[实用新型]一种基于微震监测的钻头轨迹显示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻孔施工过程中的钻头钻进轨迹动态显示装置，具体是一种基于微震监测的钻头轨迹显示装置。

背景技术

在煤矿井下施工瓦斯抽采钻孔过程中，往往因为地质结构面的存在、工人施工失误及现场环境的限制等原因使得施工的钻孔与设计孔有偏差，表现在钻孔长度、方向角与设计参数不同。有时钻孔施工完成后，会出现钻孔垮塌的情况，采用常规的测杆就无法检验钻孔施工效果。同时可能存在工人误报、瞒报当班钻孔施工量，使得钻孔达不到设计长度。这些将导致在煤体中存在抽采的空白带，在后续作业中会引发瓦斯事故，轻者使得工作面瓦斯超限，重者会引发煤与瓦斯突出事故。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于微震监测的钻头轨迹显示装置，本实用新型通过传感器监测、数据分析、空间定位，实现钻头钻进轨迹的动态显示。

本实用新型采用的技术解决方案如下：一种基于微震监测的钻头轨迹显示装置，包括微震传感器（1）、数据采集仪（2）、调制解调器I（3）、调制解调器II（4）和数据处理主机（5），煤岩或煤壁上设有微震传感器（1），微震传感器（1）连接数据采集仪（2），数据采集仪（2）依次连接调制解调器I（3）、调制解调器II（4）和数据处理主机（5）。

微震传感器（1）安装于煤岩钻孔深度0.5米～1.5米，微震传感器（1）至少设有4个，各微震传感器（1）之间间距为1米以上。

调制解调器I（3）和调制解调器II（4）之间数据传输采用电话线（8）连接，数据采集仪（2）与调制解调器I（3）之间、数据处理主机（5）与调制解调器II（4）之间采用同轴电缆（7）连接。

本实用新型可以实时、连续地采集和传输现场产生的微震信号数据，并将数据保存；导入传感器、钻孔在矿体或巷道上的位置关系数据，可提供可视化三维界面，实时、动态地显示产生的钻头的时空定位、并可查看钻孔的施工效果图。技术人员根据钻孔分布分析钻孔有效控制范围，进而确定措施的有效性，为决策是否需要采取其他措施提供依据，从而为瓦斯动力灾害的有效防治提供技术保障。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

一种基于微震监测的钻头轨迹显示装置，包括微震传感器1、数据采集仪2、调制解调器I3、调制解调器II4和数据处理主机5，煤岩或煤壁上设有微震传感器1，微震传感器1安装于煤岩钻孔深度0.5米～1.5米，微震传感器1至少设有4个，各微震传感器1之间间距为1米以上。微震传感器1连接数据采集仪2，数据采集仪2依次连接调制解调器I3、调制解调器II4和数据处理主机5。调制解调器I3和调制解调器II4之间数据传输采用电话线8连接，数据采集仪2与调制解调器I3之间、数据处理主机5与调制解调器II4之间采用同轴电缆7连接。

钻孔施工前，在煤岩或煤壁上合适位置安装微震传感器1，再将各个传感器1的位置坐标输入数据处理主机5。钻孔施工过程中，钻头破碎煤体产生震动波，在煤岩体中传播时被微震传感器1捕获。微震传感器1将接收到的微震信号放大、滤波后将其转变为电信号，并传输到数据采集仪2，数据采集仪2将此电信号经过模数转换转变为数字信号，经过调制解调器I3通过电话线8传输再经过调制解调器II4传给数据处理主机5。电流模拟信号经过数据采集仪2模数转化后，转变为数字信号，由于网线传输距离不能太远，否则信号衰减过快，因此必须再把数字信号转化为模拟信号，通过电话线传输到地面工作站。数据处理主机5对微震信号进行多方面的处理和分析，经过分析信号传播过程，分析计算出各个微震传感器1到微震事件发生地的距离。根据钻孔9和微震传感器1坐标关系能够确定当前钻头位置坐标，从而实现对微震事件的定位、事件参数的获取，并将对钻头在三维空间和时间轴下进行实体演示。