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专利号: 2022110548464
申请人: 张家宝
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水力冲孔过程中高压水破碎煤岩变化规律的测量方法,使用与钻杆(1)相连的高压水冲孔喷头(2)进行冲孔,钻杆(1)与钻孔(3)外煤矿钻机(4)相连,其特征在于:所述高压水冲孔喷头(2)上设置激光测距模块,激光测距模块的测距光线沿高压水冲孔喷头(2)的高压射流方向设置,所述高压水冲孔喷头(2)内设置有与控制模块相连的触发开关,所述触发开关为红外距离传感器或压力传感器或流速传感器,当有高压水通过高压水冲孔喷头(2)时,控制模块接收到触发开关的反馈信号,控制模块控制激光测距模块工作;当高压水冲孔喷头(2)内没有高压水通过时,控制模块无法接收到触发开关的反馈信号,控制模块控制激光测距模块停止工作;位于钻孔(3)外的钻杆(1)上设置旋转角度刻度和轴向长度刻度,与旋转角度刻度对应设置有角度监测模块(5),所述角度监测模块(5)包括高清摄像机或双目摄像机或转角传感器或角度传感器,与轴向长度刻度对应设置有轴向监测模块(6),所述轴向监测模块(6)包括距离传感器或高清摄像机或双目摄像机,当轴向监测模块(6)为距离传感器时,位于钻孔(3)外的钻杆(1)上设置有测量块,距离传感器沿钻杆(1)的轴向方向设置且与测量块相对应;角度监测模块(5)、轴向监测模块(6)、激光测距模块均与控制模块相连,在煤矿钻机(4)的作用下,所述钻杆(1)在转动的同时轴向上下往复运动,随着钻杆(1)的转动,具有轴向高度差的转动冲击平面的部分煤岩未受到冲击破碎,未冲击破碎岩层部分的测量数据缺失,采用相邻时间冲击时的测量数据完善本次冲击时未受到冲击部分的测量数据;控制模块通过预设的高压水冲孔喷头(2)尺寸参数、计时模块、轴向监测模块(6)、角度监测模块(5)建立喷头喷孔的时间‑空间坐标,以钻杆(1)转一圈的时间周期为一个单元刻度,并以此刻度对测量数据进行分类归纳,利用弧度制对各个单元刻度的测量数据进行圆周刻画,得到圆周分布的测量数据,利用煤矿钻机(4)拉动钻杆(1)往复运动的长度以及在冲孔过程中增加的钻杆建立Z轴,对圆周分布的测量数据进行空间分布;控制模块通过激光测距模块将喷头喷孔空间坐标与测距结果相互匹配建立孔洞的动态三维数据,控制模块通过存储模块存储动态三维数据、通过显示模块显示动态三维数据的图像。

2.根据权利要求1所述的水力冲孔过程中高压水破碎煤岩变化规律的测量方法,其特征在于:所述钻杆(1)旋转一圈的时间周期为T,当钻杆(1)的轴向位置不变时,则第T秒与第

2T秒、第3T秒测得的数据均为同一点数据,将第2T秒测得的数据分别与第T秒测得的数据、第3T秒测得的数据进行对比,通过对比判断第2T秒测得数据是否为可信数据,若第2T秒测得的数据大于第T秒测得的数据且小于第3T秒测得数据,则判定为未受到冲击破碎飞溅的煤渣颗粒影响而获得的可信数据。

3.根据权利要求1所述的水力冲孔过程中高压水破碎煤岩变化规律的测量方法,其特征在于:当钻杆(1)的轴向位置往复变化时,控制钻杆(1)轴向往复伸缩的时间周期与钻杆(1)旋转一圈的时间周期均为t,则第t秒与第2t秒、第3t秒测得的数据均为同一点数据,将第2t秒测得的数据分别与第t秒测得的数据、第3t秒测得的数据进行对比,通过对比判断第

2t秒测得数据是否为可信数据,若第2t秒测得的数据大于第t秒测得的数据且小于第3t秒测得数据,则判定为未受到冲击破碎飞溅的煤渣颗粒影响而获得的可信数据。