以钻屑为主的动力监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了以钻屑为主的动力监测装置及监测方法，包括煤粉承接圆筒，煤粉承接圆筒通过滑道连接有煤粉收集装置，煤粉收集装置底部设置有称量装置，称量装置一侧设置有用于清理煤粉的排煤粉辅助装置，煤粉承接圆筒上设置有用于监测钻杆移动距离和时间的位移监测模块，位移监测模块连接有冲击监测模块，还包括有数据分析装置，数据分析装置分别与称量装置、排煤粉辅助装置、位移监测模块、冲击监测模块连接。能实时监测钻杆钻进深度、判定进钻/退钻及其持续时间。波幅比、波速比、持续时间作为煤炮/钻孔冲击发生的剧烈程度量化参数易于从波形中捕捉，计算简单，可靠性较好。可靠性较好。可靠性较好。

【技术实现步骤摘要】
以钻屑为主的动力监测装置及监测方法


[0001]本专利技术属于煤矿监测设备
，涉及以钻屑为主的动力监测装置，还涉及上述以钻屑为主的动力监测装置的监测方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国煤矿开采深度及开采条件的复杂程度的不断增加，为减少冲击地压、矿震等造成的动力灾害，需要对煤层进行冲击地压危险性进行检验与监测。由于钻屑法中的钻屑量、钻进时的动力效应如声响、卡钻、吸钻、钻孔冲击等各项指标是包含采动应力、煤体性质、突出环境等的综合指标，具有较好的实用性和可靠性，钻屑法也因此得到了广泛应用。但常规钻屑法在实施过程中有以下问题：一方面，钻进时的动力效应的各项指标通常无量化的记录和分析；另一方面，各项指标的记录主要靠人工实现，存在可靠性变差、效率低下、安全隐患增加的风险。随着对冲击地压研究的不断深入，对于冲击地压危险性的检验与监测，钻屑法中除钻屑量指标外，动力效应的相关指标也逐步受到重视。但动力效应监测指标的监测方法仍处于人工估测阶段，无法满足监测指标量化以及后续数据分析的要求，即监测准确性较低；另一方面受现场施工环境的影响，钻出煤粉落地后再收集称重增大误差，且无法满足称重自动化的效率安全需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种以钻屑为主的动力监测装置，解决了现有技术中存在的监测准确性较低问题。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，以钻屑为主的动力监测装置，包括煤粉承接圆筒，煤粉承接圆筒通过滑道连接有煤粉收集装置，煤粉收集装置底部设置有称量装置，称量装置一侧设置有用于清理煤粉的排煤粉辅助装置，煤粉承接圆筒上设置有用于进行顶钻、吸钻/卡钻监测的位移监测模块，位移监测模块连接有用于监测煤炮/钻孔冲击发生的剧烈程度的冲击监测模块，还包括有数据分析装置，数据分析装置分别与称量装置、排煤粉辅助装置、位移监测模块、冲击监测模块连接。
[0005]本专利技术的特点还在于：
[0006]煤粉收集装置包括第一收集筒，第一收集筒与煤粉承接圆筒相对的一侧设置有挡板。
[0007]煤粉收集装置与称量装置之间设置有烘干装置，烘干装置包括烘干机构，烘干机构连接在收集方筒下方，烘干机构下方连接有束口滑道，束口滑道下端与称量装置连接。
[0008]称量装置包括第二收集桶，第二收集桶一侧壁连接有排煤粉管道，第二收集桶底部设置有称重传感器，第二收集桶另一侧壁与排煤粉辅助装置连通，排煤粉辅助装置与排煤粉管道相对设置。
[0009]排煤粉辅助装置包括驱动模块和滑轨，驱动模块传动连接有传动模块，传动模块沿滑轨滑动，传动模块上连接有清扫机构，清扫机构位于称重传感器上，且与排煤粉管道相
对设置。
[0010]位移监测模块包括设置于煤粉承接圆筒上的位移传感器，位移传感器通过数据采集线路连接有时间计算模块，时间计算模块、位移传感器均与数据分析装置连接。
[0011]冲击监测模块包括超声波探测装置，超声波探测装置安装于待监测煤壁上，超声波探测装置通过数据采集线路与数据分析装置连接。
[0012]还包括有固定装置，固定装置包括支架，支架底部设置有升降装置，升降装置底部连接有底座；称量装置、排煤粉辅助装置、数据分析装置位于支架上。
[0013]以钻屑为主的动力监测方法，采用上述的动力监测装置，包括以下步骤：
[0014]钻杆穿入煤粉承接圆筒进行钻进，位移监测模块实时监测钻杆钻进深度，将钻进深度发送至数据分析装置；数据分析装置根据预设钻进深度控制钻杆进行空转，空转时排出的煤粉通过煤粉承接圆筒、滑道滑入煤粉收集装置中，通过称量装置称重，直至当前深度的钻屑量不再增加，停止空转，获取最终钻屑量，之后通过排煤粉辅助装置排出煤粉；每钻进一个预设钻进深度，重复一次上述流程，直至本钻孔钻屑完成；同时，位移监测模块监测进钻/退钻的持续时间，将监测结果实时发送至数据分析装置，当进钻/退钻超过预设时间还未钻进结束，判定为顶钻；若当前深度的钻杆退杆时间超过预设时间还未退杆结束，判定为吸钻/卡钻；冲击监测模块将监测到的波形发送至数据分析装置，数据分析装置对波形进行处理，得到煤炮/钻孔冲击发生的剧烈程度。
[0015]数据分析装置对波形的处理方法为：
[0016]根据预设钻进深度将监测波形进行分段，统计每段监测波形中波形异常次数，作为煤炮/钻孔冲击的次数，计算正常波幅平均值F与异常波幅平均值F
i
的比值μ、正常波速平均值C与异常波幅平均值C
i
的比值μ或波幅/波速异常波动的持续时间t，得到煤炮/钻孔冲击发生的剧烈程度。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术的以钻屑为主的动力监测装置，煤粉承接圆筒连接在煤壁上，钻杆伸入煤粉承接圆筒，能防止刚排出煤粉飞溅，减小钻屑量测量误差；通过排煤粉辅助装置，能减少称量装置腔内每米钻进称量前留有煤粉的误差；通过位移监测模块实时监测钻杆钻进深度、判定进钻/退钻及其持续时间，实现顶钻、吸钻/卡钻的判断，提高了监测准确性及数据采集效率。本专利技术的以钻屑为主的动力监测方法，通过超声波探测装置监测波形，能避免事先在煤体中安设相关传感器被动接受信号导致的繁琐的事前准备流程及因提前安设相关传感器造成煤体原始状态破坏而导致的误差；将超声波探测装置探测范围设置为为10m左右，适用于一般的钻屑深度探测；波幅比μ1、波速比μ2、持续时间t作为煤炮/钻孔冲击发生的剧烈程度量化参数易于从波形中捕捉，计算简单，可靠性较好；且任一钻进深度超声波探测装置导出的波形可单独导出进行进一步地分析。
附图说明
[0018]图1是本专利技术以钻屑为主的动力监测装置的结构示意图；
[0019]图2是本专利技术以钻屑为主的动力监测装置的工作状态图；图3是本专利技术以钻屑为主的动力监测装置内烘干机构的结构示意图；图4是本专利技术以钻屑为主的动力监测装置另一实施例的结构示意图。
[0020]图中，1.煤粉承接圆筒，2.滑道，3.煤粉收集装置，31.收集方筒，32.挡板，4.称量
装置，41.第二收集桶，42.排煤粉管道，43.称重传感器，5.排煤粉辅助装置，51.驱动模块，52.滑轨，53.传动模块，54.铲板，55.毛刷，6.位移监测模块，61.位移传感器，62.时间计算模块，7.冲击监测模块，71.超声波探测装置，8.数据分析装置，9.烘干装置，91.烘干机构，911.耐高温输送链板，912.驱动电机，913.翅片加热管，914.固定板，92.束口滑道，10.固定装置，101.支架，102.升降装置，103.底座，11.煤粉挡板。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0022]以钻屑为主的动力监测装置，如图1及图2所示，包括煤粉承接圆筒1，煤粉承接圆筒1通过弧形直滑道2连接有煤粉收集装置3，煤粉承接圆筒1具有防止刚排出煤粉飞溅，减小钻屑量测量误差的功能。煤粉收集装置3底部设置有称量装置4，称量装置4一侧设置有用于清理煤粉的排煤粉辅助装置5，煤粉承接圆筒1上设置有位移监测模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.以钻屑为主的动力监测装置，其特征在于，包括煤粉承接圆筒(1)，所述煤粉承接圆筒(1)通过滑道(2)连接有煤粉收集装置(3)，所述煤粉收集装置(3)底部设置有称量装置(4)，所述称量装置(4)一侧设置有用于清理煤粉的排煤粉辅助装置(5)，所述煤粉承接圆筒(1)上设置有用于进行顶钻、吸钻/卡钻监测的位移监测模块(6)，所述位移监测模块(6)连接有用于监测煤炮/钻孔冲击发生的剧烈程度的冲击监测模块(7)，还包括有数据分析装置(8)，所述数据分析装置(8)分别与称量装置(4)、排煤粉辅助装置(5)、位移监测模块(6)、冲击监测模块(7)连接。2.根据权利要求1所述的以钻屑为主的动力监测装置，其特征在于，所述煤粉收集装置(3)包括第一收集筒(31)，所述第一收集筒(31)与煤粉承接圆筒(1)相对的一侧设置有挡板(32)。3.根据权利要求1所述的以钻屑为主的动力监测装置，其特征在于，所述煤粉收集装置(3)与称量装置(4)之间设置有烘干装置(9)，所述烘干装置(9)包括烘干机构(91)，所述烘干机构(91)连接在收集方筒(31)下方，所述烘干机构(91)下方连接有束口滑道(92)，所述束口滑道(92)下端与称量装置(4)连接。4.根据权利要求1所述的以钻屑为主的动力监测装置，其特征在于，所述称量装置(4)包括第二收集桶(41)，所述第二收集桶(41)一侧壁连接有排煤粉管道(42)，所述第二收集桶(41)底部设置有称重传感器(43)，所述第二收集桶(41)另一侧壁与排煤粉辅助装置(5)连通，所述排煤粉辅助装置(5)与排煤粉管道(42)相对设置。5.根据权利要求1所述的以钻屑为主的动力监测装置，其特征在于，所述排煤粉辅助装置(5)包括驱动模块(51)和滑轨(52)，所述驱动模块(51)传动连接有传动模块(53)，所述传动模块(53)沿滑轨(52)滑动，所述传动模块(53)上连接有清扫机构，所述清扫机构位于称重传感器(43)上，且与排煤粉管道(42)相对设置。6.根据权利要求1所述的以钻屑为主的动力监测装置，其特征在于，所述位移监测模块(6)包括设置于煤粉承接圆筒(1)上的位移传感器(61)，所述位移传感器(61)通过数据采集线路连接有时间计算模块(62)，所述时间计算模块(62)、位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：段玉清，韩刚，刘虎，解嘉豪，刘洋，曹京龙，郝晓琦，王渊，靳俊晓，赵毅，牟亮，孙明明，李皓，
申请(专利权)人：中煤能源研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：