一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置的制作方法

本发明涉及潜孔钻领域，特别是涉及一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置。

背景技术：

1、目前在矿区大规模使用潜孔钻机，实时监测潜孔钻机的钻孔深度和钻孔速度，对于矿区安全稳定生产，以及在风压机输出功率一定的情况下根据钻孔速度判断矿区各岩层硬度，针对不同硬度岩层采用不同配比的乳化炸药，再通过平台大数据积累，实现对乳化炸药的智能调配具有重要的意义。

2、现有矿山潜孔钻机钻孔深度监测方法多为人工根据经验进行钻孔作业，钻孔接收后通过带有刻度的标尺对钻孔深度进行人工测量，该方式依靠于人工测量，精度低，并且不能进行实时钻孔深度和钻孔速度监测。

3、同时由于潜孔钻为冲击钻孔，故每次冲击时轴线偏移可能性较大，故其实际深度与测量深度往往并不是同一数据。为缩减此误差，现需一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明是为了解决现有技术中由于潜孔钻为冲击钻孔，故每次冲击时轴线偏移可能性较大，故其实际深度与测量深度往往并不是同一数据的问题，提供了一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置，采用倾斜度测量加姿态预测的装置，解决了上述问题。

2、本发明提供了一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置，包括至少一对的旋转体外周测量机构、拾光面板、红外发射器、架体和数据处理器，架体设置在潜孔钻机地面旋转端尾端外周一侧，架体为竖向门架，旋转体外周测量机构设置在架体上沿轴向接触潜孔钻机地面旋转端尾端外周的竖向支撑柱上，旋转体外周测量机构为通过缓顶出结构接触测水平距的测距装置，旋转体外住测量机构的测试结果传输至数据处理器中，拾光面板水平设置在架体的横梁底面，拾光面板设置在潜孔钻机的钻杆正上方，红外发射器设置在潜孔钻机的钻杆顶端与钻杆共轴设置，红外发射器工作方向由水平杆向向杆轴向的区间中的任意一方向，红外发射器最低位置时红外发射器的工作光位于拾光面板工作范围内，拾光面板工作区位于面板下表面用于抓取红外发射器发射的红外线光，拾光面板数据输出端连接数据处理器，数据处理器根据原始潜孔钻机杆直径数据、旋转体外周测量机构测量的外周直径数据、旋转体外周测量机构的竖向高度数据、拾光面板接收的红外光数据计算钻杆倾斜度和基于倾斜度和接收红外光的位置信息获取深度信息。

3、本发明所述的一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置，作为优选方式，旋转体外周测量机构包括弧形接触片、润滑层、一对滑片、一对标尺和缓收缩弹簧，弧形接触片为横置的弧形硬质导体，弧形接触片半径大于潜孔钻机杆部半径，弧形接触片弦长大于潜孔钻机杆部直径，润滑层设置在弧形接触片内侧表面，润滑层接触潜孔钻机杆部外周，弧形接触片两端分别设置滑片，滑片活动设置在标尺上，标尺水平设置在架体竖向结构上，缓收缩弹簧一端连接弧形接触片凸起侧中点，缓收缩弹簧另一端连接架体侧表面，缓收缩弹簧轴向垂直弧形接触片中点切线，滑片和标尺均为导体材质，两标尺根端连接数据处理器。

4、本发明所述的一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置，作为优选方式，数据处理器包括倾斜度计算模块、转速计算模块、拾关板光路复原模块、钻杆姿态预判断模块和深度计算模块，倾斜度计算模块、转速计算模块连接钻杆姿态预判断模块，钻杆姿态预判断模块和拾光板光路复原模块连接深度计算模块。

5、本发明所述的一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置，作为优选方式，数据处理器安装在架体侧面，数据处理器与旋转体外周测量机构、拾光面板之间的连接线密贴架体。

6、本发明有益效果如下：

7、(1)本系统为尾端采用更可靠的接触式和红外式测量实现尾端拟合基准的高准确性；

8、(2)本方法充分考虑潜孔钻机的冲击旋转特性与常规的旋转钻进的区别，提出空间姿态检测，用于增加检测的实际精度，对于深孔高误差提供了有效的解决方案；

9、(3)本装置通过多种定位相互印证结果，使得总体检测结果更精确。

技术特征：

1.一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置，其特征在于：包括至少一对的旋转体外周测量机构(1)、拾光面板(2)、红外发射器(3)、架体(4)和数据处理器(5)，所述架体(4)设置在所述潜孔钻机地面旋转端尾端外周一侧，所述架体(4)为竖向门架，所述旋转体外周测量机构(1)设置在所述架体(4)上沿轴向接触潜孔钻机地面旋转端尾端外周的竖向支撑柱上，所述旋转体外周测量机构(1)为通过缓顶出结构接触测水平距的测距装置，所述旋转体外住测量机构的测试结果传输至所述数据处理器(5)中，所述拾光面板(2)水平设置在所述架体(4)的横梁底面，所述拾光面板(2)设置在潜孔钻机的钻杆正上方，所述红外发射器(3)设置在潜孔钻机的钻杆顶端与所述钻杆共轴设置，所述红外发射器(3)工作方向由水平杆向向杆轴向的区间中的任意一方向，所述红外发射器(3)最低位置时所述红外发射器(3)的工作光位于所述拾光面板(2)工作范围内，所述拾光面板(2)工作区位于面板下表面用于抓取所述红外发射器(3)发射的红外线光，所述拾光面板(2)数据输出端连接所述数据处理器(5)，所述数据处理器(5)根据原始潜孔钻机杆直径数据、所述旋转体外周测量机构(1)测量的外周直径数据、旋转体外周测量机构(1)的竖向高度数据、拾光面板(2)接收的红外光数据计算钻杆倾斜度和基于倾斜度和接收红外光的位置信息获取深度信息。

2.根据权利要求1所述的一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置，其特征在于：所述旋转体外周测量机构(1)包括弧形接触片(11)、润滑层(12)、一对滑片(13)、一对标尺(14)和缓收缩弹簧(15)，所述弧形接触片(11)为横置的弧形硬质导体，所述弧形接触片(11)半径大于潜孔钻机杆部半径，所述弧形接触片(11)弦长大于所述潜孔钻机杆部直径，所述润滑层(12)设置在所述弧形接触片(11)内侧表面，所述润滑层(12)接触所述潜孔钻机杆部外周，所述弧形接触片(11)两端分别设置所述滑片(13)，所述滑片(13)活动设置在所述标尺(14)上，所述标尺(14)水平设置在所述架体(4)竖向结构上，所述缓收缩弹簧(15)一端连接所述弧形接触片(11)凸起侧中点，所述缓收缩弹簧(15)另一端连接所述架体(4)侧表面，所述缓收缩弹簧(15)轴向垂直所述弧形接触片(11)中点切线，所述滑片(13)和所述标尺(14)均为导体材质，两所述标尺(14)根端连接所述数据处理器(5)。

3.根据权利要求1所述的一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置，其特征在于：所述数据处理器(5)包括倾斜度计算模块(51)、转速计算模块(52)、拾关板光路复原模块(53)、钻杆姿态预判断模块(54)和深度计算模块(55)，所述倾斜度计算模块(51)、所述转速计算模块(52)连接所述钻杆姿态预判断模块(54)，所述钻杆姿态预判断模块(54)和所述拾光板光路复原模块连接所述深度计算模块(55)。

4.根据权利要求1所述的一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置，其特征在于：所述数据处理器(5)安装在所述架体(4)侧面，所述数据处理器(5)与所述旋转体外周测量机构(1)、所述拾光面板(2)之间的连接线密贴所述架体(4)。

技术总结本发明提供了一种矿山潜孔钻机钻孔深度实时监测装置，包括至少一对的旋转体外周测量机构、拾光面板、红外发射器、架体和数据处理器，架体设置在潜孔钻机地面旋转端尾端外周一侧，架体为门架，旋转体外周测量机构设置在架体上沿轴向接触潜孔钻机地面旋转端尾端外周的竖向支撑柱上，旋转体外周测量机构为通过缓顶出结构接触测水平距的测距装置，拾光面板水平设置在架体的横梁底面，红外发射器设置在潜孔钻机的钻杆顶端与钻杆共轴设置，数据处理器根据原始潜孔钻机杆直径数据、旋转体外周测量机构测量的外周直径数据、旋转体外周测量机构的竖向高度数据、拾光面板接收的红外光数据计算钻杆倾斜度和基于倾斜度和接收红外光的位置信息获取深度信息。技术研发人员：陈宏伟,徐恒雷,黄明亮,吕静,丁明辉受保护的技术使用者：中国黄金集团建设有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23