本發(fā)明涉及煤巖識(shí)別，尤其涉及一種基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別裝置。

背景技術(shù)：

1、煤巖識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于煤礦資源開采領(lǐng)域中采煤及掘進(jìn)的設(shè)備，能夠自動(dòng)調(diào)整割煤及掘進(jìn)的高度、方向等參數(shù)，避免過多地采到巖石。但是在瓦斯防治領(lǐng)域中，針對(duì)鉆孔對(duì)煤層進(jìn)行致裂卸壓時(shí)的煤巖識(shí)別技術(shù)較少，目前主要通過工作人員人工判斷或簡單的物理檢測手段來識(shí)別鉆孔時(shí)的煤層和巖石，容易出現(xiàn)誤判，且信息獲取較少。

2、近年來，隨著煤巖識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)光譜分析、x射線熒光、中子活化分析等元素分析儀的研究逐漸深入，將元素分析儀應(yīng)用到鉆桿進(jìn)行煤巖識(shí)別的研究和技術(shù)日益迫切。

3、在鉆孔卸壓的過程中，使用鉆桿進(jìn)行作業(yè)時(shí)，準(zhǔn)確識(shí)別鉆頭附近的煤層和巖石對(duì)構(gòu)建與智能化煤礦建設(shè)相匹配的透明地質(zhì)保障體系至關(guān)重要。而基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別裝置能很好地在隨鉆進(jìn)行煤巖識(shí)別，具有隨鉆同步監(jiān)測、數(shù)據(jù)顯示直觀等優(yōu)點(diǎn)，能具體、實(shí)時(shí)地獲取鉆孔內(nèi)煤巖成分的信息，滿足了地質(zhì)條件透明化的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別裝置，用于同步檢測、隨鉆探查、快速識(shí)別和具體顯示；以及用于揭露、探查地質(zhì)信息，達(dá)到地質(zhì)條件的精準(zhǔn)判識(shí)并提高了打鉆的準(zhǔn)確性；其次，與鉆桿連接，能隨鉆進(jìn)行同步監(jiān)測，提高了探查的效率。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別裝置，包括設(shè)置在鉆桿上的元素分析儀、與所述元素分析儀通過數(shù)據(jù)線纜連接的煤巖識(shí)別信息監(jiān)視面板；

4、其中在所述元素分析儀內(nèi)設(shè)置有電路板和處理器，在所述元素分析儀的側(cè)壁設(shè)置有連接所述電路板的檢測頭；所述檢測頭包括探測器和x光管。

5、進(jìn)一步的，在所述鉆桿的下端部設(shè)置有鉆頭，所述元素分析儀為一連接所述鉆桿與所述鉆頭的柱筒結(jié)構(gòu)；所述元素分析儀的旋轉(zhuǎn)外徑小于所述鉆頭的旋轉(zhuǎn)外徑。

6、再進(jìn)一步的，所述鉆桿為一定向通纜鉆桿，在所述鉆桿內(nèi)開設(shè)有用于鋪設(shè)所述數(shù)據(jù)纜線的孔道；所述數(shù)據(jù)纜線包括數(shù)據(jù)傳輸線路和電流輸送的線路，以向所述元素分析儀供電和信號(hào)傳輸。

7、再進(jìn)一步的，在所述元素分析儀的側(cè)壁開設(shè)有用于安裝所述探測器和所述x光管的預(yù)留槽，并在所述預(yù)留槽的外部設(shè)置有耐磨保護(hù)膜；

8、所述探測器與所述電路板連接，所述電路板連接有處理器，經(jīng)過所述處理器收集的檢測數(shù)據(jù)再通過所述數(shù)據(jù)纜線導(dǎo)出至所述煤巖識(shí)別信息監(jiān)視面板；

9、所述煤巖識(shí)別監(jiān)視面板包括主機(jī)和顯示器。

10、再進(jìn)一步的，在所述元素分析儀的端面開設(shè)有連接所述數(shù)據(jù)纜線的線路孔。

11、本發(fā)明提供了一種基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別方法，包括步驟：

12、其中煤巖識(shí)別監(jiān)視面板安裝在鉆井上，并通過數(shù)據(jù)纜線與所述鉆桿連接；

13、通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述鉆桿鉆進(jìn)打孔后，在鉆進(jìn)一段距離后，控制鉆頭停止鉆進(jìn)，啟動(dòng)元素分析儀進(jìn)行煤巖識(shí)別檢測，然后啟動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)約半圈，以帶動(dòng)元素分析儀旋轉(zhuǎn)，然后，利用x光管將x光照射到鉆孔孔壁，以激發(fā)待測煤巖中的碳、硅、以及未知元素產(chǎn)生二次x光反射，發(fā)射的二次x射線的能量和波長再通過探測器進(jìn)行收集，并傳輸至電路板和處理器，通過對(duì)應(yīng)的能量和波長與對(duì)應(yīng)元素一一比對(duì)，確定對(duì)應(yīng)能量和波長的元素；再檢測一次并通過數(shù)據(jù)纜線傳輸數(shù)據(jù)到煤巖識(shí)別監(jiān)視面板，其面板上實(shí)時(shí)顯示并記錄鉆孔數(shù)據(jù)；完成一組檢驗(yàn)后再繼續(xù)鉆進(jìn)一段距離并進(jìn)行煤巖識(shí)別，反復(fù)重復(fù)這個(gè)步驟直到鉆孔結(jié)束。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果：本發(fā)明中結(jié)合了元素分析儀，運(yùn)用到了鉆孔內(nèi)的煤巖識(shí)別，通過與定向通纜鉆桿一體連接達(dá)到了隨鉆進(jìn)入并實(shí)時(shí)監(jiān)測的效果，這樣設(shè)計(jì)可以同步鉆進(jìn)過程來煤巖識(shí)別，而且無需退鉆后再檢測，以提高檢測的效率。元素分析儀能快速識(shí)別物質(zhì)構(gòu)成的元素，從而提供給工作人員精確和實(shí)時(shí)的信息；檢查頭由耐磨保護(hù)膜包裹，能保護(hù)探測器和x光管，且方便更換。同時(shí)，煤巖識(shí)別信息監(jiān)視面板能實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)，并直觀、清晰地展示鉆孔內(nèi)煤巖構(gòu)成，有效解決了人工誤判或物理機(jī)械監(jiān)測不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。通過數(shù)據(jù)記錄和分析有效增加了地質(zhì)信息的透明化。

技術(shù)特征：

1.一種基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別裝置，其特征在于：包括設(shè)置在鉆桿(1)上的元素分析儀(2)、與所述元素分析儀(2)通過數(shù)據(jù)線纜(8)連接的煤巖識(shí)別信息監(jiān)視面板(9)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別裝置，其特征在于：在所述鉆桿(1)的下端部設(shè)置有鉆頭(3)，所述元素分析儀(2)為一連接所述鉆桿(1)與所述鉆頭(3)的柱筒結(jié)構(gòu)；所述元素分析儀(2)的旋轉(zhuǎn)外徑小于所述鉆頭(3)的旋轉(zhuǎn)外徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別裝置，其特征在于：所述鉆桿(1)為一定向通纜鉆桿，在所述鉆桿(1)內(nèi)開設(shè)有用于鋪設(shè)所述數(shù)據(jù)纜線(8)的孔道；所述數(shù)據(jù)纜線(8)包括數(shù)據(jù)傳輸線路和電流輸送的線路，以向所述元素分析儀(2)供電和信號(hào)傳輸。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別裝置，其特征在于：在所述元素分析儀(2)的側(cè)壁開設(shè)有用于安裝所述探測器(4)和所述x光管(6)的預(yù)留槽，并在所述預(yù)留槽的外部設(shè)置有耐磨保護(hù)膜(5)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別裝置，其特征在于：在所述元素分析儀(2)的端面開設(shè)有連接所述數(shù)據(jù)纜線(8)的線路孔。

6.一種基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別方法，其根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別裝置，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于元素分析儀的隨鉆煤巖識(shí)別裝置，包括設(shè)置在鉆桿上的元素分析儀、與所述元素分析儀通過數(shù)據(jù)線纜連接的煤巖識(shí)別信息監(jiān)視面板；其中在元素分析儀內(nèi)設(shè)置有電路板和處理器，在所述元素分析儀的側(cè)壁設(shè)置有連接所述電路板的檢測頭。本發(fā)明中結(jié)合了元素分析儀，運(yùn)用到了鉆孔內(nèi)的煤巖識(shí)別，通過與定向通纜鉆桿一體連接達(dá)到了隨鉆進(jìn)入并實(shí)時(shí)監(jiān)測的效果，無需退鉆后再檢測，以提高檢測的效率。能快速識(shí)別物質(zhì)構(gòu)成的元素，提供給工作人員精確和實(shí)時(shí)的信息；檢查頭由耐磨保護(hù)膜包裹，能保護(hù)探測器和X光管，且方便更換。同時(shí)監(jiān)視面板能實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)，并直觀、清晰地展示鉆孔內(nèi)煤巖構(gòu)成，有效解決了人工誤判或物理機(jī)械監(jiān)測不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：張義平,龍根毅,張杰,劉云鳳,江成玉,陳浩,張和江,張羽遙
受保護(hù)的技術(shù)使用者：貴州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6