[发明专利]煤层瓦斯含量负压定点取样方法

说明书

本发明属于煤矿瓦斯检测技术领域，具体地，涉及煤层瓦斯含量负压定点取样方法，包括：利用行走探测单元对井下巷道进行扫描,并将扫描信息以无线通信方式发送给远程控制装置以构建巷道三维空间模型，远程控制装置以无线通信方式对行走探测单元进行遥控；通过远程控制装置在巷道三维空间模型上规划取样路径和取样坐标，并设定取样参数；利用行走取样单元按规划的取样路径进行行走，到达取样坐标后，按远程控制装置设定的取样参数进行钻孔和定点取样，远程控制装置通过无线通信方式对行走取样单元进行遥控。本发明自动化程度高，操作方便，可降低工作人员作业强度并提高工作效率，适宜推广应用。

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯检测技术领域，具体地，涉及煤层瓦斯含量负压定点取样方法。

背景技术

煤层瓦斯含量测试是煤矿瓦斯灾害防治中的一项基础工作，不但制约着矿井瓦斯危险程度预测的准确性，而且影响着后续瓦斯防治措施的可靠性。目前，煤层瓦斯含量直接测定方法主要采用解吸法，主要有三大步骤，第一步是在新暴露的煤壁、石门或者岩石巷道打钻采集煤样；第二步是煤样的解吸瓦斯量测定；第三步是实验室残存瓦斯含量测定。现有的煤层瓦斯取样方法多停留在实验阶段，且自动化水平低，操作不方便，作业强度大，工作效率低，不适宜推广应用，由此，亟需加以改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供的煤层瓦斯含量负压定点取样方法，包括如下步骤：

S1、利用行走探测单元对井下巷道的地理位置数据(如坐标信息)、煤层数据(如煤层分布)和巷道环境数据(如巷道内的障碍物尺寸、位置等)进行扫描,并将扫描信息以无线通信方式发送给远程控制装置以构建巷道三维空间模型，所述远程控制装置以无线通信方式对行走探测单元进行遥控；

S2、通过远程控制装置在巷道三维空间模型上规划取样路径和取样坐标，并设定取样参数(如取样点的钻孔深度、取样时间等)；

S3、利用行走取样单元按规划的取样路径进行行走，到达取样坐标后，按远程控制装置设定的取样参数进行钻孔和定点取样，所述远程控制装置通过无线通信方式对行走取样单元进行遥控。

优选的，所述远程控制装置包括：中央处理器和分别与所述中央处理器电连接的数据存储装置、第三无线数据收发装置和人机交互装置。工作人员通过人机交互装置向远程控制装置输入控制指令，再通过数据存储装置、第三无线数据收发装置对行走探测单元和行走取样单元进行远程遥控。

优选的，所述行走探测单元包括第一遥控小车和探测机械臂，所述探测机械臂的底部固定在第一遥控小车上，且探测机械臂的顶部设有探测头，所述探测头包括探测数据处理器、距离传感器、扫描仪、陀螺仪和探测头角度定位控制驱动机构，所述探测头角度定位控制驱动机构至少包括沿左右水平方向为中轴线旋转移动的A坐标旋转驱动机构和沿前后水平方向为中轴线旋转移动的B坐标旋转驱动机构；所述第一遥控小车包括第一无线数据收发装置，并通过第一无线数据收发装置与所述远程控制装置无线通信连接，以实现工作人员控制所述第一遥控小车在井下巷道内行走；所述距离传感器、扫描仪、陀螺仪分别与探测数据处理器电连接，所述探测数据处理器和探测头角度定位控制驱动机构分别与第一无线数据收发装置电连接，远程控制装置可通过第一无线数据收发装置对探测头进行数据收集和角度控制。