CN110644973A

CN110644973A - 一种钻孔角度测定仪及其测定方法

Info

Publication number: CN110644973A
Application number: CN201911034670.4A
Authority: CN
Inventors: 朱荣誉; 王文军; 张小康; 马云鹏; 杜家友
Original assignee: HUOZHOU COAL ELECTRICITY GROUP CO Ltd
Current assignee: HUOZHOU COAL ELECTRICITY GROUP CO Ltd
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2020-01-03

Abstract

本发明具体为一种钻孔角度测定仪及其测定方法，解决了现有矿井打孔时存在角度定位精度差、劳动强度大且影响矿井安全生产的问题。圆盘状底座下端中心处嵌有数显角度仪，圆盘状底座上端面嵌有万向水平仪，且圆盘状底座上开有环状槽，且圆盘状底座上端设置有透明角度盘，透明角度盘的外边缘设置有环形盘壁，透明角度盘上端面嵌有圆柱水平仪和显示屏，透明角度盘的中心处设置有十字激光器，十字激光器上设置有调节旋钮；圆盘状底座的柱面右端设置有连接杆，连接杆的上端设置有指针，圆盘状底座的柱面开有孔槽和孔槽I，孔槽或任一孔槽I内插接有短轴，短轴外侧设置有连接轴。本发明能够准确快速的测定钻机上钻杆任何位置下的角度参数。

Description

一种钻孔角度测定仪及其测定方法

技术领域

本发明涉及煤矿井下钻孔角度测定技术领域，具体为一种钻孔角度测定仪及其测定方法。

背景技术

煤矿开采过程中，需要在巷道中施工各种钻孔（如超前钻孔、探放水钻孔、瓦斯抽采钻孔）来降低煤矿开采期间的安全风险，这类钻孔是探查隐蔽致灾因素和降低灾害的最直接有效的方法，其钻孔的精确施工直接关系到煤矿的安全生产，特别是瓦斯抽采孔和超前探查钻孔的施工，对矿井的灾害治理起着至关重要的作用。

目前，多数矿井在实际打钻过程中往往采用拉线法和坡度规对钻机施工角度进行测量定位，采用这种方法为钻孔角度定位时精度较低，尤其是在测定水平偏角时，钻机水平角的调整和拉线过程复杂，劳动强度也大，并且受人为因素和外部环境因素影响也很大，存在很大的测量误差，甚至错误，最终造成实际施工的钻孔角度参数与设计相差很大，直接影响钻孔的功能作用，影响矿井安全生产。

发明内容

本发明为了解决现有矿井打孔时存在角度定位精度差、劳动强度大且影响矿井安全生产的问题，提供了一种钻孔角度测定仪及其测定方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种钻孔角度测定仪，包括圆盘状底座和与钻机固定的连接轴，圆盘状底座下端中心处嵌有数显角度仪，圆盘状底座上端面嵌有万向水平仪，且圆盘状底座上开有与其同心的环状槽，且圆盘状底座上端设置有透明角度盘，透明角度盘的外边缘设置有向下延伸且与环状槽配合的环形盘壁，透明角度盘上端面嵌有圆柱水平仪和位于透明角度盘左侧且与数显角度仪连接的显示屏，透明角度盘的中心处设置有十字激光器，十字激光器上设置有调节旋钮；圆盘状底座的柱面右端设置有向上延伸且与其连接的连接杆，连接杆的上端设置有与透明角度盘0°刻线对齐的指针，圆盘状底座的柱面右端开有径向设置的孔槽，圆盘状底座的柱面前后两端均开有径向设置的孔槽I，连接轴的一端设置有与其同轴的短轴和与连接轴垂直且前后分布的短轴I，孔槽或任一孔槽I内插接有短轴或短轴I。

该结构设计中，短轴与连接轴配合所起的作用是连接并固定钻机与圆盘状底座的相对位置关系，便于角度的测量与调整；测量角度时，显示屏的示数与透明角度盘的指针示数保持一致，便于观察；万向水平仪用于调整圆盘状底座的水平，克服了现有矿井打孔时存在角度定位精度差、劳动强度大且影响矿井安全生产的问题。

孔槽和孔槽I的外柱面均为与其轴线垂直的平面。

平面配合孔槽及孔槽I的设置，所起的作用是作为角度测量的辅助基准面。

圆盘状底座和透明角度盘的中心贯穿有中心轴。

一种钻孔角度测定仪的测定方法， a、沿巷道方向施工钻孔时，先对钻机的水平偏角进行测定；b、将钻机的平台调水平并固定；c、将短轴I插入任一孔槽I中后，调整圆盘状底座至万向水平仪的气泡居中；d、然后启动数显角度仪，旋转透明角度盘至指针指向设计的水平偏角角度，并通过显示屏显示；e、打开十字激光器并通过旋转调节旋钮使激光水平线与钻孔方向同侧；f、调节钻机的水平方向角度，配合调整调节旋钮，直至十字激光器发射的激光水平线与巷道中线重合，完成钻机水平偏角的测定；g、然后对钻机的倾角进行测定；h、将短轴从孔槽I拔出后插入孔槽中，并旋转圆盘状底座至竖直；i、旋转透明角度盘至指针指向设计的倾角角度，并通过显示屏显示；j、调节钻机的竖直方向角度至圆柱水平仪的气泡居中，完成钻机倾角的测定；k、沿巷道垂直方向施工钻孔时，先对钻机的水平偏角进行测定；l、将短轴从孔槽拔出后，并将短轴I插入孔槽中后，调整圆盘状底座至万向水平仪的气泡居中，重复步骤d、e、f完成钻机水平偏角的测定；m、然后对钻机的倾角进行测定；n、将短轴I从孔槽拔出后，并将短轴插入孔槽中后，旋转圆盘状底座至竖直，重复步骤i、j完成钻机倾角的测定。

本发明所述的测量仪及其测定方法能够准确快速的测定钻机上钻杆任何位置下的角度参数，测量精度大幅提升，保障了矿井的安全生产，而且在调整钻机钻杆角度参数时操作简单方便，大大提高了钻孔的施工效率，同时也可对已施下设套管钻孔及安装后的锚索锚杆孔的角度参数进行快速测量，具有结构简单、携带方便且抗地磁干扰的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视示意图。

图中：1-圆盘状底座，2-数显角度仪，3-万向水平仪，4-环状槽，5-透明角度盘，6-环形盘壁，7-圆柱水平仪，8-显示屏，9-十字激光器，10-调节旋钮，11-连接杆，12-指针，13-孔槽，14-孔槽I，15-短轴，16-连接轴，17-中心轴，18-支板，19-转轴，20-短轴I。

具体实施方式

一种钻孔角度测定仪，包括圆盘状底座1和与钻机固定的连接轴16，圆盘状底座1下端中心处嵌有数显角度仪2，圆盘状底座1上端面嵌有万向水平仪3，且圆盘状底座1上开有与其同心的环状槽4，且圆盘状底座1上端设置有透明角度盘5，透明角度盘5的外边缘设置有向下延伸且与环状槽4配合的环形盘壁6，透明角度盘5上端面嵌有圆柱水平仪7和位于透明角度盘5左侧且与数显角度仪2连接的显示屏8，透明角度盘5的中心处设置有十字激光器9，十字激光器9上设置有调节旋钮10；

圆盘状底座1的柱面右端设置有向上延伸且与其连接的连接杆11，连接杆11的上端设置有与透明角度盘5 0°刻线对齐的指针12，圆盘状底座1的柱面右端开有径向设置的孔槽13，圆盘状底座1的柱面前后两端均开有径向设置的孔槽I14，连接轴16的一端设置有与其同轴的短轴15和与连接轴16垂直且前后分布的短轴I20，孔槽13或任一孔槽I14内插接有短轴15或短轴I20。

孔槽13和孔槽I14的外柱面均为与其轴线垂直的平面。

圆盘状底座1和透明角度盘5的中心贯穿有中心轴17。

一种钻孔角度测定仪的测定方法，采用如下步骤：a、沿巷道方向施工钻孔时，先对钻机的水平偏角进行测定；b、将钻机的平台调水平并固定；c、将短轴I20插入任一孔槽I14中后，调整圆盘状底座1至万向水平仪3的气泡居中；d、然后启动数显角度仪2，旋转透明角度盘5至指针12指向设计的水平偏角角度，并通过显示屏8显示；e、打开十字激光器9并通过旋转调节旋钮10使激光水平线与钻孔方向同侧；f、调节钻机的水平方向角度，配合调整调节旋钮10，直至十字激光器9发射的激光水平线与巷道中线重合，完成钻机水平偏角的测定；g、然后对钻机的倾角进行测定；h、将短轴15从孔槽I14拔出后插入孔槽13中，并旋转圆盘状底座1至竖直；i、旋转透明角度盘5至指针12指向设计的倾角角度，并通过显示屏8显示；j、调节钻机的竖直方向角度至圆柱水平仪7的气泡居中，完成钻机倾角的测定；k、沿巷道垂直方向施工钻孔时，先对钻机的水平偏角进行测定；l、将短轴15从孔槽13拔出后，并将短轴I20插入孔槽13中后，调整圆盘状底座1至万向水平仪3的气泡居中，重复步骤d、e、f完成钻机水平偏角的测定；m、然后对钻机的倾角进行测定；n、将短轴I20从孔槽13拔出后，并将短轴15插入孔槽13中后，旋转圆盘状底座1至竖直，重复步骤i、j完成钻机倾角的测定。

具体实施过程中，十字激光器9的左右两侧均设置有前后放置的支板18，且支板18上穿有与十字激光器9连接且与调节旋钮10中心连接的转轴19；圆柱水平仪7的中轴线与透明角度盘5的0°刻线所在直径线平行；连接轴16的形状根据现场实际需要进行改变，以便于与钻机连接固定。

锚索孔、已施设有套管钻孔进行水平偏角测量时，将圆盘状底座1柱面的任一平面沿锚索（钻孔套管）方向并紧贴锚索（钻孔套管）壁，再沿垂直锚索（钻孔套管）方向紧贴锚索（钻孔套管）旋转，使万向水平仪3的气泡居中，然后再旋转透明角度盘5，同时旋转调节旋钮10使十字激光器9发射的激光水平线指向巷道中线，若指针12方向与锚索（钻孔套管）方向平行，则指针12所指的角度数即为锚索（钻孔）的水平偏角角度数，若指针12方向与锚索（钻孔套管）方向垂直，则指针4所指角度数的余角即为锚索（钻孔）的水平偏角角度数；倾角测量时，将圆盘状底座1柱面的任一平面沿锚索（钻孔套管）方向并紧贴锚索（钻孔套管）壁，并将圆盘状底座1旋转至竖直，再旋转透明角度盘5使圆柱水平仪7的气泡居中，若指针12方向与锚索（钻孔套管）方向垂直，则指针12所指的角度数即为锚索（钻孔）的倾角角度数，若指针12方向与锚索（钻孔套管）方向平行，则指针12所指角度数的余角即为锚索（钻孔）的倾角角度数。

Claims

1.一种钻孔角度测定仪，其特征在于：包括圆盘状底座（1）和与钻机固定的连接轴（16），圆盘状底座（1）下端中心处嵌有数显角度仪（2），圆盘状底座（1）上端面嵌有万向水平仪（3），且圆盘状底座（1）上开有与其同心的环状槽（4），且圆盘状底座（1）上端设置有透明角度盘（5），透明角度盘（5）的外边缘设置有向下延伸且与环状槽（4）配合的环形盘壁（6），透明角度盘（5）上端面嵌有圆柱水平仪（7）和位于透明角度盘（5）左侧且与数显角度仪（2）连接的显示屏（8），透明角度盘（5）的中心处设置有十字激光器（9），十字激光器（9）上设置有调节旋钮（10）；

圆盘状底座（1）的柱面右端设置有向上延伸且与其连接的连接杆（11），连接杆（11）的上端设置有与透明角度盘（5）0°刻线对齐的指针（12），圆盘状底座（1）的柱面右端开有径向设置的孔槽（13），圆盘状底座（1）的柱面前后两端均开有径向设置的孔槽I（14），连接轴（16）的一端设置有与其同轴的短轴（15）和与连接轴（16）垂直且前后分布的短轴I（20），孔槽（13）或任一孔槽I（14）内插接有短轴（15）或短轴I（20）。

2.根据权利要求1所述的一种钻孔角度测定仪，其特征在于：孔槽（13）和孔槽I（14）的外柱面均为与其轴线垂直的平面。

3.根据权利要求1或2所述的一种钻孔角度测定仪，其特征在于：圆盘状底座（1）和透明角度盘（5）的中心贯穿有中心轴（17）。

4.根据权利要求3所述的一种钻孔角度测定仪的测定方法，其特征在于：采用如下步骤：a、沿巷道方向施工钻孔时，先对钻机的水平偏角进行测定；b、将钻机的平台调水平并固定；c、将短轴I（20）插入任一孔槽I（14）中后，调整圆盘状底座（1）至万向水平仪（3）的气泡居中；d、然后启动数显角度仪（2），旋转透明角度盘（5）至指针（12）指向设计的水平偏角角度，并通过显示屏（8）显示；e、打开十字激光器（9）并通过旋转调节旋钮（10）使激光水平线与钻孔方向同侧；f、调节钻机的水平方向角度，配合调整调节旋钮（10），直至十字激光器（9）发射的激光水平线与巷道中线重合，完成钻机水平偏角的测定；g、然后对钻机的倾角进行测定；h、将短轴（15）从孔槽I（14）拔出后插入孔槽（13）中，并旋转圆盘状底座（1）至竖直；i、旋转透明角度盘（5）至指针（12）指向设计的倾角角度，并通过显示屏（8）显示；j、调节钻机的竖直方向角度至圆柱水平仪（7）的气泡居中，完成钻机倾角的测定；k、沿巷道垂直方向施工钻孔时，先对钻机的水平偏角进行测定；l、将短轴（15）从孔槽（13）拔出后，并将短轴I（20）插入孔槽（13）中后，调整圆盘状底座（1）至万向水平仪（3）的气泡居中，重复步骤d、e、f完成钻机水平偏角的测定；m、然后对钻机的倾角进行测定；n、将短轴I（20）从孔槽（13）拔出后，并将短轴（15）插入孔槽（13）中后，旋转圆盘状底座（1）至竖直，重复步骤i、j完成钻机倾角的测定。