[发明专利]微震定位测定瓦斯抽放钻孔深度的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量钻孔深度的装置，尤其涉及一种微震定位测定瓦斯抽放钻孔深度的装置。

背景技术

煤矿开采过程中因瓦斯存在，对煤矿安全开采带来巨大的危害，如瓦斯爆炸、瓦斯突出等，严重危害矿井工人的生命安全及造成巨大经济损失。所以，现有矿井开采时，在巷道开挖时对待开采煤层进行钻孔，便于煤层中瓦斯的溢出，减少瓦斯灾害的发生。然而，在现实煤矿钻孔排除瓦斯时，部分企业或施工人员为减少工作量，节约成本，往往在钻孔时减少钻孔深度，使得待开挖煤层瓦斯排放量不足，形成潜在危害。一般煤矿瓦斯抽放钻孔深度在100m左右，是目前设计的安全钻孔深度，而在实际中，多数钻孔深度仅在设计钻孔深度的50%，严重影响后续开采工作的安全。

现有技术中，测量钻孔深度的装置主要存在如下不足：测定该装置中的钻孔机活塞的行程来获得钻孔深度，而活塞行程可人为设置，易发生改变，不能真实反映钻孔深度；另外，在巷道围岩面布置测点确定钻头震源的位置需要至少4个探头，因围岩不均匀，测量误差很大，且监测速度慢，单日内监测数量少，成本高。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种测量钻孔深度精确高，监测速度快，且成本较低的微震定位测定瓦斯抽放钻孔深度的装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

微震定位测定瓦斯抽放钻孔深度的装置，包括钻头、钻杆、电动机、声波分析仪和声波接收器；所述钻头固定在钻杆的一端上，所述钻杆的另一端与所述电动机的动力输出轴连接，所述声波接收器固定在钻杆的另一端部上，声波接收器接收的信号输入声波分析仪。

作为本发明的一种优选方案，所述声波接收器上设有发射声波接收器接收震动声波的信号发射器，所述声波分析仪上设有接收信号发射器发出信号的信号接收器。

与现有技术相比，本发明的微震定位测定瓦斯抽放钻孔深度的装置，具有如下优点：

1、使用该微震定位测定瓦斯抽放钻孔深度的装置时，只需将该装置安装在围岩上，使钻头伸入钻孔内并与钻孔底部的围岩接触，直接利用开钻那一时刻发出的震动波来测定钻孔深度，因钻头破围岩产生的强震信号在钻杆中传播的速度很容易测定，测定震动波从钻头到声波接收器的传播时间，便可精确的计算出钻孔深度，不但测量钻孔深度精确高，监测速度快，且成本较低。

2、该装置采用信号发射器和信号接收器将声波接收器首次接收破围岩产生的声波信号通过无线的方式输入声波分析仪，避免了现有技术中采用导线布置和缠绕从而影响信号接收效果的缺陷。

附图说明

图1为微震定位测定瓦斯抽放钻孔深度的装置的结构示意图。

附图中，1—钻头； 2—钻杆； 3—电动机； 4—声波分析仪； 5—声波接收器； 6—信号发射器； 7—信号接收器； 8—围岩； 9—开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1所示，微震定位测定瓦斯抽放钻孔深度的装置，包括钻头1、钻杆2、电动机3、声波分析仪4和声波接收器5。钻头1固定在钻杆2的一端上，钻杆2的另一端与电动机3的动力输出轴连接，声波接收器5固定在钻杆2的另一端部上，声波接收器5接收的信号输入声波分析仪4。将声波接收器5固定在钻杆2与电动机3连接的端部，使声波接收器5接收到的震源信号干扰小，信号明显。

利用该装置测定瓦斯抽放钻孔深度的方法，包括如下步骤：

1）测定钻头破围岩时产生的震动波在钻杆2中传播的速度V。

2）在围岩8上安装测定瓦斯抽放钻孔深度的装置，使钻杆2垂直于围岩8，钻头1伸入钻孔内并与钻孔底部的围岩8接触。

3）通过开关9同步启动电动机3和声波接收器5（本实施例中，开关9固定设置在电动机控制箱上），并用计时器记录钻杆2开始转动的时间t₀。将启动声波接收器5与启动控制钻杆2的电动机3的开关设为同一开关，实现钻杆2与声波接收器5同步启动，并开始计时。

4）将声波接收器5接收钻头1破围岩产生的声波信号输入声波分析仪4，由声波分析仪4进行滤波处理，以获得所需震动波形，并记录声波接收器5首次接收破围岩产生的声波信号的时间t。因在测试时周围其它杂波较多，但钻头1破围岩产生的波震最强烈，通过一定的滤波处理，可获得测试所需的震动波形，以便获得准确的传播时间。