[发明专利]一种新型矿用激光测距仪

说明书

本发明公开了一种新型矿用激光测距仪，它是由镜头清洁装置、数据采集装置、支撑装置和固定装置组成。其中，镜头清洁装置包括红外雨滴传感器、输送管、内置喷头和擦拭器等，可对本发明激光镜头进行清洗，保证激光信号不被镜头表面的煤尘阻挡；数据采集装置包括密封壳体、激光发射端、激光接收端、激光镜头、水平保持器、运算控制器和传输电缆，激光发射端和接收端安装在水平保持器内，可保证激光信号水平发射；支撑装置包括支撑杆和螺栓等，对本发明起到支撑作用；固定装置包括反光槽和其他固定构件，可将反光槽固定至巷道帮部。本发明在巷道发生倾斜时可自动调平，保证测量精度，同时自动擦拭镜头煤尘，使用寿命长，监测稳定。

技术领域

本发明属于采矿工程围岩变形测量领域，具体涉及一种新型矿用激光测距仪。

背景技术

随着煤矿开采深度的增加，巷道在“三高一扰动”作用下，巷道收敛变形剧烈，具体表现为，顶板下沉量大，底板鼓起和两帮收敛严重，巷道变形导致断面尺寸减小，导致人员通行受阻、物资运顺困难，巷道通风受阻等一系列问题，严重制约煤矿的安全生产。为解决此类难题，需探究围岩收敛变形规律，制定相应的控制对策，因此围岩变形规律的获取是最为关键的一步。目前，研究巷道收敛变形的规律的方法主要有理论分析法、数值模拟、模型试验及现场观测，其中现场观测是最直接最准确的研究方法，其测试的数据能真实反映巷道收敛变形特性，具有现实的指导意义。

目前针对巷道顶底板变形收敛测量的仪器较多也较为成熟，针对巷道两帮收敛变形的监测仪器较少，常用的方法为十字测量法和收敛仪手动测量，这两种测试方法需要观测人员长期下井观测，浪费大量的人力，使用极为不便，同时无法对巷道形变的实时数据进行采集，存在部分缺陷。目前较为常用的观测方式是用激光测距仪进行测量，将测距仪安装在巷道一帮，反光板安装在对帮，使用激光测量巷道的收敛量，此种测量方式虽然能对巷道收敛量进行实时测量，克服了人员反复下井测试的弊端，但是也存在部分问题，

首先，传统的激光测距仪的反光板为平整带有反光条的金属版，一旦其安装的巷道帮部发生不均匀变形，即安装位置发生偏转，极易导致发光板在水平方向的旋转，导致反光板偏转，不能将激光反射给接收器，导致测试失效。此外，煤矿巷道水汽和煤尘较大，激光测试仪的镜头极易被粉尘和水汽覆盖，激光信号受到镜头煤尘阻挡，无法穿透镜头发射到反光板，从而导致距离测试失败。

在本申请之前，专利号为2018114982850的发明提供了一种巷道位移测量仪及其系统，包括测量仪主体和接收端，测量仪主体顶部底部左侧和右侧的中心处设有红外线传感器，红外测距仪底部为安装座，安装座上连接红外线发射传感器，在红外线传感器处加设一个红外线校对器。此发明虽然可以一次性测量四个面的数据，但是每次下井都需要人工安装，此外此发明的仪器是使用安装座安装在巷道内，没有使用锚杆或者螺栓固定，极易造成位置点的移动，从而无法监测同一点的持续位移量。此外此发明没有镜头清洗及除尘设备，巷道煤尘较大时，红外信号传输受阻，因此使用具有一定的局限性，没有解决上述问题，有待改进。

专利号为2017100437623的发明提供了一种激光测距仪，由支架、水平角度器、竖直角度器、连接杆、箱体组成，此发明使用激光可以测量不同的水平角度和竖向角度，但是不适用于煤矿巷道两帮移近量的测量，使用支架支撑，无法保证每次监测同一位置的形变量，且测试的数据无法连续保存和记录，同时箱体上也没有清洁装置，若镜头被煤尘粘结遮挡，无法发射激光信号，导致测试失败。

鉴于此，需要发明一种适用于煤矿巷道激光测距仪，以减轻测试人员的工作量，为煤矿的安全生产提供保障。

发明内容

本发明针对现有激光测距仪的不足，提供了一种新型矿用激光测距仪，解决了激光测距仪不适于井下粉尘水汽环境而导致测试失效的问题，同时具有测量精度高，自动调平等功能。