CN111162369A - 一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置 - Google Patents

一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置。该装置包括：基座、液压驱动系统、伸缩臂、天线保护箱、天线保护箱托板。该装置的主要功能为：一是利用液压驱动系统来实时调整支架装置的高度及姿态，确保地质雷达天线与探测煤层表面处于安全高度范围内，实现雷达数据有效采集；二是实现地质雷达天线装置的安全防护。

Description

一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置
技术领域
本发明涉及地质雷达领域，特别涉及一种煤矿开采工作面煤岩层位识别的地质雷达天线姿态及位置控制装置，实现雷达数据的有效采集以及地质雷达天线装置的安全防护。
背景技术
地质雷达法是解决煤岩智能探测及识别问题的一个有效方法，它通过天线连续移动的方式向巷道顶板发射高频电磁波，电磁波信号在传播时遇到存在电性差异(如介电常数差异) 的介质界面时，发生反射、透射和折射。界面两侧介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大，反射的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过雷达主机精确记录反射回的电磁波的双程走时、振幅与相位等运动特征，获得煤岩介质的断面扫描雷达图像，通过对雷达图像进行处理和图像解译，达到识别煤岩层位的目的。
在实际探测作业中，受地质条件和环境因素的影响，煤层和岩层的赋存条件特别复杂，接触式地质雷达探测难以实现。空气耦合式地质雷达天线可以在距离目标体一定距离的情况下实现煤岩层位的探测识别，实现非接触式探测，有效适应煤矿复杂工作条件。利用空气耦合式地质雷达天线可以满足环境要求，但在探测中，采煤机的振动与煤层的起伏变化，地质雷达天线与煤层表面的距离不断发生改变，距离过大，会影响雷达数据有效采集，数据信噪比降低，距离过小，天线与被探测面碰撞，危及地质雷达天线装置安全。
因此，如何实现矿井复杂条件下，非接触式煤岩层位探测，实现实时调整地质雷达天线位置及姿态，保障雷达数据的有效采集、地质雷达天线装置处于安全高度范围内，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，该装置的主要作用有：一是在煤层起伏变化及采煤机振动的环境下，利用液压驱动系统来实时调整支架装置的高度及姿态，确保地质雷达天线与探测煤层表面处于安全高度范围内，实现雷达数据有效采集；二是在煤矿开采工作面复杂条件下，有效保护探地雷达天线装置的安全，在做到防水、防尘、防止外部落石或煤冲击损坏的同时不影响电磁波传播。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供了一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，该装置包括：基座、液压驱动系统、伸缩臂、天线保护箱、天线保护箱托板。
优选地，所述基座，该基座是一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置与采煤机之间固定的组件，利用螺栓连接的方式将基座与采煤机固定，保证支架装置与采煤机同步移动，以实现动态连续的煤岩探测识别；螺栓连接方式可便于天线支架的拆卸。
优选地，所述液压驱动系统包括，3个液压缸：液压缸a、液压缸b、液压缸c。
优选地，所述伸缩臂包括，移动体与固定体。
优选地，所述液压缸a，一端与基座利用螺栓连接，另一端与固定体利用螺栓连接，通过控制液压缸a可实现支架装置角度变化，以调节地质雷达天线与待采工作面煤壁之间的位置。
优选地，所述液压缸b，一端与移动体利用螺栓连接，另一端与固定体利用螺栓连接，通过调整液压缸b改变移动体的位置，可实现支架装置高度变化。
优选地，所述液压缸c，一端与天线保护箱托板利用螺栓连接，另一端与移动体利用螺栓连接，通过调整液压缸c，可实时调整天线保护箱托板的姿态。
优选地，所述固定体，与基座、液压缸b利用螺栓连接，通过调整液压缸b改变移动体的位置，可实现支架装置高度调节。
优选地，所述移动体，与液压缸b利用螺栓连接，通过调整液压缸b改变移动体的位置，可实现支架装置高度调节；与天线保护箱托板、液压缸c相连形成三角稳定结构支撑起天线保护箱托板。
优选地，所述天线保护箱，为一封闭长方体形，箱体为尼龙(聚酰胺)材料，与天线保护箱托板利用螺栓连接，在做到防水、防尘、防止外部落石或煤冲击损坏的同时不影响电磁波传播。
优选地，所述天线保护箱托板，为固定天线保护箱的平台，与移动体、液压缸c利用螺栓连接，可以实时调整托板的姿态以保持水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置主体结构示意图；
其中，1为基座、2为液压缸a、3为液压缸b、4为液压缸c、5为固定体、6为移动体、、7为天线保护箱、8为天线保护箱托板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，该装置的主要作用有两个：一是在煤层起伏变化及采煤机振动的环境下，利用三个液压缸来实时调整支架装置的高度及姿态，确保地质雷达天线与探测煤层表面处于安全高度范围内，实现雷达数据有效采集；二是在煤矿开采工作面复杂条件下，有效保护探地雷达天线装置的安全，在做到防水、防尘、防止外部落石或煤冲击损坏的同时不影响电磁波传播。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1，图1为本发明一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置主体结构示意图。
本发明提供一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，该一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置主要包括：基座(1)、液压驱动系统(2-4)、伸缩臂(5-6)、天线保护箱(7)、天线保护箱托板(8)。
作业时，该一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置通过基座(1)利用螺栓连接固定于采煤机顶部，保证支架装置与采煤机同步移动，以实现动态连续的煤岩探测识别。
液压驱动系统(2-4)中，液压缸a(2)一端与基座(1)通过螺栓连接，另一端与固定体(6)利用螺栓连接；液压缸b(3)，一端与移动体(5)利用螺栓连接，另一端与固定体(6)利用螺栓连接，通过控制液压缸a(2)和液压缸b(3)可实现支架装置高度变化，同时调节地质雷达天线与待采工作面煤壁之间的位置；液压缸c(4)，一端与天线保护箱托板 (8)利用螺栓连接，另一端与移动体(6)利用螺栓连接，通过调整液压缸c(4)，可以实时调整天线保护箱托板(8)姿态。
伸缩臂(5-6)中，移动体(6)与液压缸b(3)利用螺栓连接，通过调整液压缸b(3) 改变移动体(6)的位置，可实现支架装置高度调节；与天线保护箱托板(8)、液压缸c(4) 相连形成三角稳定结构支撑起天线保护箱托板(8)；固定体(5)与基座(1)、液压缸b(3) 利用螺栓连接，通过调整液压缸b(3)改变移动体(6)的位置，可实现支架装置高度调节。
天线保护箱(7)与天线保护箱托板(8)利用螺栓连接，在做到防水、防尘、防止外部落石或煤冲击损坏，同时保证电磁波传播不受影响。
天线保护箱托板(8)与移动体(6)、液压缸c(4)利用螺栓连接，实时调整托板的姿态以保持水平。
本发明中的一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，使用时将该装置通过基座 (1)利用螺栓连接固定于采煤机顶部，将地质雷达天线置于天线保护箱内，根据采煤机的振动与煤层的起伏变化等工作环境，实时调节驱动系统，改变天线保护箱姿态及高度，使得地质雷达天线处于安全高度范围内，实现雷达数据的有效采集，同时随着采煤机移动以实现动态连续的煤岩探测识别。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，其特征在于：该装置包括：基座(1)、液压驱动系统(2,3,4)、伸缩臂(5,6)、天线保护箱(7)、天线保护箱托板(8)，地质雷达天线安装于天线保护箱中。
2.根据权利要求1所述的一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，其特征在于：所述装置的主要功能为：一是利用液压驱动系统(2、3、4)来实时调整支架装置的高度及姿态，确保地质雷达天线与探测煤层表面处于安全高度范围内，实现雷达数据有效采集；二是实现地质雷达天线装置的安全防护。
3.根据权利要求1所述的一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，其特征在于：所述的基座(1)，该基座(1)是天线支架装置与采煤机之间固定的组件，利用螺栓连接将基座(1)与采煤机固定，保证支架装置与采煤机同步移动，以实现动态连续的煤岩探测识别；螺栓连接方式可便于天线支架的拆卸。
4.根据权利要求1所述的一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，其特征在于：所述的液压驱动系统(2、3、4)，包括3个液压缸：液压缸a(2)、液压缸b(3)、液压缸c(4)，通过调节三个液压缸的伸缩来实时调整支架装置的高度及姿态。
5.根据权利要求1所述的一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，其特征在于：所述的伸缩臂(5、6)，包括：移动体(5)、固定体(6)。
6.根据权利要求4所述的液压驱动系统(2、3、4)，其特征在于：所述的液压缸a(2)一端与基座(1)通过螺栓连接，另一端与固定体(6)利用螺栓连接；所述的液压缸b(3)，一端与移动体(5)利用螺栓连接，另一端与固定体(6)利用螺栓连接，通过控制液压缸a(2)和液压缸b(3)可实现支架装置高度变化，同时调节地质雷达天线与待采工作面煤壁之间的位置。
7.根据权利要求4所述的液压驱动系统(2、3、4)，其特征在于：所述的液压缸c(4)，一端与天线保护箱托板(8)利用螺栓连接，另一端与移动体(5)利用螺栓连接，通过调整液压缸c(4)，可实时调整天线保护箱托板(8)的姿态。
8.根据权利要求5所述的伸缩臂(5、6)，其特征在于：所述的固定体(6)，与基座(1)、液压缸b(3)利用螺栓连接，通过调整液压缸b(3)改变移动体(5)的位置，可实现支架装置高度调节。
9.根据权利要求5所述的伸缩臂(5、6)，其特征在于：所述的移动体(5)，与液压缸b(3)利用螺栓连接，通过调整液压缸b(3)改变移动体(5)的位置，可实现支架装置高度调节；与天线保护箱托板(8)、液压缸c(4)相连形成三角稳定结构支撑起天线保护箱托板(8)。
10.根据权利要求1所述的一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，其特征在于：所述的天线保护箱(7)，为一封闭长方体形，箱体为尼龙(聚酰胺)材料，与天线保护箱托板(8)利用螺栓连接，在做到防水、防尘、防止外部落石或煤冲击损坏的同时不影响电磁波传播。
11.根据权利要求1所述的一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置，其特征在于：所述的天线保护箱托板(8)，为固定天线保护箱(7)的平台，与移动体(5)、液压缸c(4)利用螺栓连接，可以实时调整托板的姿态，并使得地质雷达天线的顶面与被探测面保持平行。
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