專利名稱：煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置及檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煤礦井下鉆孔深度實時檢測技術，尤其涉及一種煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置及其檢測方法。
背景技術：
煤礦井下掘進開采前都要通過打鉆對掘進前方的煤塵瓦斯進行抽排，以保證掘進開采的安全。鉆孔深度是一個非常重要的參數(shù)，決定瓦斯是否能按設計要求得到抽排。目前，現(xiàn)有技術中，鉆孔深度的檢測主要由鉆機操作人員或驗收人員統(tǒng)計鉆桿的個數(shù)來計算鉆孔深度。這種人工檢測方式的效率較低、誤差較大，而且不能實現(xiàn)隨鉆隨測，實時性較差。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置及其檢測方法，以提高煤礦井下鉆孔深度檢測的效率和準確度，并且實現(xiàn)隨鉆隨測。為達到上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置，包括位移檢測傳感器，用于檢測煤礦井下鉆機的動力頭當前的位移；夾持器壓力傳感器，用于檢測所述煤礦井下鉆機的夾持器當前的傳動油壓；卡盤壓力傳感器，用于檢測所述煤礦井下鉆機的卡盤當前的傳動油壓；主控制器，用于根據所述夾持器當前的傳動油壓和所述卡盤當前的傳動油壓對應獲取所述夾持器和所述卡盤當前的工作狀態(tài)，根據所述夾持器和所述卡盤當前的工作狀態(tài)以及所述動力頭當前的位移計算出所述鉆頭的鉆孔深度，并將其實時輸出顯示。再一方面，本發(fā)明還提供了一種上述煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置的檢測方法，包括如下步驟夾持器壓力傳感器實時檢測夾持器當前的傳動油壓，卡盤壓力傳感器實時檢測卡盤當前的傳動油壓；某次鉆孔過程前，當所述夾持器壓力傳感器測得的傳動油壓由零增大到預設的第一閾值致使所述夾持器松開所述煤礦井下鉆機的鉆桿，且當所述卡盤壓力傳感器測得的傳動油壓由零增大到預設的第二閾值致使所述卡盤卡緊所述鉆桿時，所述主控制器記錄所述動力頭的第一位移初始值；開始本次鉆孔過程，位移檢測傳感器實時檢測動力頭當前的位移；該次鉆孔過程中，當所述夾持器壓力傳感器測得的傳動油壓由第一額定壓力值減小到預設的第三閾值致使所述夾持器夾緊所述鉆桿，且當所述卡盤壓力傳感器測得的傳動油壓第二額定壓力值減小到預設的第四閾值致使所述卡盤松開所述鉆桿時，所述主控制器記錄下此時所述位移檢測傳感器測得的動力頭的第一位移值，將所述第一位移值減去所述第一位移初始值得到本次鉆孔過程的鉆孔深度；如果一個鉆孔目標有多次鉆孔過程，則所述主控制器將各次鉆孔過程所得的鉆孔深度進行實時累加，得到當前總的鉆孔深度，并將當前總的鉆孔深度實時輸出顯示。本發(fā)明的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置的主控制器可根據夾持器當前的傳動油壓和卡盤當前的傳動油壓對應獲取夾持器和所述卡盤當前的工作狀態(tài)，然后根據夾持器和卡盤當前的工作狀態(tài)以及動力頭當前的位移計算出鉆頭的鉆孔深度，并將其實時輸出顯示，從而自動實現(xiàn)了煤礦井下鉆孔深度的隨鉆實時檢測，且與人工檢測相比，其檢測效率和檢測準確度有了極大的提聞。


圖I為本發(fā)明的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置的系統(tǒng)構成框圖；圖2為本發(fā)明的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置中主控制器的結構框圖；圖3為本發(fā)明的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置的傳感器安裝位置示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細描述參考圖I和圖3所示，本實施例的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置包括激光位移傳感器C，其固定于煤礦井下鉆機的鉆機支架I的側壁上，位于其前方的激光反射板Cl固定于煤礦井下鉆機的回旋器2的底部上，激光位移傳感器C用于檢測煤礦井下鉆機的動力頭3當前的位移；夾持器壓力傳感器D用于檢測煤礦井下鉆機的夾持器6當前的傳動油壓；卡盤壓力傳感器F用于檢測煤礦井下鉆機的卡盤4當前的傳動油壓，夾持器壓力傳感器D和卡盤壓力傳感器F分別對應安裝于夾持器6和卡盤4的液壓回路上(例如靠近煤礦井下鉆機的操作臺端的夾持器油路和卡盤油路的一個快接頭處);主控制器G用于根據夾持器6當前的傳動油壓和卡盤4當前的傳動油壓對應獲取夾持器6和卡盤4當前的工作狀態(tài)，根據夾持器6和卡盤4當前的工作狀態(tài)以及動力頭3當前的位移計算出鉆頭7的鉆孔深度，并將其實時輸出顯示；鉆桿檢測傳感器用于檢測煤礦井下鉆機的鉆桿5當前是否處于動力頭3的腔體中，如果未處于動力頭3的腔體中則產生報警信號發(fā)送至主控制器G。該鉆桿檢測傳感器包括固定于夾持器6前端面上的夾持器霍爾傳感器A，以及固定于卡盤4前端面上的卡盤霍爾傳感器B ;當夾持器霍爾傳感器A和/或卡盤霍爾傳感器B檢測到所鉆桿5當前未處于動力頭3的腔體中時，對應輸出報警信號，從而據此可以判斷出動力頭3是否帶桿運行，即判斷出動力頭3是否產生有效位移。其中，主控制器G設置于煤礦井下鉆機的操作臺上，其包括CPU Gl (例如單片機等)以及分別與CPU Gl相連的激光位移傳感器接口 G2、卡盤壓力傳感器接口 G3、夾持器壓力傳感器接口 G4、卡盤霍爾傳感器接口 G5、夾持器霍爾傳感器接口 G6、上位機通訊接口 G7、外部存儲器G8和用于參數(shù)設置、查詢、實時顯示鉆孔深度的顯示器G9。上述的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置的檢測過程大致如下首先，夾持器壓力傳感器D實時檢測夾持器6當前的傳動油壓，卡盤壓力傳感器F實時檢測卡盤4當前的傳動油壓。其次，在某一次鉆孔過程前，當夾持器壓力傳感器D測得的傳動油壓由零增大到預設的第一閾值DO致使夾持器6逐漸松開煤礦井下鉆機的鉆桿5，且當卡盤壓力傳感器F測得的傳動油壓由零增大到預設的第二閾值H)致使卡盤4逐漸卡緊鉆桿5時，主控制器G記錄動力頭3的第一位移初始值CO ；然后，開始本次鉆孔過程，位移檢測傳感器C實時檢測動力頭3當前的位移，動力頭3開始進鉆或退鉆。再次，該次鉆孔過程中，經過某個時間后，當夾持器壓力傳感器D測得的傳動油壓由第一額定壓力值減小到預設的第三閾值Dl致使夾持器6逐漸夾緊鉆桿5，且當卡盤壓力傳感器F測得的傳動油壓第二額定壓力值減小到預設的第四閾值Fl致使卡盤4逐漸松開鉆桿5時，此時如果夾持器霍爾傳感器A和卡盤霍爾傳感器B均檢測到鉆桿5當前處于動力頭3的腔體中時，則主控制器G讀取位移檢測傳感器C當前測得的動力頭3的位移，并記錄下此時位移檢測傳感器C測得的動力頭3的第一位移值Cl，將第一位移值Cl減去第一位移初始值CO得到本次鉆孔過程的鉆孔深度，如果C1-C0>0，則說明當前鉆頭7在前進，如果C1-C0〈0，則說明當前鉆頭7在后退；并且如果一個鉆孔目標有多次鉆孔過程，則主控制器G將各次鉆孔過程所得的鉆孔深度進行實時累加，即可得到當前總的鉆孔深度，并將當前總的鉆孔深度實時輸出顯示，由于主控制器G具有上位機通訊接口 G7，鉆孔深度還可以根據
以上的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明的權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置，其特征在于，包括 位移檢測傳感器(C)，用于檢測煤礦井下鉆機的動力頭(3)當前的位移； 夾持器壓力傳感器(D)，用于檢測所述煤礦井下鉆機的夾持器(6)當前的傳動油壓； 卡盤壓力傳感器(F)，用于檢測所述煤礦井下鉆機的卡盤(4)當前的傳動油壓； 主控制器(G)，用于根據所述夾持器(6)當前的傳動油壓和所述卡盤(4)當前的傳動油壓對應獲取所述夾持器(6)和所述卡盤(4)當前的工作狀態(tài)，根據所述夾持器(6)和所述卡盤(4)當前的工作狀態(tài)以及所述動力頭(3)當前的位移計算出所述鉆頭(7)的鉆孔深度，并將其實時輸出顯示。
2.根據權利要求I所述的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置，其特征在于，所述的根據所述夾持器(6)和所述卡盤(4)當前的工作狀態(tài)以及所述動力頭(3)當前的位移計算出所述鉆頭(7)的鉆孔深度，具體為 在系統(tǒng)啟動檢測后，當所述夾持器壓力傳感器(D)測得的傳動油壓由零增大到預設的第一閾值致使所述夾持器(6)松開所述煤礦井下鉆機的鉆桿(5)，且當所述卡盤壓力傳感器(F)測得的傳動油壓由零增大到預設的第二閾值致使所述卡盤(4)卡緊所述鉆桿(5)時，所述主控制器(G)記錄所述動力頭(3)的第一位移初始值； 某次鉆孔過程中，當所述夾持器壓力傳感器(D)測得的傳動油壓由第一額定壓力值減小到預設的第三閾值致使所述夾持器(6)夾緊所述鉆桿(5)，且當所述卡盤壓力傳感器(F)測得的傳動油壓第二額定壓力值減小到預設的第四閾值致使所述卡盤(4)松開所述鉆桿(5)時，所述主控制器(G)記錄下此時所述位移檢測傳感器(C)測得的動力頭(3)的第一位移值，將所述第一位移值減去所述第一位移初始值得到本次鉆孔過程的鉆孔深度； 如果一個鉆孔目標有多次鉆孔過程，則所述主控制器(G)將各次鉆孔過程所得的鉆孔深度進行實時累加，得到當前總的鉆孔深度。
3.根據權利要求I所述的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置，其特征在于，還包括 鉆桿檢測傳感器，用于檢測所述煤礦井下鉆機的鉆桿(5)當前是否處于所述動力頭(3)的腔體中，如果未處于所述動力頭(3)的腔體中則產生報警信號發(fā)送至所述主控制器(G)。
4.根據權利要求3所述的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置，其特征在于，所述鉆桿檢測傳感器包括固定于所述夾持器(6)前端面上的夾持器霍爾傳感器(A)，以及固定于所述卡盤(4)前端面上的卡盤霍爾傳感器(B);當所述夾持器霍爾傳感器(A)和/或所述卡盤霍爾傳感器(B)檢測到所述鉆桿(5)當前未處于所述動力頭(3)的腔體中時，對應輸出報警信號。
5.根據權利要求4所述的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置，其特征在于，所述位移檢測傳感器(C)包括激光位移傳感器，其固定于所述煤礦井下鉆機的鉆機支架(I)的側壁上，位于其前方的激光反射板(Cl)固定于所述煤礦井下鉆機的回旋器(2)的底部上。
6.根據權利要求5所述的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置，其特征在于，所述主控制器(G)設置于所述煤礦井下鉆機的操作臺上，其包括CPU (Gl)以及分別與所述CPU (Gl)相連的激光位移傳感器接口(G2)、卡盤壓力傳感器接口(G3)、夾持器壓力傳感器接口(G4)、卡盤霍爾傳感器接口(G5)、夾持器霍爾傳感器接口(G6)、上位機通訊接口(G7)、外部存儲器(G8)和用于參數(shù)設置、查詢、實時顯示鉆孔深度的顯示器(G9)。
7.根據權利要求6所述的煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置，其特征在于，所述夾持器壓力傳感器(D)和所述卡盤壓力傳感器(F)分別對應安裝于所述夾持器(6)和所述卡盤(4)的液壓回路上。
8.—種權利要求I所述煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟 夾持器壓力傳感器(D)實時檢測夾持器(6)當前的傳動油壓，卡盤壓力傳感器(F)實時檢測卡盤(4)當前的傳動油壓； 某次鉆孔過程前，當所述夾持器壓力傳感器(D)測得的傳動油壓由零增大到預設的第一閾值致使所述夾持器(6)松開所述煤礦井下鉆機的鉆桿(5)，且當所述卡盤壓力傳感器(F)測得的傳動油壓由零增大到預設的第二閾值致使所述卡盤(4)卡緊所述鉆桿(5)時，所述主控制器(G)記錄所述動力頭(3)的第一位移初始值； 開始本次鉆孔過程，位移檢測傳感器(C)實時檢測動力頭(3)當前的位移； 該次鉆孔過程中，當所述夾持器壓力傳感器(D)測得的傳動油壓由第一額定壓力值減小到預設的第三閾值致使所述夾持器(6)夾緊所述鉆桿(5)，且當所述卡盤壓力傳感器(F)測得的傳動油壓第二額定壓力值減小到預設的第四閾值致使所述卡盤(4)松開所述鉆桿(5)時，所述主控制器(G)記錄下此時所述位移檢測傳感器(C)測得的動力頭(3)的第一位移值，將所述第一位移值減去所述第一位移初始值得到本次鉆孔過程的鉆孔深度； 如果一個鉆孔目標有多次鉆孔過程，則所述主控制器(G)將各次鉆孔過程所得的鉆孔深度進行實時累加，得到當前總的鉆孔深度，并將當前總的鉆孔深度實時輸出顯示。
9.根據權利要求8所述的檢測方法，其特征在于，所述煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置還包括 鉆桿檢測傳感器，用于在系統(tǒng)啟動檢測后檢測所述煤礦井下鉆機的鉆桿(5)當前是否處于所述動力頭(3)的腔體中；如果未處于所述動力頭(3)的腔體中則產生報警信號發(fā)送至所述主控制器(G)。
10.根據權利要求9所述的檢測方法，其特征在于，所述鉆桿檢測傳感器包括固定于所述夾持器(6)前端面上的夾持器霍爾傳感器(A)，以及固定于所述卡盤(4)前端面上的卡盤霍爾傳感器(B)； 如果所述夾持器霍爾傳感器(A)和/或所述卡盤霍爾傳感器(B)檢測到所述鉆桿(5)當前未處于所述動力頭(3)的腔體中時，對應輸出報警信號發(fā)送至所述主控制器(G)； 在所述夾持器(6)夾緊且所述卡盤(4)松開后，如果所述夾持器霍爾傳感器(A)和所述卡盤霍爾傳感器(B)均檢測到所述鉆桿(5)當前處于所述動力頭(3)的腔體中時，則所述主控制器(G)讀取所述位移檢測傳感器(C)當前測得的動力頭(3)的位移。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦井下鉆孔深度實時檢測裝置及其檢測方法，該裝置包括位移檢測傳感器，用于檢測煤礦井下鉆機的動力頭當前的位移；夾持器壓力傳感器，用于檢測所述煤礦井下鉆機的夾持器當前的傳動油壓；卡盤壓力傳感器，用于檢測所述煤礦井下鉆機的卡盤當前的傳動油壓；主控制器，用于根據所述夾持器當前的傳動油壓和所述卡盤當前的傳動油壓對應獲取所述夾持器和所述卡盤當前的工作狀態(tài)，根據所述夾持器和所述卡盤當前的工作狀態(tài)以及所述動力頭當前的位移計算出所述鉆頭的鉆孔深度，并將其實時輸出顯示。從而，實現(xiàn)了煤礦井下鉆孔深度的隨鉆實時檢測，且與人工檢測相比，其檢測效率和檢測準確度有了極大的提高。
文檔編號E21B47/12GK102808610SQ20121028503
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權日2012年8月6日
發(fā)明者王永, 蔡如法, 高艷中, 李勝祥, 賀東, 卓思林, 賈瑞慶 申請人:淮南同正科技有限公司