CN114396253A - 煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统及方法，所述系统包括：接近开关、位移传感器、压力传感器、数据采集分析仪和本安型电源。在利用所述系统进行定位与检测时，先输入补偿距离，其次开始打钻作业，顺序触发1次滑道尾端的第二接近开关与滑道首端的第一接近开关为1个作业循环，并在数据采集分析仪上实时显示钻孔的位置信息，其中，当动力部件在尾端第二接近开关与首端第一接近开关之间移动时，通过位置传感器确定钻机位置；重复打钻作业的过程直至钻孔施工至设计深度后，按下停止键，停止监测并记录钻孔的施工位置深度。本发明的技术方案，减小了操作误差、提高了测量的数据精确性，提高了分析结果的可靠性。

Description

煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统及方法

技术领域

本发明涉及辅助定位与信息监测技术领域，具体涉及煤矿井下的煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统及方法。

背景技术

目前，纯机械结构的钻探设备，在钻孔作业确定钻探深度或裂隙定位时，全凭操作人员人工记录和预估，存在人为因素，误差大且无法满足煤矿设备信息化发展需求。

现有技术装备在钻探作业确定钻探深度或裂隙定位时，全凭操作人员手工记忆，存在人为因素，误差偏大；人工记录，容易发生记录错误或不准确的问题，导致后面在封堵时，未达到预制裂隙位置，导致设备受压不均，损坏设备且存在安全隐患；人工记录数据，可修改、可操作性较大，无法确保数据的准确性，进而导致分析结果的可靠性降低。

发明内容

本申请提供的煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统及方法，以至少解决相关技术中操作误差大、数据精确性低、分析结果的可靠性低的问题。

本申请第一方面实施例提出煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统，所述系统包括：接近开关、位移传感器、压力传感器、数据采集分析仪和本安型电源；

所述接近开关与数据采集分析仪连接，用于当与钻机具连接的动力部件移动到所述接近开关的上端时向数据采集分析仪发送打钻长度信号；

所述位移传感器与数据采集分析仪连接，用于当与钻机具连接的动力部件在接近开关间移动时确定钻机具的位置，并向数据采集分析仪发送钻机具的位置信号；

所述压力传感器与数据采集分析仪连接，用于确定所述钻机具的工作状态，并向数据采集分析仪发送钻机具的工作状态信号；

所述数据采集分析仪分别与接近开关、位移传感器和压力传感器连接，用于接收接近开关、位移传感器和压力传感器发送的信号，基于所述信号确定钻孔的施工位置深度，并进行显示；

所述本安型电源与数据采集分析仪连接，用于向所述传感器及数据采集分析仪提供电能。

本申请第二方面实施例提出一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：记录当前时刻钻机具动力部件与滑道尾端的第二接近开关的距离，作为后期开始监测前的补偿距离；

步骤2：按下数据采集分析仪的启动按钮即第一指示灯，输入补偿距离；

步骤3：开始打钻作业，顺序触发1次滑道尾端的第二接近开关与滑道首端的第一接近开关为1个作业循环，1个作业循环内钻孔深度增加1个量度，并在数据采集分析仪上实时显示钻孔的位置信息，其中，当动力部件在滑道尾端的第二接近开关与滑道首端的第一接近开关之间移动时，通过位移传感器确定钻机位置；

步骤4：重复步骤3直至钻孔施工至设计深度后，按下停止键即第二指示灯，停止监测并记录钻孔的施工位置深度。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本发明提供了煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统及方法，所述系统包括：接近开关、位移传感器、压力传感器、数据采集分析仪和本安型电源；按下数据采集分析仪的启动按钮即第一指示灯，输入补偿距离；开始打钻作业，顺序触发1次滑道尾端的第二接近开关与滑道首端的第一接近开关为1个作业循环，1个作业循环内钻孔深度增加1个量度，并在数据采集分析仪上实时显示钻孔的位置信息，其中，当动力部件在滑道尾端的第二接近开关与滑道首端的第一接近开关之间移动时，通过位移传感器1确定钻机位置；重复打钻作业的过程直至钻孔施工至设计深度后，按下停止键即第二指示灯，停止监测并记录钻孔的施工位置深度。本发明的技术方案，减小了操作误差、提高了测量的数据精确性，提高了分析结果的可靠性。

本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请一个实施例提供的一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统结构图；

图2是根据本申请一个实施例提供的一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统应用于煤矿用深孔钻车的示意图；

图3是根据本申请一个实施例提供的一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统应用于架柱式钻机的示意图；

图4是根据本申请一个实施例提供的一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统中接近开关的结构示意图；

图5是根据本申请一个实施例提供的一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统中滑动式位移传感器的结构示意图；

图6是根据本申请一个实施例提供的一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统中激光式位移传感器的结构示意图；

图7是根据本申请一个实施例提供的一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统中增设了探孔摄像头和其他传感器的结构图；

图8是根据本申请一个实施例提供的一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统中本安型移动电源的结构示意图；

图9是根据本申请一个实施例提供的一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统的实物图；

图10是根据本申请一个实施例提供的一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测方法的流程图。

附图标记说明：

位移传感器-1；接近开关-2；压力传感器-3；数据采集分析仪-4；本安型电源-5；履带式钻车-6；动力部件-7；滑道-8；架柱式钻机-9；探孔摄像头-10；其他传感器11；第一接近开关-201；第二接近开关-202；风压传感器-301；液体压力传感器-302；显示屏-401；截屏区-400；刷卡器-410；第一指示灯-420；第二指示灯-430；设置区-440；切缝按钮-450；原裂隙按钮-460；塌孔按钮-470；其他按钮-480；PDA数据采集器接口-490；移动电源-501；电源线-502；长杆-1011；滑环-1012；滑动式位移传感器数据传输线-1013；信号接收器-1021；激光发射口-1022；激光式位移传感器数据传输线-1023；接近开关上端面-2001；接近传感器-2002；接近开关数据传输线-2003；基本参数区-4011；监测数据区-4012；实时影像区-4013；放大区-4014。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

本申请提出的煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统及方法，所述系统包括：接近开关2、位移传感器1、压力传感器3、数据采集分析仪4和本安型电源5；按下数据采集分析仪4的启动按钮即第一指示灯420，输入补偿距离；开始打钻作业，顺序触发1次滑道尾端的第二接近开关202与滑道首端的第一接近开关201为1个作业循环，1个作业循环内钻孔深度增加1个量度，并在数据采集分析仪4上实时显示钻孔的位置信息，其中，当动力部件在滑道尾端的第二接近开关202与滑道首端的第一接近开关201之间移动时，通过位移传感器1确定钻机位置；重复打钻作业的过程直至钻孔施工至设计深度后，按下停止键即第二指示灯430，停止监测并记录钻孔的施工位置深度。本发明的技术方案，减小了操作误差、提高了测量的数据精确性，提高了分析结果的可靠性。

实施例1

图1为本公开实施例提供的煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统结构示意图，如图1所示，所述系统包括：至少一个位移传感器1、至少两个接近开关2、至少一个压力传感器3、至少一个数据采集分析仪4和至少一个本安型电源5。

需要指出的是，图1示出的是一种仅两个位移传感器1、两个接近开关2、两个压力传感器3、一个数据采集分析仪4和一个本安型电源5系统结构图，图1仅作为示意，并不作为对本申请实施例的限制。

本公开实施例提供的煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统可应用于架柱式钻机、煤矿用深空钻车等含有轨道的探钻设备上；所述钻机具上设置有滑道8，所述动力部件7通过滑道8滑动设置在钻机具上，所述动力部件7能够在钻机具上沿滑道8的长度方向移动；

进一步的，图2为本实施例提供的一种深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统应用于煤矿用深孔履带式钻车6的示意图，图3为本实施例提供的一种深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统应用于架柱式钻机9的示意图，如图2和图3所示，深孔履带式钻车6和架柱式钻机9上均设置有滑道8，动力部件7底部固定设置有滑块，所述滑块与滑道8滑动配合，动力部件7通过滑块与滑道8的配合从而能够沿滑道8的长度方向进行移动；

需要说明的是，如图2和图3所示，动力部件7此时位于钻机具滑道8上的一端定义为滑道8的首端，此端的方向定义为“前”，滑道8远离动力部件7的一端定义为滑道8的尾端，此端的方向定义为“后”。

在本公开实施例中，所述位移传感器1、接近开关2、压力传感器3均与数据采集分析仪4通过数据传输线电性连接，所述位移传感器1用于当与钻机具连接的动力部件7在两个接近开关2之间移动时确定钻机具的位置，并向数据采集分析仪4发送钻机具的位置信号；所述接近开关2用于当与钻机具连接的动力部件7移动到所述接近开关2的上端时向数据采集分析仪4发送打钻长度信号；所述压力传感器3用于确定所述钻机具的工作状态，并向数据采集分析仪4发送钻机具的工作状态信号。

在本公开实施例中，所述位移传感器1、压力传感器3均为与钻机具类型匹配的传感器，所述数据采集分析仪4用于接收接近开关2、位移传感器1和压力传感器3发送的信号，基于所述信号确定钻孔的施工位置深度，并进行显示。

所述本安型电源5与数据采集分析仪4连接，用向所述传感器及数据采集分析仪4提供电能。

在本公开实施例中，所述接近开关2包括结构相同的第一接近开关201和第二接近开关202，两个接近开关2为一组，即第一接近开关201和第二接近开关202为一组，第一接近开关201和第二接近开关202分别安装安设在钻机具滑道8的首端和尾端；

图4为所述一个接近开关2的具体结构示意图，如图4所示，接近开关2包括接近开关上端面2001、接近传感器2002和接近开关数据传输线2003，所述接近开关2通过接近开关数据传输线2003与所述数据采集分析仪4相连；所述接近传感器2002用于实时检测接近开关上端面2001是否被遮挡，当接近开关上端面2001被遮挡时接近传感器2002被触发，接近传感器2002将触发信号通过接近开关数据传输线2003传输至数据采集分析仪4，即当动力部件7在首端第一接近开关201和尾端第二接近开关202为一组之间移动，当动力部件7移动到其中一个接近开关2的上方时遮挡接近开关上端面2001，所述接近传感器2002因为接近开关上端面2001被遮挡而触发，并将打钻长度信号通过接近开关数据传输线2003传输至数据采集分析仪4。

在本公开实施例中，为了匹配不同的钻机具结构，采用了两种位移传感器并以此确定钻机位置，即本实施例中位移传感器1包括滑动式位移传感器和激光式位移传感器，在本公开的实施例当中，不对位移传感器设置的类型结构以及数量进行限制；

进一步的，图5为滑动式位移传感器的结构示意图，如图5所示，所述滑动式位移传感器包括长杆1011、滑环1012和滑动式位移传感器数据传输线1013，所述滑动式位移传感器数据传输线1013远离滑动式位移传感器的一端与所述采集分析仪4相连，用于将滑动式位移传感器的信号传输至数据采集分析仪4，所述长杆1011按沿滑道8长度方向安装在滑道8下方且平行滑道8与长杆1011为平行设置，所述长杆1011的安装在滑道8下方并不会影响动力部件7沿滑道8长度方向移动；所述滑环1012套设在所述长杆1011上并且能够沿着长杆1011长度方向进行滑动，所述滑环1012还通过有限的方式与钻机具的动力部件7固定连接，因此动力部件7在钻机具的滑道8上移动的过程中，所述滑环1012能够随着动力部件7沿着长杆1011长度方向进行滑动，所述滑环1012在滑动的过程中触发滑动式位移传感器并将钻机具的位置信号通过滑动式位移传感器数据传输线1013传输至数据采集分析仪4。

图6为激光式位移传感器的结构示意图，所述激光式位移传感器安装在钻机具的前端，如图6所示，所述激光式位移传感器包括信号接收器1021、激光发射口1022和激光式位移传感器数据传输线1023，所述激光式位移传感器数据传输线1023远离激光式位移传感器的一端与数据采集分析仪4相连，用于将激光式位移传感器的信号传输至数据采集分析仪4；所述激光发射口1022用于实时发射激光到动力部件7并接收从动力部件7折返的激光，随着动力部件7沿着钻机具滑道8长度方向来回移动，所述激光发射口1022发射激光的折返时间发生变化，根据所述激光发射口1022发射激光和信号接收器1021接收到的激光发射口1022发射至动力部件7后折返激光的时间差确定动力部件7的位置，并将钻机具的位置信号通过激光式位移传感器数据传输线1023传输至数据采集分析仪4。

在本公开实施例中，所述压力传感器3包括风压传感器301和液体压力传感器302，所述风压传感器301和液体压力传感器302均通过各自对应的数据传输线与数据采集分析仪4电性连接；所述风压传感器301一般安设在风动钻机具的供风主管路上，用于实时监测供风主管路风压变化情况并判断钻机具是否处于正常作业状态并将钻机具工作状态信号发送至数据采集分析仪4；所述液体压力传感器302一般安设在电动钻机具的供油管路上，用于实时监测供油管路中液体压力变化情况并综合判断钻机具是否处于正常作业状态并将钻机具工作状态信号发送至数据采集分析仪4。

需要说明的是，本公开所选用的接近开关2、位移传感器1、风压传感器301和液体压力传感器302等配套设备，其中，所述传感器的额定电压可以均选取为12V或12V以下的传感器类电器元器件；所述位移传感器1、压力传感器3均为与钻机具类型匹配的传感器，各传感器负责钻机具的钻进状态、钻机位置、基本参数等数据的实时监测，转换为电信号，并传输给显示器，方便进行后续数据处理。

在本公开实施例中，如图7所示，所述深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统还可以包括：探孔摄像头10和其他传感器11，所述探孔摄像头10与数据采集分析仪4连接，用于确定钻孔内原裂隙及塌孔处的位置信息，并将所述位置信息发送到数据采集分析仪4中进行显示；所述其他传感器与数据采集分析仪4连接，用于采集应用中所需的数据，提高定位与信息监测方便性及精度。

在本公开实施例中，所述本安型电源5为整个系统提供动力源，图8为本安型移动电源的结构示意图，如图8所述，所述本安型电源5包括移动电源501和电源线502，电源线502远离本安型电源5的一端与数据采集分析仪4相连，用于为数据采集分析仪4以及各个传感器提供稳定的电压以及电流。

需要说明的是，本公开所选用的本安型电源5，有两种选择方案，其中一种方案为选用本公开的本安型移动电源箱，所述本安型移动电源箱电压为12V，容量为10Ah，用于为控制器、显示器及各类传感器提供电源、为各电气元器件的稳定工作提供保证；第二种方案采用井下的127V的电源，经变压器调整，给本公开所述的整个系统供电。

在本公开实施例中，所述数据采集分析仪4接收接近开关2、位移传感器1、风压传感器301、液体压力传感器302等发送的信号，基于上述信号确定钻孔的施工位置深度，并进行显示；

示例的，如图9所示为本实施例提供系统的实物图，包括：位移传感器1、第一接近开关201、第二接近开关202、风压传感器301、液体压力传感器302和数据采集分析仪4。

其中，所述数据采集分析仪4上具有显示屏401，显示屏401也可以称之为触控屏，各传感器采集的信号经控制器进行处理最终在显示屏401上显示出来，所述显示屏401包括基本参数区4011、监测数据区4012、实时影像区4013和放大区4014；

所述基本参数区4011，用于实时显示设置的钻孔基本参数；

所述监测数据区4012，用于实时显示各传感器的监测数据；

所述实时影像区4013，用于实时显示探孔摄像头的窥视画面；

所述放大区4014，用于人工选择预放大显示位置，以对接切槽位置；

所述显示屏401一般安装在操作者操作位置，方便操作人员查看，操作者可根据显示屏401上显示的信息进行分析，从而快速应对各种问题；另外，操作者还可在显示屏401上翻看历史记录，方便了解钻机的运行状态及规划工作进度。

所述数据采集分析仪4上还设置有截屏区400、刷卡器410、第一指示灯420、第二指示灯430、设置区440、切缝按钮450、原裂隙按钮460和塌孔按钮470，所述切缝按钮450、原裂隙按钮460、塌孔按钮470和其他按钮480均位于所述显示屏401下方，所述刷卡器410、第一指示灯420、第二指示灯430位于所述显示屏401一侧；

所述截屏区400，用于当窥视到有裂隙存在时截屏记录，并自动生成窥视报表；

所述刷卡器410，用于权限设置，通过不同类别磁卡，确定不同的修改权限。

所述第一指示灯420，用于表示启动操作；

所述第二指示灯430，用于表示结束操作；

所述设置区440，用于设置参数；

所述切缝按钮450，用于记录切缝位置信息；

所述原裂隙按钮460，用于当窥视到有裂隙存在时，记录裂隙位置信息；

所述塌孔按钮470，用于记录塌孔时的位置信息。

需要说明的是，数据采集分析仪4上还可以设置有其他按钮480，用于记录探测到其他现象时的位置信息。

所述采集分析仪4上还外设PDA数据采集器接口490，用于将数据采集分析仪采集4的监测数据传输到地面或将数据采集分析仪采集的监测数据传输到井下工业环网的管理层。其中，所述将数据采集分析仪采集4的监测数据传输到地面包括：所述PDA数据采集器接口490通过无线WIFI与地面的设备终端实现通讯；所述PDA数据采集器接口490将数据采集分析仪采集的监测数据传输到井下工业环网的管理层包括：将采集的监测数据并入井下工业环网的控制层，进而传输至井下工业环网系统的管理层，井上人员可清晰知道钻探设备的具体工作状态，从而指定相应得工作进度规划和应急处理方案。

进一步的，所述数据采集分析仪4内设主板以及控制主板的电路，所述主板用来分析处理采集元器件的信息，所述控制主板的电路根据安标要求包含所必须的保护电路；主板芯片具有存储记忆功能，能够根据各类传感器传输至数据采集分析仪4的采集电信号对采集电信号进行信号放大以及滤波处理，通过AD转换器将电信号转化为数字信号，由单片机对监测数据进行修正处理，并将监测数据实时显示在显示屏上。

示例的，首先操作者首先操作者将所述第一接近开关201和第二接近开关202安装在滑道8的首端和尾端，将所述滑动式位移传感器安装在滑道8下方，将所述激光式位移传感器安装在滑道8前端，将所述风压传感器安装在风动钻机具的供风管路上，将所述液体压力传感器安装在电动钻机具的供油管路上；并将接近开关2和所有传感器通过各自对应的数据传输线与所述数据采集分析仪4进行连接；将本安型电源5与数据采集分析仪4连接并检测线路是否准确连接，确定无误后打开电源开关并设置好相关参数，接着开动钻机具，将钻头、钻杆安设在钻机具的动力部件7之上，利用钻机具将钻头推送至与巷帮，使钻头与预开孔位置紧密贴合。

然后利用数据采集分析仪4启动系统工作并输入补偿距离，开始打钻作业，顺序触发1次第二接近开关202(即设置在钻机具滑道8的尾端的接近开关)与第一接近开关201(即设置在钻机具滑道8的首端的接近开关)为1个作业循环，1个作业循环内钻孔深度增加1个量度，并在数据采集分析仪上实时显示钻孔的位置信息，其中，当动力部件在第二接近开关202与第一接近开关201之间移动时，通过位移传感器确定钻机位置，动力部件7在滑道第二接近开关202与第一接近开关201之间移动时，通过位移传感器1确定钻机具的位置

最后，钻孔施工至设计深度后，基于数据采集分析仪4上显示的信息按下停止键即第二指示灯430，停止监测并记录钻孔的施工位置深度。

综上所述，本申请提出的煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统，所述系统包括：接近开关2、位移传感器1、压力传感器3、数据采集分析仪4和本安型电源5；按下数据采集分析仪4的启动按钮即第一指示灯420，输入补偿距离；开始打钻作业，顺序触发1次尾端第二接近开关202与首端第一接近开关201为1个作业循环，1个作业循环内钻孔深度增加1个量度，并在数据采集分析仪4上实时显示钻孔的位置信息，其中，当动力部件7在尾端第二接近开关202与首端第一接近开关201之间移动时，通过位移传感器1确定钻机位置；重复打钻作业的过程直至钻孔施工至设计深度后，按下停止键即第二指示灯430，停止监测并记录钻孔的施工位置深度。本发明的技术方案，减小了操作误差、提高了测量的数据精确性，提高了分析结果的可靠性。

实施例2

图10为本公开实施例提供的一种煤矿井下的煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测方法的流程图，如图10所示，所述方法包括：

步骤1：记录当前时刻钻机具的动力部件7与尾端第二接近开关202的距离，作为后期开始监测前的补偿距离；

其中，步骤1开始前需要进行准备工作，所述准备工作包括：

步骤A1：首先操作者将接近开关2、位移传感器1、压力传感器3以及其他传感器安装在钻机具的合适的位置；

在本公开实施例中，所述接近开关2设置有两个，两个接近开关2分别为包括第一接近开关201和第二接近开关202，所述第一接近开关201与第二接近开关202分别安设在钻机具滑道8的首端和尾端；

所述第一接近开关201与第二接近开关202结构相同，每个接近开关2包括上端面2001、接近传感器2002和接近开关数据传输线2003，动力部件7在第一接近开关201和第二接近开关202为一组之间移动，当动力部件7移动到其中一个接近开关2的上方时遮挡接近开关上端面2001，所述接近传感器2002因为接近开关上端面2001被遮挡而触发，并将打钻长度信号通过接近开关数据传输线2003传输至数据采集分析仪4；

所述位移传感器1包括滑动式位移传感器和激光式位移传感器，所述激光式位移传感器安装在钻机具滑道8的前端，所述滑动式位移传感器沿滑道8长度方向平行安装在滑道8下方；

所述压力传感器3包括风压传感器和液体压力传感器，所述风压传感器一般安装在风动钻机具的供风管路上，所述液体压力传感器一般安装在电动钻机具的供油管路上；

步骤A2：将接近开关2和所有传感器通过各自对应的数据传输线与所述采集分析仪4进行连接；

其中，所述接近开关2与数据采集分析仪4连接，用于当与钻机具连接的动力部件7移动到所述接近开关2的上端时向数据采集分析仪4发送打钻长度信号；

所述位移传感器1与数据采集分析仪4连接，用于当与钻机具连接的动力部件7在接近开关间移动时确定钻机具的位置，并向数据采集分析仪4发送钻机具的位置信号；

所述压力传感器3与数据采集分析仪4连接，用于确定所述钻机具的工作状态，并向数据采集分析仪4发送钻机具的工作状态信号；

所述数据采集分析仪4分别与近开关2、位移传感器1和压力传感器3连接，用于接收接近开关2、位移传感器1和压力传感器3发送的信号，基于所述信号确定钻孔的施工位置深度，并进行显示；

步骤A3：将本安型电源5与数据采集分析仪4连接并检测线路是否准确连接，确定无误后打开电源开关并设置好相关参数；

其中，所述本安型电源5与数据采集分析仪4连接，用向所述传感器及数据采集分析仪5提供电能；

步骤A4：开动钻机具，将钻头、钻杆安设在钻机具的动力部件7之上，利用钻机具将钻头推送至与巷帮，使钻头与预开孔位置紧密贴合；

步骤A5：记录好此时钻机具动力部件7与第二接近开关202的距离，作为后期开始监测前的补偿距离。

步骤2：按下数据采集分析仪的启动按钮即第一指示灯420，输入补偿距离。

步骤3：开始打钻作业，顺序触发1次滑道尾端的第二接近开关202与滑道首端的第一接近开关201为1个作业循环，1个作业循环内钻孔深度增加1个量度，并在数据采集分析仪上实时显示钻孔的位置信息，其中，当动力部件在滑道尾端的第二接近开关202与滑道首端的第一接近开关201之间移动时，通过位移传感器确定钻机位置。

进一步的，动力部件7在滑道尾端的第二接近开关202与滑道首端的第一接近开关201之间移动时，通过位移传感器1确定钻机具的位置。

若需要在钻孔的预设的某一位置开展切缝作业，按一下显示屏401下方的切缝按钮450，记录切缝位置信息。

步骤4：重复步骤3直至钻孔施工至设计深度后，按下停止键即第二指示灯430，停止监测并记录钻孔的施工位置深度。

在本公开实施例中，所述当需要对同一钻孔开展压裂作业时，在设置区440设置关联本钻孔的编号。

进一步的，重复上述步骤1中的步骤A4至步骤3的步骤，将压裂设备推送至记录的切槽位置，确保压裂设备的出水口正对着钻孔过程中形成的经向切槽；

应用钻机具固定压裂设备位置，开启高压泵站及进行压裂作业，记录并压裂多个位置。

综上所述，本申请提出的一种深孔预制裂隙辅助定位与信息监测方法，减小了操作误差、提高了测量的数据精确性，提高了分析结果的可靠性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种煤矿井下的深孔预制裂隙辅助定位与信息监测系统，其特征在于，所述系统包括：接近开关、位移传感器、压力传感器、数据采集分析仪和本安型电源；

所述接近开关与数据采集分析仪连接，用于当与钻机具连接的动力部件移动到所述接近开关的上端时向数据采集分析仪发送打钻长度信号；

所述位移传感器与数据采集分析仪连接，用于当与钻机具连接的动力部件在接近开关间移动时确定钻机具的位置，并向数据采集分析仪发送钻机具的位置信号；

所述压力传感器与数据采集分析仪连接，用于确定所述钻机具的工作状态，并向数据采集分析仪发送钻机具的工作状态信号；

所述数据采集分析仪分别与接近开关、位移传感器和压力传感器连接，用于接收接近开关、位移传感器和压力传感器发送的信号，基于所述信号确定钻孔的施工位置深度，并进行显示；

所述本安型电源与数据采集分析仪连接，用于向所述传感器及数据采集分析仪提供电能。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：探孔摄像头；所述探孔摄像头与数据采集分析仪连接，用于确定钻孔内原裂隙及塌孔处的位置信息，并将所述位置信息发送到数据采集分析仪中进行显示。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接近开关包括：第一接近开关和第二接近开关；

所述第一接近开关与第二接近开关分别安设在钻机具滑道的首段和尾端；

其中，所述接近开关由上端面、接近传感器和数据传输线组成。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数据采集分析仪包括：基本参数区、监测数据区、实时影像区、放大区和刷卡器；

所述基本参数区，用于实时显示设置的钻孔基本参数；

所述监测数据区，用于实时显示各传感器的监测数据；

所述实时影像区，用于实时显示探孔摄像头的窥视画面；

所述放大区，用于人工选择预放大显示位置，以对接切槽位置；

所述刷卡器，用于权限设置，通过不同类别磁卡，确定不同的修改权限。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位移传感器、压力传感器均为与钻机具类型匹配的传感器。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据采集分析仪还包括：PDA数据采集器接口；

所述PDA数据采集器接口，用于将数据采集分析仪采集的监测数据传输到地面或将数据采集分析仪采集的监测数据传输到井下工业环网的管理层。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据采集分析仪还包括：第一指示灯、第二指示灯、截屏区、设置区、切缝按钮、原裂隙按钮和塌孔按钮；

所述第一指示灯，用于表示启动操作；

所述第二指示灯，用于表示结束操作；

所述截屏区，用于当窥视到有裂隙存在时截屏记录，并自动生成窥视报表；

所述设置区，用于设置参数；

所述切缝按钮，用于记录切缝位置信息；

所述原裂隙按钮，用于当窥视到有裂隙存在时，记录裂隙位置信息；

所述塌孔按钮，用于记录塌孔时的位置信息。

8.基于上述权利要求1-7任一项所述的定位与信息监测系统的定位与信息监测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：记录当前时刻钻机具动力部件与滑道尾端的第二接近开关的距离，作为后期开始监测前的补偿距离；

步骤2：按下数据采集分析仪的启动按钮即第一指示灯，输入补偿距离；

步骤3：开始打钻作业，顺序触发1次滑道尾端的第二接近开关与滑道首端的第一接近开关为1个作业循环，1个作业循环内钻孔深度增加1个量度，并在数据采集分析仪上实时显示钻孔的位置信息，其中，当动力部件在滑道尾端的第二接近开关与滑道首端的第一接近开关之间移动时，通过位移传感器确定钻机位置；

步骤4：重复步骤3直至钻孔施工至设计深度后，按下停止键即第二指示灯，停止监测并记录钻孔的施工位置深度。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，若需要在钻孔的预设位置开展切缝作业，按一下显示屏下方的切缝按钮，记录切缝位置信息。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述当需要对同一钻孔开展压裂作业时，在设置区设置关联本钻孔的编号。

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