CN113338897B - 一种采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法,涉及勘测施工技术领域。该采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法,包括一种采空区勘测钻检一体化设备,所述采空区勘测钻检一体化设备包括数控机房和蓄水池,所述数控机房通过数据传送线连接有钻机和水泵。该采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法,通过设计一种采空区勘测钻检一体化设备在钻孔机钻杆钻进过程中,根据不同地质条件设置钻进速率控制,将钻进速率传输到数控检测中心,实际钻孔速率与标准钻孔速率对照,在钻孔水循环泵增加流量计,与数控检测中心连接,从而达到整个施工过程仅需将数据传送到数控中心即可实现实时产生地质报告的目的。

Description

一种采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法
技术领域
本发明涉及勘测施工技术领域,具体为一种采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法。
背景技术
为响应国家“碳达峰”、“碳中和”的节能减排目标,国家关停了部分的煤炭开采矿区。关停的煤炭开采矿区的采空区对地面建筑造成了很大的影响。采空区事故隐患治理不及时,往往造成大量的人员伤亡和财产损失。
采空区对高速公路的影响主要体现在:
⑴、造成拟建公路路基下沉。
⑵、水平方向上的移动。
⑶、冒落带的不连续与无规律沉降,使得路面的原坡度出现无规律变化。
⑷、地表不均匀下沉使线路坡度改变时,必将导致线路在竖直方向上产生弯曲。
⑸、线路的平移,将改变线路的原有方向,在行车荷载作用下,极易发生事故。
对于高速公路地下采空区的治理,在国内是近几年随着高速公路事业的发展才遇到的一个新课题。部分高速采空区分布极不规则,深度不一,宽度不一,形状不一,地质条件不一,形成的年代不一。由于大多数采空区通常情况下无法进入实地勘察,虽然采取了钻探和物探等技术,但因上述原因,使设计者在设计时很难达到与实际情况相符的设计,因而这就需要在施工现场取得详细,完整的第一手资料。进行综合研究才能采取正确治理方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法,通过对目前的高速公路采空区复杂地质处理过程进行分析,洞悉其施工环节的可以利用自动控制技术取代人工检测的环节,寻找施工过程中可以进行优化设计的部分,并提出一套完整的自动检测及自动化流水线施工技术。设计一种采空区钻孔自动控制数据采集系统,实现采空区物探钻孔的数据采集自动化。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法,包括一种采空区勘测钻检一体化设备,所述采空区勘测钻检一体化设备包括数控机房和蓄水池,所述数控机房通过数据传送线连接有钻机和水泵,所述钻机上设置有钻杆、钻进数据采集仪和钻杆固定架,所述水泵上设置有进水管、流量计和抽水管,所述抽水管远离水泵的一端与蓄水池连通,所述钻杆固定架上通过钻机记录盘支架设置有钻机记录盘和转速记录仪,所述钻机记录盘和转速记录仪的输入端通过差速齿轮与钻杆传动连接,具体安装操作如下:
S11、在钻杆固定架上安装钻进数据采集仪,其中钻进数据采集仪安装的具体步骤如下:
S111、将差速齿轮安装在转速记录仪的内侧;
S112、将差速齿轮的齿轮与转速记录仪中的齿轮咬合;
S113、将转速记录仪安装在钻进记录盘内;
S114、将钻进记录盘安装在钻机记录盘支架上;
S12、将钻杆穿过钻进数据采集仪中心的圆孔与差速齿轮密贴;
S13、将钻杆的端部固定在钻机的升降装置上,下部穿过钻杆固定架;
S14、将钻杆的进水口上连接进水管;
S15、将进水管的另一端和水泵的出水口连接;
S16、在水泵的进水口安装抽水管;
S17、将抽水管的上方安装流量计,同时将流量计固定在水泵上;
S18、将抽水管的另一端插入蓄水池中;
S19、通过数据传送线将钻进数据采集仪、流量计与数控机房电性连接;
使用时的具体操作如下:
S21、启动钻机;
S22、钻机带动钻杆旋转钻进;
S23、钻杆旋转钻进过程中带动钻进数据采集仪中的差速齿轮旋转采集钻进数据;
S24、钻进数据采集仪采集的钻进数据通过数据传送线将数据发送到数控机房生成钻进数据报告;
S25、启动水泵;
S26、水流通过抽水管将水从蓄水池抽入水泵中;
S27、水流通过流量计进入进水管输送到钻机上钻杆的输水孔内;
S28、流量计通过水流的变化将输水数据通过数据传送线将数据发送到数控机房生成水流监测数据报告。
(三)有益效果
本发明提供了一种采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法。具备以下有益效果:该采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法,通过设计一种采空区勘测钻检一体化设备在钻孔机钻杆钻进过程中,根据不同地质条件设置钻进速率控制。将钻进速率传输到数控检测中心。实际钻孔速率与标准钻孔速率对照。如速率正常则无采空区,当突然速率加快,如掉钻则测定此处底层有空洞,说明有断层。在钻孔水循环泵增加流量计,与数控检测中心连接,当水循环正常时,说明地质层连续,当突然水量急剧流失,说明有空洞,当水流流失速度过大,返回的水量减少,说明地下有裂隙。从而达到整个施工过程仅需将数据传送到数控中心即可实现实时产生地质报告的目的。
附图说明
图1为本发明采空区勘测钻检一体化设备组装图;
图2为本发明钻机数据采集仪组装图。
图中:1、数控机房;2、数据传送线;3、钻机;4、钻杆;5、钻进数据采集仪;6、水泵;7、进水管;8、流量计;9、抽水管;10、蓄水池;11、差速齿轮;12、转速记录仪;13、钻机记录盘;14、钻机记录盘支架;15、钻杆固定架。
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。
请参阅图1-2,本发明提供一种技术方案:一种采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法,包括一种采空区勘测钻检一体化设备,采空区勘测钻检一体化设备包括数控机房1和蓄水池10,数控机房1通过数据传送线2连接有钻机3和水泵6,钻机3上设置有钻杆4、钻进数据采集仪5和钻杆固定架15,水泵6上设置有进水管7、流量计8和抽水管9,抽水管9远离水泵6的一端与蓄水池10连通,钻杆固定架15上通过钻机记录盘支架14设置有钻机记录盘13和转速记录仪12,钻机记录盘13和转速记录仪12的输入端通过差速齿轮11与钻杆4传动连接,具体安装操作如下:
S11、在钻杆固定架15上安装钻进数据采集仪5,其中钻进数据采集仪5安装的具体步骤如下:
S111、将差速齿轮11安装在转速记录仪12的内侧;
S112、将差速齿轮11的齿轮与转速记录仪12中的齿轮咬合;
S113、将转速记录仪12安装在钻进记录盘13内;
S114、将钻进记录盘13安装在钻机记录盘支架14上;
S12、将钻杆4穿过钻进数据采集仪5中心的圆孔与差速齿轮11密贴;
S13、将钻杆4的端部固定在钻机3的升降装置上,下部穿过钻杆固定架15;
S14、将钻杆4的进水口上连接进水管7;
S15、将进水管7的另一端和水泵6的出水口连接;
S16、在水泵6的进水口安装抽水管9;
S17、将抽水管9的上方安装流量计8,同时将流量计8固定在水泵6上;
S18、将抽水管9的另一端插入蓄水池10中;
S19、通过数据传送线2将钻进数据采集仪5、流量计8与数控机房1电性连接;
使用时的具体操作如下:
S21、启动钻机3;
S22、钻机3带动钻杆4旋转钻进;
S23、钻杆4旋转钻进过程中带动钻进数据采集仪5中的差速齿轮11旋转采集钻进数据;
S24、钻进数据采集仪5采集的钻进数据通过数据传送线2将数据发送到数控机房1生成钻进数据报告;
S25、启动水泵6;
S26、水流通过抽水管9将水从蓄水池10抽入水泵6中;
S27、水流通过流量计8进入进水管7输送到钻机3上钻杆4的输水孔内;
S28、流量计8通过水流的变化将输水数据通过数据传送线2将数据发送到数控机房1生成水流监测数据报告。
通过设计一种采空区勘测钻检一体化设备在钻孔机钻杆钻进过程中,根据不同地质条件设置钻进速率控制。将钻进速率传输到数控检测中心。实际钻孔速率与标准钻孔速率对照。如速率正常则无采空区,当突然速率加快,如掉钻则测定此处底层有空洞,说明有断层。在钻孔水循环泵增加流量计,与数控检测中心连接,当水循环正常时,说明地质层连续,当突然水量急剧流失,说明有空洞,当水流流失速度过大,返回的水量减少,说明地下有裂隙。从而达到整个施工过程仅需将数据传送到数控中心即可实现实时产生地质报告的目的。
本发明的目的是这样实现的:通过对采矿空区钻孔勘探的操作过程的研究我们发现对复杂地质条件下采空区范围物探的研究,通常使用超声波雷达、溶洞检测仪等结合地质超前钻孔确认采空区范围,超声波雷达、溶洞检测仪等检测范围通常在10m以内,更大范围的采空区空洞及裂隙检测通常只能通过超前钻孔的方式。判定标准主要是转孔取芯的芯样和钻孔过程中水的流失情况。本发明通过改进钻孔设备,安装实时监控设备,在钻孔的过程中通过监测钻孔速率和水位变化,实时监测,将钻机的数据通过数据收集仪上传至数控中心,形成钻进地质报告,结合采集的芯样编制采空区地质报告。
综上所述,该采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法,通过设计一种采空区勘测钻检一体化设备在钻孔机钻杆钻进过程中,根据不同地质条件设置钻进速率控制。将钻进速率传输到数控检测中心。实际钻孔速率与标准钻孔速率对照。如速率正常则无采空区,当突然速率加快,如掉钻则测定此处底层有空洞,说明有断层。在钻孔水循环泵增加流量计,与数控检测中心连接,当水循环正常时,说明地质层连续,当突然水量急剧流失,说明有空洞,当水流流失速度过大,返回的水量减少,说明地下有裂隙。从而达到整个施工过程仅需将数据传送到数控中心即可实现实时产生地质报告的目的。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种采空区勘测钻检一体化设备安装及使用方法,其特征在于:包括一种采空区勘测钻检一体化设备,所述采空区勘测钻检一体化设备包括数控机房(1)和蓄水池(10),所述数控机房(1)通过数据传送线(2)连接有钻机(3)和水泵(6),所述钻机(3)上设置有钻杆(4)、钻进数据采集仪(5)和钻杆固定架(15),所述水泵(6)上设置有进水管(7)、流量计(8)和抽水管(9),所述抽水管(9)远离水泵(6)的一端与蓄水池(10)连通,所述钻杆固定架(15)上通过钻机记录盘支架(14)设置有钻机记录盘(13)和转速记录仪(12),所述钻机记录盘(13)和转速记录仪(12)的输入端通过差速齿轮(11)与钻杆(4)传动连接,具体安装操作如下:
S11、在钻杆固定架(15)上安装钻进数据采集仪(5),其中钻进数据采集仪(5)安装的具体步骤如下:
S111、将差速齿轮(11)安装在转速记录仪(12)的内侧;
S112、将差速齿轮(11)的齿轮与转速记录仪(12)中的齿轮咬合;
S113、将转速记录仪(12)安装在钻进记录盘(13)内;
S114、将钻进记录盘(13)安装在钻机记录盘支架(14)上;
S12、将钻杆(4)穿过钻进数据采集仪(5)中心的圆孔与差速齿轮(11)密贴;
S13、将钻杆(4)的端部固定在钻机(3)的升降装置上,下部穿过钻杆固定架(15);
S14、将钻杆(4)的进水口上连接进水管(7);
S15、将进水管(7)的另一端和水泵(6)的出水口连接;
S16、在水泵(6)的进水口安装抽水管(9);
S17、将抽水管(9)的上方安装流量计(8),同时将流量计(8)固定在水泵(6)上;
S18、将抽水管(9)的另一端插入蓄水池(10)中;
S19、通过数据传送线(2)将钻进数据采集仪(5)、流量计(8)与数控机房(1)电性连接;
使用时的具体操作如下:
S21、启动钻机(3);
S22、钻机(3)带动钻杆(4)旋转钻进;
S23、钻杆(4)旋转钻进过程中带动钻进数据采集仪(5)中的差速齿轮(11)旋转采集钻进数据;
S24、钻进数据采集仪(5)采集的钻进数据通过数据传送线(2)将数据发送到数控机房(1)生成钻进数据报告;
S25、启动水泵(6);
S26、水流通过抽水管(9)将水从蓄水池(10)抽入水泵(6)中;
S27、水流通过流量计(8)进入进水管(7)输送到钻机(3)上钻杆(4)的输水孔内;
S28、流量计(8)通过水流的变化将输水数据通过数据传送线(2)将数据发送到数控机房(1)生成水流监测数据报告。
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