[發明專利]礦用鉆孔軌跡無線監測系統及其監測方法

在審

• 申請號: 202111009808.2
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113565438A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 胡運兵;胡萬利;何昭友;康厚清;李云波;張軍;楊鵬飛;謝成梁;閻家光;覃海明;胡文平;孫喆;雷凱麗
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B47/022;E21B47/00;E21B47/26;E21B47/13
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 陳家輝

本發明涉及地質勘探技術領域，具體涉及一種礦用鉆孔軌跡無線監測系統及其監測方法，其中系統包括：采集模塊，用于實時采集鉆孔的軌跡數據；編碼模塊，用于通過電磁波無線傳輸軌跡數據；解碼模塊，用于采取阻抗匹配算法提取編碼調制處理后的軌跡數據，并對編碼調制處理后的軌跡數據解碼；停止模塊，用于實時根據解碼后的軌跡數據自適應判斷是否需要停止軌跡數據的采集和傳輸，如果需要停止軌跡數據的采集和傳輸，發送停止采集鉆孔的軌跡數據的指令到采集模塊，并發送停止通過電磁波無線傳輸編碼調制處理后的軌跡數據的指令到編碼模塊。本發明既提高了傳輸距離又延長了工作時間，即使采用普通鉆桿也能夠在回轉鉆進中的過程中實時傳輸軌跡數據。

技術領域

本發明涉及地質勘探技術領域，具體涉及一種礦用鉆孔軌跡無線監測系統及其監測方法。

背景技術

鉆孔施工是煤礦井下地質勘探的基礎性工作，由于鉆孔施工會受到地質構造、鉆機性能、煤巖賦存、人工測量偏差等因素的影響，導致鉆孔施工的實際軌跡與理想狀態的直線軌跡存在較大偏差。因此，為了有效避免盲區，減少誤判、消除安全隱患、更好地保障礦井安全生產，需要掌握施工的鉆孔軌跡。

目前煤礦井下鉆孔主要采用回轉鉆進工藝，基于該工藝的鉆孔軌跡測量儀器包括完孔后軌跡測量儀和隨鉆隨測存儲式軌跡測量儀兩種。完孔后軌跡測量儀，需要現場工作人員待施鉆完成將鉆桿退出之后，將測斜儀推入鉆孔內部，實現鉆孔軌跡的測量，這種方式在垮孔的情況下難以實現鉆孔軌跡的有效測量；隨鉆隨測存儲式測量儀，在鉆機鉆進過程中通過鉆頭前端的傳感器實現鉆孔軌跡的測量，并將測量數據存儲在測量裝置中，這種方式待退桿后才能知曉鉆孔軌跡，無法在鉆進過程中監測鉆孔軌跡，無法及時評判鉆孔施工是否按設計軌跡區域鉆進。

為了實現鉆孔軌跡的隨鉆隨測，需要實時傳輸軌跡數據，這需要依賴于有線的通纜鉆桿，這種鉆桿屬于特制鉆桿，相較于普通鉆桿使用成本高、不易維護。因此，實現鉆孔軌跡的隨鉆隨測，不能采用普通礦用鉆桿作為信號傳輸通道，在鉆進中傳輸軌跡數據調制信號，也即，現有技術不能利用礦用普通鉆桿在回轉鉆進中過程中對的鉆孔軌跡進行實時監測。

發明內容

本發明提供一種礦用鉆孔軌跡無線監測系統及其監測方法，解決了現有技術不能利用普通鉆桿在回轉鉆進的過程中對鉆孔軌跡進行實時監測的技術問題。

本發明提供的基礎方案為：礦用鉆孔軌跡無線監測系統，包括：

采集模塊，用于實時采集鉆孔的軌跡數據；

編碼模塊，用于實時對軌跡數據進行編碼調制處理，并通過電磁波無線傳輸編碼調制處理后的軌跡數據；

解碼模塊，用于實時接收編碼調制處理后的軌跡數據，采取阻抗匹配算法提取編碼調制處理后的軌跡數據，并對編碼調制處理后的軌跡數據放大和濾波之后解碼，得到解碼后的軌跡數據；

停止模塊，用于實時根據解碼后的軌跡數據自適應判斷是否需要停止軌跡數據的采集和傳輸，如果需要停止軌跡數據的采集和傳輸，發送停止采集鉆孔的軌跡數據的指令到采集模塊，并發送停止通過電磁波無線傳輸編碼調制處理后的軌跡數據的指令到編碼模塊。

本發明的工作原理及優點在于：其一，采取阻抗匹配算法提取編碼調制處理后的軌跡數據，并對編碼調制處理后的軌跡數據進行放大濾波處理后解碼，阻抗匹配算法有利于提取微弱的電磁波信號，經過放大濾波處理后解碼，可以提高傳輸距離；其二，實時根據軌跡數據自適應判斷是否需要停止軌跡數據的采集和傳輸，這樣的工作邏輯可以達到省電的效果，延長工作時間。通過這樣的方式，既提高了傳輸距離，又延長了工作時間，即使采用普通鉆桿，也能夠在回轉鉆進中的過程中實時傳輸軌跡數據，實現對鉆孔軌跡的實時監測；雖然受限于煤礦井下施工現場環境和鉆孔直徑要求，也能夠實現長距離無線傳輸以及長時間工作。

本發明既提高了傳輸距離又延長了工作時間，即使采用普通鉆桿，也能夠在回轉鉆進中的過程中實時傳輸軌跡數據，解決了現有技術不能利用普通鉆桿在回轉鉆進的過程中對鉆孔軌跡進行實時監測的技術問題。