[发明专利]一种井下智能钻孔测距、防尘定点取样装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种井下智能钻孔测距、防尘定点取样装置及其工作方法，包括钻机、钻杆、钻孔测距仪、防尘导流罩、预留导向管和钻屑除尘器，预留导向管固定安装在钻孔的孔口处，预留导向管的外端伸出钻孔，防尘导流罩上部设置在预留导向管上，防尘导流罩下端口与钻屑除尘器的进口连接，钻杆安装在钻机上，钻杆穿过钻屑除尘器同轴向伸入到预留导向管内，钻孔测距仪固定设置在钻机上，钻孔测距仪的测试部与钻杆外圆表面接触。本发明实现钻孔长度计量的智能化、精准化，提高定点取样的精确度，并且避免了大量的粉尘进入巷道中，为井下人员提供良好的工作环境。

技术领域

本发明涉及一种煤样或岩样的取样工具，具体为一种井下智能钻孔测距、防尘定点取样装置及其工作方法。

背景技术

瓦斯是在我国煤矿事故中占据较大比例，尤其是对于高瓦斯和突出矿井来说，其事故多会产生群死群伤，造成的后果十分惨痛。为此，瓦斯的消突和治理是保障矿井安全生产的基本准绳，进行瓦斯抽采是一种经济、环保、安全、高效的方法和手段。瓦斯抽采之后的效果验证是煤矿进行开采之前的重要环节和依据。钻孔长度的计量通过人工数钻杆的方式进行确定，减少因人为导致的误差，实现钻孔长度计量的智能化、精准化。如何定点、精确取到指定方位和深度的煤样对于准确检验抽采效果是否达标至关重要。同时，在钻孔取样的过程中，产生的粉尘对井下空气和人员健康产生不利的影响，通过一定的技术手段和措施，将防尘工作应用到钻孔取样的全过程，确保井下人员提供良好的工作环境。

目前，对于长距离的定点取样，通过千米钻机可以实现轨迹位置的定点追踪。对于中短距离的定点取样，由于千米钻机价格昂贵，设备的搬运困难，以及取样地点条件的限制，导致千米钻机在中短距离的定点取样难以实现。在当前的中短距离取样过程中存在以下问题：

1）现有的中短距离取样过程中，采用取样时打钻孔的方式，一般在布置完抽采管路，并进行抽采工作之后，进行效果验证时，才重新找方位角和位置打钻孔，这种方式费时费力。

2）现有的中短距离取样过程中，虽然普通钻机体积和价格与千米钻机相比较小，但是在移动、搬运过程中仍然不便，钻机底座与巷道地面摩擦产生一定的磨损。

3）现有的中短距离取样过程中，对于钻杆在煤层中的位置和方位轨迹的不准确性仍然存在，无法精准的测定钻头的位置，进而对于预定取样位置难以做到定点取样。

4）现有的中短距离取样过程中，从钻头进入煤/岩体到取样位置，都会产生一定量的钻屑从钻孔中流出，大量的粉尘进入巷道中，影响巷道风流的质量和工作人员的身心健康。

5）现有的中短距离取样过程中，钻孔长度的计量通过人工数钻杆的方式，尚未实现智能化、精准化，人为因素引起的误差较大且精度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种井下智能钻孔测距、防尘定点取样装置及其工作方法，以解决现有技术存在移动钻机过程中劳动强度较大和移动对钻机底座磨损严重的问题；钻孔长度的计量通过人工数钻杆的方式，尚未实现智能化、精准化，人为因素引起的误差较大且精度较低；取样过程中的钻杆位置、方位和轨迹的不确定，以及是否取得预定位置煤样问题；取样过程中由于钻屑从钻孔中流出，粉尘等有害物质随风流进入巷道中，影响巷道内空气质量和工作人员的健康等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种井下智能钻孔测距、防尘定点取样装置，包括钻机、钻杆、钻孔测距仪、防尘导流罩、预留导向管和钻屑除尘器，预留导向管固定安装在钻孔的孔口处，预留导向管的外端伸出钻孔，防尘导流罩上部设置在预留导向管上，防尘导流罩下端口与钻屑除尘器的进口连接，钻杆安装在钻机上，钻杆穿过钻屑除尘器同轴向伸入到预留导向管内，钻孔测距仪固定设置在钻机上，钻孔测距仪的测试部与钻杆外圆表面接触。

钻机包括钻机本体、底座、液压支架和减震支撑轮，钻机本体安装在底座上，减震支撑轮安装在底座底部的四周，液压支架设置在底座的底部。