CN110132105A - 炮孔成孔质量检测装置及检测方法 - Google Patents

炮孔成孔质量检测装置及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种炮孔成孔质量检测装置及检测方法。一种炮孔成孔质量检测装置，包括底座、丈量尺以及激光测距仪；其中：所述底座为圆形薄板，在圆形薄板的顶面或者底面至少设有一个与圆形薄板同心设置的轨道，在圆形薄板的中心位置设置有贯穿薄板的圆孔；所述丈量尺为可伸缩结构，且能穿过所述的圆孔；所述激光测距仪设置在所述的轨道上，能沿着所述的轨道滑动；激光测距仪包括两个激光发射头，其中一个激光发射头沿轨道半径方向发射，另一个激光发射头沿垂直于轨道半径方向的圆周切线方向发射。

Description

炮孔成孔质量检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及一种钻爆法施工爆破质量检测装置，具体涉及一种炮孔成孔质量检测装置及检测方法，属于爆破工程技术领域。
背景技术
现有技术中钻爆法施工过程中，炮孔的成孔质量(包括炮孔的孔深、方位角、倾角和坐标位置)是否满足设计要求，对爆破振动及爆后成形效果有着至关重要的影响。现阶段炮孔成孔质量只能通过技术人员主观判断，其检测结果受人为因素影响严重，难以保证爆破方案的准确实施，影响爆破质量。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种炮孔成孔质量检测装置及检测方法。
本发明的第一发明目的是提出一种炮孔成孔质量检测装置。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种炮孔成孔质量检测装置，包括底座、丈量尺以及激光测距仪；其中：
所述底座为圆形薄板，在圆形薄板的顶面或者底面至少设有一个与圆形薄板同心设置的轨道，在圆形薄板的中心位置设置有贯穿薄板的圆孔；
所述丈量尺为可伸缩结构，且能穿过所述的圆孔；
所述激光测距仪设置在所述的轨道上，能沿着所述的轨道滑动；
激光测距仪包括两个激光发射头，其中一个激光发射头沿轨道半径方向发射，另一个激光发射头沿垂直于轨道半径方向的圆周切线方向发射。
所述炮孔成孔质量检测装置优选方案，在所述圆形薄板的外圈设有与其相连的两个手柄，在其中一只手柄上设置有两个水准管，两个水准管的轴线相互垂直，且两个水准管的轴线又与手柄轴线垂直，当两水准管气泡居中时，表明底座已摆正。
所述炮孔成孔质量检测装置优选方案，所述的轨道为凹槽式结构，且沿圆周方向标有角刻度线。
所述炮孔成孔质量检测装置优选方案，所述底座上的圆孔置于底座圆心上，其直径与炮孔直径大小相当。
所述炮孔成孔质量检测装置优选方案，所述可伸缩丈量尺由多节薄壁圆筒嵌套构成，其上标有长度刻度线，直径小于炮孔，能够自由穿过所述底座的圆孔伸入炮孔。
本发明的第二发明目的是提出一种利用所述一种炮孔成孔质量检测装置进行炮孔成孔质量检测的方法。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种利用所述炮孔成孔质量检测装置进行炮孔成孔质量检测的方法，包括如下步骤：
(1)底座就位：手持手柄，将所述底座中心圆孔对准待检测炮孔，微调底座位置，使两个水准管中水准气泡居中；
(2)孔深测量：将所述丈量尺穿过所述底座圆孔深入到炮孔底部，再由丈量尺上刻度线读出孔深；
(3)方位角和倾角测量：将所述激光测距仪置于轨道上，滑动激光测距仪，使之能沿垂直于凹槽轨道面方向将激光投射到所述丈量尺，此时激光测距仪对应凹槽轨道上的角度刻度即为方位角α；沿垂直轨道面方向测得距离，结合凹槽轨道的半径，即可算出炮孔倾角θ，计算公式为：
θ＝actan l/r
其中，l代表沿垂直轨道面方向测得距离，r为凹槽轨道到小圆孔的距离，即凹槽轨道半径；
(4)位置测量：再次调整所述正交激光测距仪，使之能沿凹槽轨道半径方向将激光投射到放样点上，测得距离。此时结合激光测距仪在凹槽轨道上的角度刻度，凹槽轨道的半径，即可算出炮孔位置，计算公式为：
xp＝cosα×(d+r)+x
yp＝sinα×(d+r)+y
其中，(x,y)为放样点的坐标，D代表放样点到凹槽轨道面的距离，(χp，γp)为待测炮孔的坐标。
本发明的优点在于：
(1)能保证爆破方案的准确实施，提高爆破施工的质量。
(2)本发明的整体结构非常简单，仅仅包括几个部件，且各个部件在非使用状态下，独立存在；在使用时，进行简单组合即可；整个装置安装使用及拆卸方便，可以利用该装置同时测量出孔深、方位角、倾角和位置。
(3)本发明可以适用于多种钻进和施工环境。
(4)本发明能快速有效地检测炮孔成孔质量，测量的数据可以直接通过显示器进行显示，读数方便；从而保证了爆破质量。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明底座上轨道设置示意图；
图3为本发明手柄的主视图；
图4为本发明丈量尺插入圆孔结构示意图；
图5为本发明激光测距仪结构示意图；
图6为本发明原理示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
为了方便叙述，本实施例中如果出现“左”“右”“顶面”“底面”等字样，仅表示与附图本身的左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，现有技术中钻爆法施工过程中，炮孔的成孔质量(包括炮孔的孔深、方位角、倾角和坐标位置)是否满足设计要求，对爆破振动及爆后成形效果有着至关重要的影响。现阶段炮孔成孔质量只能通过技术人员主观判断，其检测结果受人为因素影响严重，难以保证爆破方案的准确实施，影响爆破质量，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种炮孔成孔质量检测装置及检测方法。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
正如背景技术所介绍的，现有技术中钻爆法施工过程中，炮孔的成孔质量(包括炮孔的孔深、方位角、倾角和坐标位置)是否满足设计要求，对爆破振动及爆后成形效果有着至关重要的影响。现阶段炮孔成孔质量只能通过技术人员主观判断，其检测结果受人为因素影响严重，难以保证爆破方案的准确实施，影响爆破质量，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种炮孔成孔质量检测装置及检测方法。具体的，炮孔成孔质量检测装置，包括底座、丈量尺以及激光测距仪；底座为圆形薄板，在圆形薄板的顶面或者底面至少设有一个与圆形薄板同心设置的轨道，进一步的在轨道旁标有角刻度线，在圆形薄板的中心位置设置有贯穿薄板的圆孔；丈量尺由多节薄壁圆筒嵌套组成，其上标有长度刻度线，直径比炮孔小，可自由穿过所述底座圆心处圆孔伸入炮孔。
所述激光测距仪设置在所述的轨道上，可沿着所述的轨道自由滑动；正交激光测距仪由两个相互垂直的激光发射头、两个按钮和一个显示器构成；两个所述的激光发射头分别有两个按钮进行控制，且所述的显示器与两个激光发射头相连，所述正交激光测距仪的显示器用于显示激光测距结果。其中一个激光发射头沿轨道半径方向发射，另一个激光发射头沿垂直于轨道半径方向的圆周切线方向发射。
进一步的，为了检测底座是否水平，在所述圆形薄板的外圈设有与其相连的两个手柄，在其中一只手柄上设置有两个水准管，两个水准管的轴线相互垂直，且两个水准管的轴线又与手柄轴线垂直，当两水准管气泡居中时，表明底座已摆正。或者直接在底座上设置一个水准管，当水准管气泡居中时，表明底座已摆正。
一种利用炮孔成孔质量检测装置进行炮孔成孔质量检测的方法，包括如下步骤：
(1)底座就位：手持手柄，将所述底座中心圆孔对准待检测炮孔，微调底座位置，使两个水准管中水准气泡居中；
(2)孔深测量：将所述丈量尺穿过所述底座圆孔深入到炮孔底部，再由丈量尺上刻度线读出孔深；
(3)方位角和倾角测量：将所述激光测距仪置于轨道上，滑动激光测距仪，使之能沿垂直于凹槽轨道面方向将激光投射到所述丈量尺，此时激光测距仪对应凹槽轨道上的角度刻度即为方位角α；沿垂直轨道面方向测得距离，结合凹槽轨道的半径，即可算出炮孔倾角θ，计算公式为：
θ＝actan l/r
其中，l代表沿垂直轨道面方向测得距离，r为凹槽轨道到小圆孔的距离，即凹槽轨道半径；
(4)位置测量：再次调整所述正交激光测距仪，使之能沿凹槽轨道半径方向将激光投射到放样点上，测得距离。此时结合激光测距仪在凹槽轨道上的角度刻度，凹槽轨道的半径，即可算出炮孔位置，计算公式为：
xp＝cosα×(d+r)+x
yp＝sinα×(d+r)+y
其中，(x,y)为放样点的坐标，D代表放样点到凹槽轨道面的距离，(χp，γp)为待测炮孔的坐标。
实施例1
本申请的一种典型的实施方式中，如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种炮孔成孔质量检测装置，包括底座1-1、丈量尺1-2以及激光测距仪1-3；其中：
所述底座1-1为圆形薄板，具体的，薄板的厚度根据实际需要进行设置，在此不做具体的限定，在底座1-1上设置有一对供握持的手柄1-4、三个轨道2-1以及一个圆孔2-2，三个轨道 2-1设置在底座的顶面或者底面上，且三个轨道2-1与底座同心设置，主要是为了适应不同的炮孔深度设计的；每个轨道绕底座的圆心呈一圈设置，更近一步的，轨道2-1设计成凹槽式结构，在凹槽式轨道的内圈或者外圈设置有角刻度线，主要用于读数。
不难理解的，在具体实施时，轨道2-1的个数可以根据实际需要进行设置，不限于本实施例中公开的3个。
所述丈量尺1-2为可伸缩结构，所述丈量尺1-2由多节薄壁圆筒嵌套构成，直径小于炮孔，能够自由穿过所述底座1-1的圆孔2-2伸入炮孔，其上标有长度刻度线5-1，长度刻度线5-1设置在方便读数一侧，或者是沿丈量尺1-2的圆周方向设置多个长度刻度线5-1，以实现可以从任意角度的读数。
本实施例在底座1-1的两侧设有与其相连的手柄1-4，主要是为了方便整个装置的放置，，在其中一只手柄1-4上设置有两个水准管，两个水准管的轴线相互垂直，且两个水准管的轴线又与手柄轴线垂直，当两水准管气泡居中时，表明底座1-1已摆正。实际水准管4-1可以设置在底座上，通过观察底座上的水准管4-1来观察整个装置是否放平。
进一步的，为了方便放置，两个手柄1-4对称的设置在底座1-1的两侧，手柄的轴线与底座呈一定的夹角，例如可以是60度、40度、45度等，具体可以根据不同操作者的操作习惯进行设置。
进一步的，本实施例的圆孔2-2置于底座的圆心位置上，其直径大小与一般炮孔的直径大小相当，主要用于插装可伸缩丈量尺1-2；在进行孔深测量时，将所述可伸缩丈量尺1- 2穿过所述底座圆心处圆孔2-2深入到炮孔底部，保证可伸缩丈量尺1-2垂直于底座，再由尺上的度刻线5-1读出孔深。
在测量炮孔的方位角和距离时，主要是通过激光测距仪1-3实现的。激光测距仪1-3 可置于所述底座的轨道2-1上自由滑动，激光测距仪1-3包括两个激光发射头、控制按钮3- 2、液压显示器3-3；其中一个激光发射头沿轨道半径方向发射，另一个激光发射头沿垂直于轨道半径方向的圆周切线方向发射；两个激光发射头是否进行测距，由控制按钮3-2控制，且测得的距离显示于液晶显示器3-3上，当测距结束后若干秒后仪器自动关闭。本发明通过使用一种炮孔成孔质量检测装置进行炮孔成孔质量检测，能保证爆破方案的准确实施，提高爆破施工的质量。
实施例2
一种利用所炮孔成孔质量检测装置进行炮孔成孔质量检测的方法，下面结合图6对方法进行描述；包括如下步骤：
(1)底座1-1就位：
手持手柄1-4，将所述底座1-1中心圆孔2-2对准待检测炮孔，微调底座1-1位置，使两个水准管4-1中水准气泡居中，表示底座1-1已经调平；
(2)孔深测量：
将所述丈量尺1-2穿过所述底座1-1圆孔2-2深入到炮孔底部，保证丈量尺1-2垂直于底座，再由丈量尺1-2上刻度线5-1读出孔深；
(3)方位角和倾角测量：如图6，将所述激光测距仪1-3置于轨道2-1上，滑动激光测距仪1-3到C处，使之能沿垂直于凹槽轨道面方向将激光投射到所述丈量尺1-2上A处，测得距离AC。设O为底座圆心，B为凹槽轨道0刻度线，凹槽轨道的半径OC已知，则炮孔方位角为∠BOC，倾角为∠AOC＝arctan(AC/OC)；
(4)位置测量：再次调整所述正交激光测距仪1-3，使之能沿凹槽轨道2-1半径方向将激光投射到放样点D上，测得距离CD。此时结合激光测距仪在凹槽轨道上的角度刻度∠BOC，凹槽轨道的半径OC，即得出炮孔位置。
计算公式为：
xp＝cosα×(d+r)+x
yp＝sinα×(d+r)+y
其中，(x,y)为放样点的坐标，D代表放样点到凹槽轨道面的距离，(xp,yp)为待测炮孔的坐标。
至此，完成了该炮孔成孔质量的检测。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种炮孔成孔质量检测装置，其特征在于：包括底座、丈量尺以及激光测距仪；其中：
所述底座为圆形薄板，在圆形薄板的顶面或者底面至少设有一个与圆形薄板同心设置的轨道，在圆形薄板的中心位置设置有贯穿薄板的圆孔；
所述丈量尺为可伸缩结构，且能穿过所述的圆孔；
所述激光测距仪设置在所述的轨道上，能沿着所述的轨道滑动；
激光测距仪包括两个激光发射头，其中一个激光发射头沿轨道半径方向发射，另一个激光发射头沿垂直于轨道半径方向的圆周切线方向发射。
2.根据权利要求1所述炮孔成孔质量检测装置，其特征在于：在所述圆形薄板的外圈设有与其相连的两个手柄，在其中一只手柄上设置有两个水准管，两个水准管的轴线相互垂直，且两个水准管的轴线又与手柄轴线垂直，当两水准管气泡居中时，表明底座已摆正。
3.根据权利要求2所述炮孔成孔质量检测装置，其特征在于：所述的轨道为凹槽式结构，且沿圆周方向标有角刻度线。
4.根据权利要求2所述炮孔成孔质量检测装置，其特征在于：所述底座上的圆孔置于底座圆心上，其直径与炮孔直径大小相当。
5.根据权利要求1至4任一项所述炮孔成孔质量检测装置，其特征在于：所述可伸缩丈量尺由多节薄壁圆筒嵌套构成，其上标有长度刻度线，直径小于炮孔，能够自由穿过所述底座的圆孔伸入炮孔。
6.一种利用权利要求2或3或4所炮孔成孔质量检测装置进行炮孔成孔质量检测的方法，包括如下步骤：
(1)底座就位：手持手柄，将所述底座中心圆孔对准待检测炮孔，微调底座位置，使两个水准管中水准气泡居中；
(2)孔深测量：将所述丈量尺穿过所述底座圆孔深入到炮孔底部，再由丈量尺上刻度线读出孔深；
(3)方位角和倾角测量：将所述激光测距仪置于轨道上，滑动激光测距仪，使之能沿垂直于凹槽轨道面方向将激光投射到所述丈量尺，此时激光测距仪对应凹槽轨道上的角度刻度即为方位角α；沿垂直轨道面方向测得距离，结合凹槽轨道的半径，即可算出炮孔倾角θ，计算公式为：
其中，l代表沿垂直轨道面方向测得距离，r为凹槽轨道到小圆孔的距离，即凹槽轨道半径；
(4)位置测量：再次调整所述正交激光测距仪，使之能沿凹槽轨道半径方向将激光投射到放样点上，测得距离,
此时结合激光测距仪在凹槽轨道上的角度刻度，凹槽轨道的半径，即可算出炮孔位置，计算公式为：
其中，（x,y）为放样点的坐标，D代表放样点到凹槽轨道面的距离，()为待测炮孔的坐标。
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