本發(fā)明涉及巷道施工領(lǐng)域，具體涉及一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在煤礦巷道以及隧道建設(shè)、維護(hù)和科學(xué)研究過程中往往需要對巖層巖性進(jìn)行檢測，及時了解巖層的內(nèi)部構(gòu)造狀況，以便對施工方案的順利實施以及后期技術(shù)優(yōu)化提供重要指導(dǎo)作用。目前對巖性的檢測，一些技術(shù)方案是采用鉆孔窺視法檢測各巖層的巖性構(gòu)造信息，這種檢測方法通過獲取圍巖內(nèi)部構(gòu)造圖像進(jìn)行定性分析，不能定量評價巖性特征，難以滿足精準(zhǔn)高效的技術(shù)要求。還有一些技術(shù)方案，采用鉆機鉆測的方法進(jìn)行巖層識別，不僅需要在鉆機上加裝巖層信號監(jiān)測傳感器，還需要加裝位移傳感器，以便確定鉆孔深度，進(jìn)而標(biāo)定各個深度的巖層信息。由于單根鉆桿長度有限，在深孔探測時需要不斷的加裝多根鉆桿，這進(jìn)一步給鉆孔深度的測量帶來了困擾。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)在進(jìn)行振動信號采集的同時可以對鉆孔深度進(jìn)行實時監(jiān)測，非常適用于巷道鉆測。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種鉆測用具有定位功能的振動信號采集系統(tǒng)，包括第一振動信號采集器、距離傳感器和第二振動信號采集器，第一振動信號采集器和第二振動信號采集器固定在巖壁上，距離傳感器設(shè)置在第一振動信號采集器和第二振動信號采集器之間，距離傳感器用于測量第一振動信號采集器和第二振動信號采集器的間距。

4、優(yōu)選的，所述振動信號采集器包括固定座、振動傳感器和壓緊彈簧，固定座用于將振動傳感器固定到巖壁上，振動傳感器設(shè)置在固定座內(nèi)部，振動傳感器與固定座嵌套連接，壓緊彈簧設(shè)置在固定座和振動傳感器之間，壓緊彈簧用于將振動傳感器壓緊至與巖壁緊密接觸，以便振動傳感器更好的采集來至巖壁的振動信號。

5、優(yōu)選的，所述固定座與巖壁接觸一側(cè)設(shè)有磁吸座，磁吸座與托盤磁吸固定，所述托盤固定設(shè)置在巖壁上。

6、優(yōu)選的，所述固定座上端設(shè)有調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)節(jié)螺桿與固定座螺紋連接，調(diào)節(jié)螺桿的一端與壓緊彈簧接觸，調(diào)節(jié)螺桿用于調(diào)節(jié)振動傳感器與巖壁之間的壓緊力。

7、第二方面，本發(fā)明提供一種鉆測用具有定位功能的振動信號采集系統(tǒng)，包括第一振動信號采集器、距離傳感器和第二振動信號采集器，第一振動信號采集器和第二振動信號采集器固定在垂直巖壁的孔內(nèi)，距離傳感器設(shè)置在第一振動信號采集器和第二振動信號采集器之間，距離傳感器用于測量第一振動信號采集器和第二振動信號采集器的間距。

8、優(yōu)選的，所述振動信號采集器包括固定座和振動傳感器，固定座用于將振動傳感器固定到巖層的孔壁上，固定座與巖層的孔壁緊密接觸，振動傳感器安裝在固定座上，鉆機的鉆頭在破碎巖石時產(chǎn)生的振動信號通過固定座傳遞給振動傳感器。

9、優(yōu)選的，所述固定座的外周設(shè)有支撐板，所述支撐板與固定座間固定設(shè)有支撐彈簧，所述支撐彈簧用于將支撐板彈性擠壓到孔壁上，使得支撐板與孔壁固定，進(jìn)而實現(xiàn)振動信號采集器的固定。

10、優(yōu)選的，所述支撐板繞所述振動信號采集器的中軸線對稱布置多個；所述支撐板呈弧形，且所述支撐板的外徑與鉆孔直徑相當(dāng)。

11、優(yōu)選的，所述支撐板的上下端面設(shè)有導(dǎo)向角。

12、優(yōu)選的，所述支撐彈簧繞所述振動信號采集器的中軸線對稱布置多組，每組所述每組支撐彈簧由兩個對稱布置的弧形板簧組成。

13、本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果為：

14、1.提供一種鉆測用具有定位功能的振動信號采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用間接方式采集振動信號，振動傳感器與鉆測機構(gòu)分離布置，不需要對現(xiàn)有鉆機進(jìn)行過多改造就能將其變成具有巖層識別功能的鉆測機構(gòu)。

15、2.該系統(tǒng)在進(jìn)行振動信號采集的同時可以對鉆孔位置及深度進(jìn)行實時監(jiān)測，具有對鉆孔位置定位的功能。

技術(shù)特征：

1.一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于，包括：第一振動信號采集器(1)、距離傳感器(2)和第二振動信號采集器(3)，第一振動信號采集器(1)和第二振動信號采集器(3)固定在巖壁上，距離傳感器(2)設(shè)置在第一振動信號采集器(1)和第二振動信號采集器(3)之間，距離傳感器(2)用于測量第一振動信號采集器(1)和第二振動信號采集器(3)的間距。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于，所述振動信號采集器包括固定座(101)、振動傳感器(102)和壓緊彈簧(103)，固定座(101)用于將振動傳感器(102)固定到巖壁上，振動傳感器(102)設(shè)置在固定座(101)內(nèi)部，振動傳感器(102)與固定座(101)嵌套連接，壓緊彈簧(103)設(shè)置在固定座(101)和振動傳感器(102)之間，壓緊彈簧(103)用于將振動傳感器(102)壓緊至與巖壁緊密接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于，所述固定座(101)與巖壁接觸一側(cè)設(shè)有磁吸座(101a)，磁吸座(101a)與托盤磁吸固定，所述托盤固定設(shè)置在巖壁上。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于，所述固定座(101)上端設(shè)有調(diào)節(jié)螺桿(104)，調(diào)節(jié)螺桿(104)與固定座(101)螺紋連接，調(diào)節(jié)螺桿(104)的一端與壓緊彈簧(103)接觸，調(diào)節(jié)螺桿(104)用于調(diào)節(jié)振動傳感器(102)與巖壁之間的壓緊力。

5.一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于，包括：第一振動信號采集器(1)、距離傳感器(2)和第二振動信號采集器(3)，第一振動信號采集器(1)和第二振動信號采集器(3)固定在垂直巖壁的孔內(nèi)，距離傳感器(2)設(shè)置在第一振動信號采集器(1)和第二振動信號采集器(3)之間，距離傳感器(2)用于測量第一振動信號采集器(1)和第二振動信號采集器(3)之間的間距。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于，所述振動信號采集器包括固定座(101)和振動傳感器(102)，固定座(101)用于將振動傳感器(102)固定到巖層的孔壁上，固定座(101)與巖層的孔壁緊密接觸，振動傳感器(102)固定安裝在固定座(101)上。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于，所述固定座(101)的外周設(shè)有支撐板(101b)，所述支撐板(101b)與固定座間固定設(shè)有支撐彈簧(101c)，所述支撐彈簧(101c)用于將支撐板(101b)擠壓固定到孔壁上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐板(101b)繞所述振動信號采集器的中軸線對稱布置多個；所述支撐板(101b)呈弧形，且所述支撐板(101b)的外徑與鉆孔直徑相當(dāng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐板(101b)的上下端面設(shè)有導(dǎo)向角(11b)。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐彈簧(101c)繞所述振動信號采集器的中軸線對稱布置多組，每組所述支撐彈簧(101c)由兩個對稱布置的弧形板簧組成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種具有定位功能的鉆測用振動信號采集系統(tǒng)，振動信號采集系統(tǒng)包括：第一振動信號采集器、距離傳感器和第二振動信號采集器，第一振動信號采集器和第二振動信號采集器固定在巖壁上，距離傳感器設(shè)置在兩個振動信號采集器之間，距離傳感器用于測量兩個振動信號采集器的間距，鉆機在破碎巖石時產(chǎn)生振動，通過監(jiān)測振動信號以及距離傳感器測得的兩個采集器的間距，結(jié)合鉆孔施工工藝，即可確定鉆機的鉆孔位置坐標(biāo)，該系統(tǒng)在進(jìn)行振動信號采集的同時可以對鉆孔深度進(jìn)行實時監(jiān)測，非常適用于巷道鉆測。

技術(shù)研發(fā)人員：賈后省,張志明,李振華,周勇,趙志強,江文淵,郭曉菲,蔣力帥,付建華,邵帥欽,房予洛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9