一種tsp炮孔量測及裝藥一體化裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置及方法，包括一外表面刻有刻度的中空結(jié)構(gòu)的測桿，測桿的一端與測桿基座固定連接，測桿內(nèi)部設(shè)置有滑動裝藥機(jī)構(gòu)；所述測桿基座還通過一轉(zhuǎn)動件與角度測量機(jī)構(gòu)相連，角度測量機(jī)構(gòu)與距離測量機(jī)構(gòu)相連。本裝置集測量孔深、測量孔間距、測量孔傾角和測量炮孔地面距離等于一體，并具有炸藥裝填功能，具有極高的推廣價值。
【專利說明】一種TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種tsp炮孔量測及裝藥一體化裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]TSP(Tunnel Seismic Prediction ahead)法，即隧道前方地震預(yù)報或超前地質(zhì)預(yù)報，指在隧道掌子面附近邊墻一定范圍內(nèi)布置激發(fā)孔，通過在孔中人工激發(fā)地震波，所產(chǎn)生的地震波以球面波的形式在隧道圍巖中傳播，當(dāng)圍巖波阻抗發(fā)生變化時(例如遇巖溶、斷層或巖層的分界面)，一部分地震波將會被反射回來，另一部分地震波將會繼續(xù)向前傳播。反射的地震波由高精度的接收器所接收并傳遞到主機(jī)形成地震波記錄。
[0003]然而在TSP預(yù)報過程中，需要就炮孔的深度，傾角，炮孔間距等參數(shù)進(jìn)行量測，由于量測項(xiàng)目較多，測量過程中，使用的裝置較為繁雜，且部分量測項(xiàng)目缺乏準(zhǔn)確性。
[0004]如目前炮孔深度的測量多采用紅外測距儀進(jìn)行，但由于淤泥碎石堵孔，測距儀光線無法與炮孔平行等因素，難以實(shí)現(xiàn)對炮孔深度準(zhǔn)確量測，采用測距儀進(jìn)行炮孔間距及炮孔與地面間距量測，也往往由于非水平，非鉛直等原因，存在一定誤差。
[0005]在炸藥裝填過程中，往往由于乳化炸藥運(yùn)移路徑與炮孔傾角不符，隧道初期支護(hù)與圍巖之間存在空洞等原因，乳化炸藥無法送至炮孔底部，最終導(dǎo)致預(yù)報結(jié)果不準(zhǔn)。
[0006]同時，現(xiàn)有的技術(shù)中，需要依據(jù)不同的裝置來完成孔深、孔間距和孔傾角等數(shù)據(jù)的測量后，再使用炸藥裝填設(shè)備將炸藥填入炮孔中，效率較為低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種tsp炮孔量測及裝藥一體化裝置及方法，該裝置采用物理測桿，并集測量孔深、測量孔間距、測量孔傾角和測量炮孔地面距離等于一體，并將裝藥過程與量測過程一體化，保證了測量精度并提高了工作效率。
[0008]本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0009]一種TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置，包括一外表面刻有刻度的中空結(jié)構(gòu)的測桿，測桿的一端與測桿基座固定連接，測桿內(nèi)部設(shè)置有滑動裝藥機(jī)構(gòu)；所述測桿基座還通過一轉(zhuǎn)動件與角度測量機(jī)構(gòu)相連，角度測量機(jī)構(gòu)與距離測量機(jī)構(gòu)相連。
[0010]優(yōu)選的，所述滑動裝藥機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于測桿內(nèi)部的裝藥槽，該測桿內(nèi)部的左端設(shè)置有進(jìn)孔牽引滑輪，測桿基座內(nèi)設(shè)置有出孔牽引滑輪；進(jìn)孔牽引線的一端經(jīng)進(jìn)孔牽引滑輪導(dǎo)向后與裝藥槽固定連接，另一端穿出于測桿；出孔牽引線經(jīng)出孔牽引滑輪導(dǎo)向后與裝藥槽固定連接，出孔牽引線的另一端穿出于測桿基座。
[0011]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動件為一軸承，軸承外圈與測桿基座固定連接，軸承內(nèi)圈上套有轉(zhuǎn)動桿，轉(zhuǎn)動桿與角度測量機(jī)構(gòu)相連。
[0012]優(yōu)選的，所述角度測量機(jī)構(gòu)包括與轉(zhuǎn)動桿相連的切向調(diào)平基座，切向調(diào)平基座的兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置有通孔，左側(cè)通孔周圈設(shè)置有刻度盤，兩通孔之間還設(shè)置用于觀察水平度的水準(zhǔn)裝置，水準(zhǔn)裝置位于切向調(diào)平基座的外表面上。[0013]優(yōu)選的，所述距離測量機(jī)構(gòu)包括徑向調(diào)平基座，徑向調(diào)平基座通過徑向調(diào)平軸承嵌套于切向調(diào)平基座內(nèi)，徑向調(diào)平基座的兩側(cè)凸出于切向調(diào)平基座兩側(cè)的通孔；徑向調(diào)平基座的左端還設(shè)置有固定指針和水準(zhǔn)裝置，徑向調(diào)平基座的右端與一塔尺相連。
[0014]優(yōu)選的，所述塔尺為可伸縮塔尺。
[0015]優(yōu)選的，所述水準(zhǔn)裝置為水準(zhǔn)管。
[0016]應(yīng)用TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置的方法，步驟如下:
[0017]A、將測桿深入炮孔底部，讀取測桿刻度，此為炮孔深度。
[0018]B、分別旋轉(zhuǎn)切向調(diào)平基座和徑向調(diào)平基座，令水準(zhǔn)管水準(zhǔn)泡居中，并令塔尺下端與地面接觸，讀取徑向調(diào)平基座固定指針指向的刻度盤讀數(shù)，此為炮孔傾角。讀取塔尺讀數(shù)，此為炮孔與地面距離。
[0019]C、將切向調(diào)平基座旋轉(zhuǎn)90度，使塔尺與相鄰炮孔鉛垂線相交，讀取塔尺讀數(shù)，此為相鄰炮孔間距。
[0020]D、將準(zhǔn)備好的乳化炸藥放置于裝藥槽，牽拉進(jìn)孔牽引線將乳化炸藥沿測桿內(nèi)部送至炮孔底部，用力牽拉出孔牽引線，使乳化炸藥在裝藥槽上脫離，再拉動出孔牽引線，裝藥槽恢復(fù)原位。
[0021]E、將測桿從炮孔中取出，并插入相鄰炮孔，重復(fù)A-D，實(shí)現(xiàn)對炮孔連續(xù)量測及裝藥。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
[0023](I)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，實(shí)現(xiàn)對炮孔深度，間距，角度，炮孔地面間距的綜合量測，克服了傳統(tǒng)采用測距儀，測角器，直尺等多設(shè)備量測的繁雜性。
[0024](2)本裝置及數(shù)據(jù)測量與炸藥裝填功能于一體，無需進(jìn)行使用測量儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)測量后再使用炸藥裝填設(shè)備進(jìn)行炸藥裝填，提高效率。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0025]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是圖1中A處的局部放大圖；
[0027]圖3是本發(fā)明中出孔牽引線的配合圖；
[0028]圖4是本發(fā)明中裝藥槽的配合圖；
[0029]圖5是本發(fā)明中進(jìn)孔牽引線的配合圖；
[0030]圖6是本發(fā)明中切向調(diào)平基座的結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖7是本發(fā)明中徑向調(diào)平基座的結(jié)構(gòu)圖；
[0032]其中:1、刻度，2、測桿，3、進(jìn)孔牽引線，4、裝藥槽，5、出孔牽引線，6、測桿基座，7、切向調(diào)平基座，8、徑向調(diào)平基座，9、塔尺，10、固定指針，11、刻度盤，12、水準(zhǔn)管，13、進(jìn)孔牽引滑輪，14、出孔牽引滑輪，15、水準(zhǔn)管16、徑向調(diào)平軸承，17軸承。
【具體實(shí)施方式】:
[0033]實(shí)施例1: 一種TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置,其機(jī)構(gòu)如圖1-7所示:包括一外表面刻有刻度I的中空結(jié)構(gòu)的測桿2，測桿2的一端與測桿基座6固定連接，測桿內(nèi)部設(shè)置有滑動裝藥機(jī)構(gòu)；所述測桿基座6還通過一轉(zhuǎn)動件與角度測量機(jī)構(gòu)相連，角度測量機(jī)構(gòu)與距離測量機(jī)構(gòu)相連。
[0034]所述滑動裝藥機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于測桿2內(nèi)部的裝藥槽4，該測桿2內(nèi)部的左端設(shè)置有進(jìn)孔牽引滑輪13，測桿基座6內(nèi)設(shè)置有出孔牽引滑輪14 ;進(jìn)孔牽引線3的一端經(jīng)進(jìn)孔牽引滑輪13導(dǎo)向后與裝藥槽4固定連接，另一端穿出于測桿2 ;出孔牽引線5經(jīng)出孔牽引滑輪14導(dǎo)向后與裝藥槽4固定連接，出孔牽引線5的另一端穿出于測桿基座6。
[0035]所述轉(zhuǎn)動件為一軸承17，軸承17外圈與測桿基座6固定連接，軸承17內(nèi)圈上套有轉(zhuǎn)動桿，轉(zhuǎn)動桿與角度測量機(jī)構(gòu)相連。
[0036]所述角度測量機(jī)構(gòu)包括與轉(zhuǎn)動桿相連的切向調(diào)平基座7，切向調(diào)平基座7的兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置有通孔，左側(cè)通孔周圈套有刻度盤11，兩通孔之間還設(shè)置用于觀察水平度的水準(zhǔn)裝置，水準(zhǔn)裝置位于切向調(diào)平基座7的外表面上。
[0037]所述距離測量機(jī)構(gòu)包括徑向調(diào)平基座8，徑向調(diào)平基座8通過徑向調(diào)平軸承16嵌套于切向調(diào)平基座7內(nèi)部，徑向調(diào)平基座8的兩側(cè)凸出于切向調(diào)平基座7兩側(cè)的通孔；徑向調(diào)平基座8的左端還設(shè)置有固定指針10和水準(zhǔn)裝置，徑向調(diào)平基座8的右端與一塔尺9相連。
[0038]所述塔尺9為可伸縮塔尺。
[0039]所述切向調(diào)平基座7上的水準(zhǔn)裝置為水準(zhǔn)管15。
[0040]所述徑向調(diào)平基座8上的水準(zhǔn)裝置為水準(zhǔn)管12
[0041]應(yīng)用本實(shí)施例的TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置的方法，步驟如下:
[0042]A、將測桿2深入炮孔底部，讀取測桿的刻度1，此為炮孔深度。
[0043]B、分別旋轉(zhuǎn)切向調(diào)平基座7和徑向調(diào)平基座8，令水準(zhǔn)管12和水準(zhǔn)管15的水泡居中，并令塔尺9下端與地面接觸，讀取徑向調(diào)平基座8上固定指針10指向的刻度盤11的讀數(shù)，此為炮孔傾角。讀取塔尺9讀數(shù)，此為炮孔與地面距離。
[0044]C、將切向調(diào)平基座7旋轉(zhuǎn)90度，使塔尺9與相鄰炮孔鉛垂線相交，讀取塔尺讀數(shù)，此為相鄰炮孔間距。
[0045]D、將準(zhǔn)備好的乳化炸藥放置于裝藥槽4，牽拉進(jìn)孔牽引線3將乳化炸藥沿測桿2內(nèi)部送至炮孔底部，用力牽拉出孔牽引線5，使乳化炸藥在裝藥槽4上脫離，再拉動出孔牽引線5，裝藥槽4恢復(fù)原位。
[0046]E、將測桿2從炮孔中取出，并插入相鄰炮孔，重復(fù)A-D，實(shí)現(xiàn)對炮孔連續(xù)量測及裝藥。
[0047]通過采用上述結(jié)構(gòu)，本裝置實(shí)現(xiàn)了對炮孔深度，間距，角度，炮孔地面間距的綜合量測，克服了傳統(tǒng)采用測距儀，測角器，直尺等多種設(shè)備多次量測的繁雜性。
[0048]同時，在測量過程中完成炸藥的裝填，無需進(jìn)行使用測量儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)測量后再使用炸藥裝填設(shè)備進(jìn)行炸藥裝填，提高效率。
[0049]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置，其特征在于:包括一外表面刻有刻度的中空結(jié)構(gòu)的測桿，測桿的一端與測桿基座固定連接，測桿內(nèi)部設(shè)置有滑動裝藥機(jī)構(gòu)；所述測桿基座還通過一轉(zhuǎn)動件與角度測量機(jī)構(gòu)相連，角度測量機(jī)構(gòu)與距離測量機(jī)構(gòu)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置，其特征在于:所述滑動裝藥機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于測桿內(nèi)部的裝藥槽，該測桿內(nèi)部的左端設(shè)置有進(jìn)孔牽引滑輪，測桿基座內(nèi)設(shè)置有出孔牽引滑輪；進(jìn)孔牽引線的一端經(jīng)進(jìn)孔牽引滑輪導(dǎo)向后與裝藥槽固定連接，另一端穿出于測桿；出孔牽引線經(jīng)出孔牽引滑輪導(dǎo)向后與裝藥槽固定連接，出孔牽引線的另一端穿出于測桿基座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)動件為一軸承，軸承外圈與測桿基座固定連接，軸承內(nèi)圈上套有轉(zhuǎn)動桿，轉(zhuǎn)動桿與角度測量機(jī)構(gòu)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置，其特征在于:所述角度測量機(jī)構(gòu)包括與轉(zhuǎn)動桿相連的切向調(diào)平基座，切向調(diào)平基座的兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置有通孔，左側(cè)通孔周圈設(shè)置有刻度盤，兩通孔之間還設(shè)置用于觀察水平度的水準(zhǔn)裝置，水準(zhǔn)裝置位于切向調(diào)平基座的外表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置，其特征在于:所述距離測量機(jī)構(gòu)包括徑向調(diào)平基座，徑向調(diào)平基座通過徑向調(diào)平軸承嵌套于切向調(diào)平基座內(nèi)，徑向調(diào)平基座的兩側(cè)凸出于切向調(diào)平基座兩側(cè)的通孔；徑向調(diào)平基座的左端還設(shè)置有固定指針和水準(zhǔn)裝置，徑向調(diào)平基座的右端與一塔尺相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置，其特征在于:所述塔尺為可伸縮塔尺。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置，其特征在于:所述水準(zhǔn)裝置為水準(zhǔn)管。
8.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的TSP炮孔量測及裝藥一體化裝置的方法，其特征在于:步驟如下: A、將測桿深入炮孔底部，讀取測桿刻度，此為炮孔深度。 B、分別旋轉(zhuǎn)切向調(diào)平基座和徑向調(diào)平基座，令水準(zhǔn)管水準(zhǔn)泡居中，并令塔尺下端與地面接觸，讀取徑向調(diào)平基座固定指針指向的刻度盤讀數(shù)，此為炮孔傾角。讀取塔尺讀數(shù)，此為炮孔與地面距離。 C、將切向調(diào)平基座旋轉(zhuǎn)90度，使塔尺與相鄰炮孔鉛垂線相交，讀取塔尺讀數(shù),此為相鄰炮孔間距。 D、將準(zhǔn)備好的乳化炸藥放置于裝藥槽，牽拉進(jìn)孔牽引線將乳化炸藥沿測桿內(nèi)部送至炮孔底部，用力牽拉出孔牽引線，使乳化炸藥在裝藥槽上脫離，再拉動出孔牽引線，裝藥槽恢復(fù)原位。 E、將測桿從炮孔中取出，并插入相鄰炮孔，重復(fù)A-D，實(shí)現(xiàn)對炮孔連續(xù)量測及裝藥。
【文檔編號】G01V1/13GK104007464SQ201410265571
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】劉洪亮, 王康, 張乾青, 李術(shù)才, 李利平, 張騫, 徐飛, 王健華 申請人:山東大學(xué)