CN110242287A - 一种矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备及使用方法，包括可伸缩内管、外管、数据终端盒、读数按钮和手柄，所述可伸缩内管后端位于外管前端内，所述外管外表面集成有激光测距模块，内部集成有角度模块；所述数据终端盒与外管相连，并设置在外管端部；所述手柄与所述数据终端盒相连，并设置有读数按钮。本发明对矿山法隧道施工过程中的炮眼深度、炮眼直径和炮眼方向进行实时检测，以保证矿山法隧道爆破效果满足设计要求，辨识度高，操作性强。
Description
技术领域
本发明属于爆破施工领域，涉及一种矿山法隧道炮眼尺寸检测装备，特别是一种矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备及使用方法。
背景技术
隧道结构因为对地面环境影响小，空间利用率高等优点，已成为常见的土木工程结构物。在隧道工程的建设过程中，可采用明挖法、盾构法和台阶法等多种施工方法，其中矿山法因起适用范围广、掘进速度快和施工成本低等优点成为广泛采用的施工方法，这也使得矿山法隧道成为我国隧道工程中的主要隧道形式。隧道施工需要实时监控并将数据反馈到设计中以满足动态施工需要，尤其对于矿山法修建的隧道而言，炮眼尤其是掏槽眼尺寸（炮眼深度、炮眼直径和炮眼角度）对隧道爆破效果起决定性作用。隧道爆破不足引起的欠挖现象会导致二次开挖，影响施工进度；爆破过度造成的超挖现象会加大出渣量和混凝土用量，从而提高施工成本。故隧道工程施工过程中，检测矿山法隧道炮眼尺寸是否符合设计施工要求的重要性逐渐受到相关研究学者、设计人员及施工人员的重视。
目前，矿山法隧道施工炮眼主要依靠工人钻孔经验一次成型，由于隧道所处地质环境差异性较大，且隧道掘进过程地质条件也极易存在不同程度的改变，此外，矿山法施工人员水平良莠不齐，故炮眼难以按照设计图纸精确施工，也容易造成矿山法隧道爆破效果难以满足要求。鉴于国内尚无高效、便捷的炮眼尺寸检测方式，构建一种矿山法隧道炮眼尺寸检测装置，使施工人员能够高效快速的获取炮眼深度、炮眼直径和炮眼方向，使隧道爆破能够达到预期效果，基于动态施工思想实时反馈给设计方以及时调整爆破方案，能够显著提高矿山法隧道施工的数字化、可视化和智能化水平。
发明内容
本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备及使用方法，对矿山法隧道施工过程中的炮眼深度、炮眼直径和炮眼方向进行实时检测，以保证矿山法隧道爆破效果满足设计要求。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备，包括可伸缩内管、外管、数据终端盒、读数按钮和手柄，所述可伸缩内管后端位于外管前端内，所述外管外表面集成有激光测距模块，内部集成有角度模块；所述数据终端盒与外管相连，并设置在外管端部；所述手柄与所述数据终端盒相连，并设置有读数按钮；
所述可伸缩内管与所述外管组成可伸缩部分，可根据炮眼实际深度进行长度调节以符合炮眼深度尺寸；
所述外管外表面集成有激光测距模块，用于获取炮眼直径，进一步的，所述外管内部集成有角度模块，用于辨识检测设备伸长程度和空间位置，获取炮眼的实际深度和角度，记录数据并传输至数据终端盒；
所述数据终端盒集成有显示器、无线接受器、电池和数据储存分析模块；其中，所述无线接收器用于接受和处理所述激光测距模块提供的炮眼直径数据和所述角度模块提供的炮眼实际深度和角度参数并将数据传输至数据储存分析模块；所述数据储存分析模块分析得出炮眼实际深度、角度和直径，储存数据并将显示信号传输至显示器进行参数显示；所述电池为检测设备提供电力。
进一步的，所述电池上集成有读数重置开关、装置启动开关和USB接口；其中，所述读数重置开关用于清除所述显示器上一次检测读数；所述装置启动开关用于在检测装置闲置时关闭设备，增加使用时间；所述USB接口与所述数据储存分析模块相连，用于炮眼尺寸数据导出。
进一步的，所述外管内壁轴向固定有与数据储存分析模块电连接的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的顶杆前端与可伸缩内管后端固定连接，手柄设置有读数按钮，检测设备使用时按动读数按钮可自动伸长，停止使用时，检测设备自动回缩。
另外，本发明还提供一种矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备的使用方法，具体步骤如下：
S1、将检测装置伸入矿山法隧道炮眼内；
S2、基于S1，按动手柄上的读数按钮，外管伸长达到炮眼实际深度；
S3、基于S2，激光测距模块对炮眼直径和深度进行辨识，获取炮眼直径和深度相关数据并传输至数据终端盒；
S4、基于S2，角度模块对检测装置角度进行辨识，获取炮眼角度相关数据并传输至数据终端盒。
S5、基于S3和S4，数据终端盒内部的数据储存分析模块通过无线接收器接受激光测距模块提供的炮眼直径和深度相关数据、角度模块提供的炮眼角度相关数据，分析储存炮眼实际尺寸并将显示信号传输至显示器进行参数显示；
S6、基于S5，施工人员通过显示器读取炮眼直径、炮眼深度和炮眼角度数据，读数完毕后，按动读数重置开关清除显示器数据；
S7、检测装置使用完毕后，按下装置启动开关关闭检测装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1）本发明的通过激光测距模块和角度模块可对炮眼尺寸参数进行辨识，辨识度高，操作性强；
2）本检测装置能够快速获取炮眼尺寸参数并将相关信息提供给施工和设计单位，实现矿山法隧道的电子化，信息化施工；
3）本检测装置能够适用于不同尺寸参数的炮眼测量，通过数据储存分析模块对炮眼尺寸进行记录储存和上传，能够协助施工方更好的评价钻爆法效果，帮助设计方动态调整隧道爆破方案。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明的数据终端盒的主视图。
图4是本发明的数据终端盒的俯视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。
如图1~图4所示，本实施例的一种矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备，包括可伸缩内管1、外管2、数据终端盒4、读数按钮501和手柄5，可伸缩内管1后端位于外管2前端内，，所述外管2外表面集成有激光测距模块201，其中激光测距模块可以使用SENST-40型号的激光测距模块，内部集成有角度模块3，其中角度模块可以使用Arduino ADXL335型号的角度模块；所述数据终端盒4与外管2相连，并设置在外管2端部；所述手柄5与所述数据终端盒4相连，并设置有读数按钮501。
所述可伸缩内管1与所述外管2组成可伸缩部分，可根据炮眼实际深度进行长度调节以符合炮眼深度尺寸。
所述外管2外表面集成有激光测距模块201，用于获取炮眼直径，进一步的，所述外管2内部集成有角度模块3，用于辨识检测装置伸长程度和空间位置，获取炮眼的实际深度和角度，记录数据并传输至数据终端盒4。
所述数据终端盒4集成有显示器402、主电路板401、无线接受器403、电池模块407和数据储存分析模块404；其中，所述无线接收器403用于接受和处理所述激光测距模块201提供的炮眼直径数据和所述角度模块3提供的炮眼实际深度和角度参数并将数据传输至数据储存分析模块404；所述数据储存分析模块404分析得出炮眼实际深度、角度和直径，储存数据并将显示信号传输至显示器402进行参数显示；所述电池407为检测装置提供电力。
进一步的，所述电池407上集成有读数重置开关405、装置启动开关406和USB接口A；其中，所述读数重置开关405用于清除所述显示器402上一次检测读数；所述装置启动开关406用于在检测装置闲置时关闭设备，增加使用时间；所述USB接口A与所述数据储存分析模块404相连，用于炮眼尺寸数据导出。
进一步的，所述外管2内壁轴向固定有与数据储存分析模块电连接的电动伸缩杆6，电动伸缩杆6由电池407供电，所述电动伸缩杆6的顶杆前端与可伸缩内管1后端固定连接，手柄5设置有读数按钮501，检测设备使用时按动读数按钮可自动伸长，停止使用时，检测设备自动回缩。
基于上述的一种矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备的使用方法具体步骤如下：
S1、将检测装置伸入矿山法隧道炮眼内；
S2、基于S1，按动手柄上的读数按钮501，外管1伸长达到炮眼实际深度；
S3、基于S2，激光测距模块201对炮眼直径和深度进行辨识，获取炮眼直径和深度相关数据并传输至数据终端盒404；
S4、基于S2，角度模块3对检测装置角度进行辨识，获取炮眼角度相关数据并传输至数据终端盒4。
S5、基于S3和S4，数据终端盒4内部的数据储存分析模块404通过无线接收器403接受激光测距模块201提供的炮眼直径和深度相关数据、角度模块3提供的炮眼角度相关数据，分析储存炮眼实际尺寸并将显示信号传输至显示器402进行参数显示；
S6、基于S5，施工人员通过显示器402读取炮眼直径、炮眼深度和炮眼角度数据，读数完毕后，按动读数重置开关405清除显示器402数据；
S7、检测装置使用完毕后，按下装置启动开关406关闭检测装置。
本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备，其特征在于，包括可伸缩内管、外管、数据终端盒、读数按钮和手柄，所述可伸缩内管后端位于外管前端内，所述外管外表面集成有激光测距模块，内部集成有角度模块；所述数据终端盒与外管相连，并设置在外管端部；所述手柄与所述数据终端盒相连，并设置有读数按钮；
所述可伸缩内管与所述外管组成可伸缩部分，可根据炮眼实际深度进行长度调节以符合炮眼深度尺寸；
所述外管外表面集成有激光测距模块，用于获取炮眼直径，进一步的，所述外管内部集成有角度模块，用于辨识检测设备伸长程度和空间位置，获取炮眼的实际深度和角度，记录数据并传输至数据终端盒；
所述数据终端盒集成有显示器、无线接受器、电池和数据储存分析模块；其中，所述无线接收器用于接受和处理所述激光测距模块提供的炮眼直径数据和所述角度模块提供的炮眼实际深度和角度参数并将数据传输至数据储存分析模块；所述数据储存分析模块分析得出炮眼实际深度、角度和直径，储存数据并将显示信号传输至显示器进行参数显示；所述电池为检测设备提供电力。
2.根据权利要求1所述的矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备，其特征在于：所述电池上集成有读数重置开关、装置启动开关和USB接口；其中，所述读数重置开关用于清除所述显示器上一次检测读数；所述装置启动开关用于在检测设备闲置时关闭设备，增加使用时间；所述USB接口与所述数据储存分析模块相连，用于炮眼尺寸数据导出。
3.根据权利要求1所述的矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备，其特征在于：所述外管内壁轴向固定有与数据储存分析模块电连接的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的顶杆前端与可伸缩内管后端固定连接，手柄设置有读数按钮，检测设备使用时按动读数按钮可自动伸长，停止使用时，检测设备自动回缩。
4.一种如权利要求1-3任一所述矿山法隧道炮眼尺寸可伸缩性检测设备的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1、将测头伸入光面爆破炮眼内；
S2、基于S1，根据炮眼实际尺寸调整过线杆的长短，将限位柄限制在炮眼外；
S3、基于S2，测头获取光面爆破炮眼的各项实际参数，包括炮眼深度、炮眼角度和装药量，并将获取的炮眼实际参数传输至前端模块；
S4、基于S3，前端模块接收到测头传输的炮眼实际参数，内部集成的坐标模块对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼的空间坐标位置并将数据传输至后端模块；测距模块用于对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼内部的实际深度并将数据传输至后端模块；
S5、基于S4，后端模块集成的无线接收器接受到测头和前端模块传输的炮眼实际参数并将数据传输至角度模块、处理器和显示器；
S6、基于S5，角度模块根据接受到的炮眼实际参数，分析和记录炮眼实际角度并将数据传输至处理器和显示器；
S7、基于S6，处理器记录光面爆破炮眼实际参数并上传至电脑终端；显示器接收无线接收器和角度模块提供的炮眼实际参数并实时显示，供施工人员进行观测记录。
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| CN113700469A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-11-26 | 玉溪矿业有限公司 | 一种地下矿山巷道掘进炮孔测偏装置及其使用方法 |
| CN113700469B (zh) * | 2021-09-03 | 2023-09-01 | 玉溪矿业有限公司 | 一种地下矿山巷道掘进炮孔测偏装置及其使用方法 |
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