[發明專利]一種井下智能鉆孔測距、防塵定點取樣裝置及其工作方法

在審

• 申請號: 201911395337.6
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111060349A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 劉軍;王立國;楊通;陳立偉;安豐華;許彥鵬;王林;袁軍偉
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08;G01C22/02;E21B47/04;E21B21/015
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

本發明公開了一種井下智能鉆孔測距、防塵定點取樣裝置及其工作方法，包括鉆機、鉆桿、鉆孔測距儀、防塵導流罩、預留導向管和鉆屑除塵器，預留導向管固定安裝在鉆孔的孔口處，預留導向管的外端伸出鉆孔，防塵導流罩上部設置在預留導向管上，防塵導流罩下端口與鉆屑除塵器的進口連接，鉆桿安裝在鉆機上，鉆桿穿過鉆屑除塵器同軸向伸入到預留導向管內，鉆孔測距儀固定設置在鉆機上，鉆孔測距儀的測試部與鉆桿外圓表面接觸。本發明實現鉆孔長度計量的智能化、精準化，提高定點取樣的精確度，并且避免了大量的粉塵進入巷道中，為井下人員提供良好的工作環境。

技術領域

本發明涉及一種煤樣或巖樣的取樣工具，具體為一種井下智能鉆孔測距、防塵定點取樣裝置及其工作方法。

背景技術

瓦斯是在我國煤礦事故中占據較大比例，尤其是對于高瓦斯和突出礦井來說，其事故多會產生群死群傷，造成的后果十分慘痛。為此，瓦斯的消突和治理是保障礦井安全生產的基本準繩，進行瓦斯抽采是一種經濟、環保、安全、高效的方法和手段。瓦斯抽采之后的效果驗證是煤礦進行開采之前的重要環節和依據。鉆孔長度的計量通過人工數鉆桿的方式進行確定，減少因人為導致的誤差，實現鉆孔長度計量的智能化、精準化。如何定點、精確取到指定方位和深度的煤樣對于準確檢驗抽采效果是否達標至關重要。同時，在鉆孔取樣的過程中，產生的粉塵對井下空氣和人員健康產生不利的影響，通過一定的技術手段和措施，將防塵工作應用到鉆孔取樣的全過程，確保井下人員提供良好的工作環境。

目前，對于長距離的定點取樣，通過千米鉆機可以實現軌跡位置的定點追蹤。對于中短距離的定點取樣，由于千米鉆機價格昂貴，設備的搬運困難，以及取樣地點條件的限制，導致千米鉆機在中短距離的定點取樣難以實現。在當前的中短距離取樣過程中存在以下問題：

1）現有的中短距離取樣過程中，采用取樣時打鉆孔的方式，一般在布置完抽采管路，并進行抽采工作之后，進行效果驗證時，才重新找方位角和位置打鉆孔，這種方式費時費力。

2）現有的中短距離取樣過程中，雖然普通鉆機體積和價格與千米鉆機相比較小，但是在移動、搬運過程中仍然不便，鉆機底座與巷道地面摩擦產生一定的磨損。

3）現有的中短距離取樣過程中，對于鉆桿在煤層中的位置和方位軌跡的不準確性仍然存在，無法精準的測定鉆頭的位置，進而對于預定取樣位置難以做到定點取樣。

4）現有的中短距離取樣過程中，從鉆頭進入煤/巖體到取樣位置，都會產生一定量的鉆屑從鉆孔中流出，大量的粉塵進入巷道中，影響巷道風流的質量和工作人員的身心健康。

5）現有的中短距離取樣過程中，鉆孔長度的計量通過人工數鉆桿的方式，尚未實現智能化、精準化，人為因素引起的誤差較大且精度較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種井下智能鉆孔測距、防塵定點取樣裝置及其工作方法，以解決現有技術存在移動鉆機過程中勞動強度較大和移動對鉆機底座磨損嚴重的問題；鉆孔長度的計量通過人工數鉆桿的方式，尚未實現智能化、精準化，人為因素引起的誤差較大且精度較低；取樣過程中的鉆桿位置、方位和軌跡的不確定，以及是否取得預定位置煤樣問題；取樣過程中由于鉆屑從鉆孔中流出，粉塵等有害物質隨風流進入巷道中，影響巷道內空氣質量和工作人員的健康等問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種井下智能鉆孔測距、防塵定點取樣裝置，包括鉆機、鉆桿、鉆孔測距儀、防塵導流罩、預留導向管和鉆屑除塵器，預留導向管固定安裝在鉆孔的孔口處，預留導向管的外端伸出鉆孔，防塵導流罩上部設置在預留導向管上，防塵導流罩下端口與鉆屑除塵器的進口連接，鉆桿安裝在鉆機上，鉆桿穿過鉆屑除塵器同軸向伸入到預留導向管內，鉆孔測距儀固定設置在鉆機上，鉆孔測距儀的測試部與鉆桿外圓表面接觸。

鉆機包括鉆機本體、底座、液壓支架和減震支撐輪，鉆機本體安裝在底座上，減震支撐輪安裝在底座底部的四周，液壓支架設置在底座的底部。