[发明专利]一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置及方法

说明书

本发明公开一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置及方法，包括定位底盘以及定位底盘上固定的钻头定位筒，钻头定位筒包括两端平行安装的定位圆环，定位底盘一侧设置有驱动箱，钻头定位筒下端的定位圆环与驱动箱同侧方向向外延伸出一根动轴，动轴插入驱动箱内，转轴垂直穿过动轴，驱动箱内于转轴一端安装有驱动电机，转轴上安装有角度传感器；定位底盘上固定有激光发射器，激光发射器的发射头指向定位底盘中心点位置，激光发射器的发射头上安装有定位扫描头；驱动箱内设置有集成控制板，无线传输模块与移动终端通过无线电连接，移动终端内包括数据录入模块。本发明通过设置多个定位结构，与计算机数据处理系统结合自主调节钻头进入角度，准确度高。

技术领域

本发明涉及煤矿技术领域，特别是涉及一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置及方法。

背景技术

植物遗体经复杂生物化学作用及地质作用转变成的层状固体可燃矿产，赋存于含煤岩系之中，并位于顶底板岩石之间。含煤岩系形成必须具有一定的物质来源和沉积场所。其物质均来源于沉积场所周围隆起区内的碎屑物质及生长在沉积场所之内的大量植物遗体。形成含煤岩系的沉积场所，主要分布在各个聚煤期内的低洼盆地。盆地的形成，大部分属于构造成因，少部分属于非构造成因。构造成因的盆地，一般统称为构造盆地或构造坳陷；非构造成因的盆地，主要是地表某些部分遭受侵蚀作用后形成的盆地或坳地，一般称为侵蚀盆地。无论是构造坳陷或非构造坳陷，只要在地质历史时期内具有适宜的聚煤条件，都可以形成含煤岩系。煤层的层数、厚度、产状和埋藏深度等，受古构造、古地理及古气候条件制约。煤层的赋存状况是确定煤田经济价值和开发规划的重要依据。

我国许多私营矿山的开采没有经过正规设计或设计资料不全、遗失等，无法确定采空区的位置和具体边界。受地压及爆破震动等影响，未经处理的采空区会导致矿山开采状态恶化，引起矿柱严重变形，打孔塌孔，相邻采场及巷道维护难度加大，发生大面积顶板冒落及地表塌陷等，目前已经成为影响矿山生产安全的重要危害源之一。

随着我国许多煤矿的浅部资源已经逐渐枯竭，矿井逐渐进入深部开采，矿压显现十分严重，为了推测覆岩产状分布、掌握巷道围岩松动圈、围岩注浆效果观察以及判别巷道深部裂隙发育程度，利用钻孔窥视仪检测围岩完整性是非常重要的一个环节。钻孔窥视仪主要应用于煤矿巷道锚杆(索)支护及修复情况，钻孔施工及探测等煤矿井下多个领域，为矿井生产提供了可靠的参考信息和技术支持。目前，对煤岩层钻孔在打钻过程中，斜孔的打孔或打孔角度并没有相对较好的钻头定位装置，且打孔角度不好控制，使得打孔位置不准确，增加了打孔次数，降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过设置多个定位结构，与计算机数据处理系统结合，自主控制调节钻头进入的角度，钻孔准确度高，提高了工作效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种穿层钻孔定位煤岩层裂隙坐标的装置，包括定位底盘以及固定在所述定位底盘上的钻头定位筒，所述钻头定位筒包括两端平行安装的定位圆环，两个定位圆环之间由若干间隔设置的连接杆连接；所述定位底盘一侧向外延伸设置有驱动箱，钻头定位筒下端的定位圆环向外延伸出一根动轴，所述动轴插入驱动箱内，且所述动轴上位于所述驱动箱内部的一端连接有一根转轴，所述转轴垂直穿过动轴；所述驱动箱内安装有驱动电机，所述转轴的一端与驱动箱内壁转动连接，另一端与驱动电机的输出轴连接，所述转轴上安装有角度传感器；

所述定位底盘上位于钻头定位筒的一侧垂直向上安装有一根支撑杆，所述支撑杆顶部固定有激光发射器，激光发射器的发射头指向所述定位底盘的中心点位置，激光发射器的发射头上安装有定位扫描头；

所述驱动箱内设置有集成控制板，所述集成控制板上设置有相互连接的主控驱动模块、数据处理模块和无线传输模块，无线传输模块与移动终端通过无线电连接，移动终端内包括数据录入模块。

优选地，该装置放置在垂直于巷道工作面的底板处，且所述驱动箱与定位底盘在同一平面内。