全高效生產(chǎn)的重要前提。現(xiàn)有的檢測方式多為對巷道圍巖進(jìn)行鉆孔并取樣，在對樣品進(jìn)行單獨(dú)檢測，一方面效率較低，另一方面樣品本身脫離實(shí)際環(huán)境會導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)與真實(shí)情況存在誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于煤礦巷道圍巖超聲波檢測的測量系統(tǒng)，本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，從取樣時所打出的孔道內(nèi)進(jìn)入煤礦巷道圍巖中，能夠高效、精準(zhǔn)地對煤礦巷道圍巖的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測和傳輸。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于煤礦巷道圍巖超聲波檢測的測量系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)由數(shù)個測量模組組成，每個測量模組包括兩個測量單元，測量單元包括纏繞于放線架的放線輪上的數(shù)據(jù)線以及與數(shù)據(jù)線一端連接的管道機(jī)器人，數(shù)據(jù)線另一端與第一無線信號收發(fā)器連接，第一無線信號收發(fā)器與控制終端的第二無線信號收發(fā)器無線信號連接。

優(yōu)選的，所述管道機(jī)器人包括筒狀機(jī)架，機(jī)架的兩端面分別設(shè)有超聲波檢測器和數(shù)據(jù)處理器，機(jī)架外壁上開設(shè)有安裝缺口，數(shù)個安裝缺口沿機(jī)架外壁周向排列；機(jī)架內(nèi)設(shè)有舵機(jī)，舵機(jī)的輸出軸穿過安裝缺口后與輪架連接，輪架上設(shè)有自驅(qū)輪；數(shù)據(jù)處理器與數(shù)據(jù)線連接，超聲波檢測器的輸入、輸出端分別與數(shù)據(jù)處理器的輸出、輸入端信號連接，自驅(qū)輪的輸入端與數(shù)據(jù)處理器的輸出端連接。

優(yōu)選的，所述機(jī)架上設(shè)有用于測量輪架轉(zhuǎn)動角度的輪架角位移傳感器，輪架上設(shè)有用于測量自驅(qū)輪轉(zhuǎn)動角度的輪角位移傳感器；輪架角位移傳感器和輪角位移傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)處理器的輸入端連接。

優(yōu)選的，所述機(jī)架外壁還周向設(shè)有數(shù)個等間距的激光測距器。

優(yōu)選的，所述超聲波檢測器上設(shè)有照明燈；所述超聲波檢測器上有超聲波接受器和超聲波發(fā)射器，機(jī)架靠近超聲波檢測器的一側(cè)設(shè)有攝像頭，攝像頭的輸入、輸出端分別與數(shù)據(jù)處理器的輸出、輸入端信號連接。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)線包括由外至內(nèi)包覆設(shè)置的織物抗拉層、信號抗干擾層和數(shù)據(jù)傳輸線芯，數(shù)據(jù)傳輸線芯為兩根并分別用于輸入、輸出數(shù)據(jù)信號。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)線外壁上設(shè)有長度刻度線。

優(yōu)選的，所述放線輪的輪軸通過扭矩傳感器與放線架上的線輪電機(jī)輸出軸連接，扭矩傳感器與第一無線信號收發(fā)器信號連接。

優(yōu)選的，所述放線架下方設(shè)有伸縮支腿。

優(yōu)選的，所述管道機(jī)器人和放線架上分別設(shè)有蓄電池。

本發(fā)明工作原理如下：