本發(fa)明屬于地球物理學(xue)探(tan)測(ce)，涉及(ji)煤礦鉆孔(kong)監測(ce)，具體(ti)涉及(ji)一(yi)種煤礦井(jing)下(xia)鉆孔(kong)隱(yin)蔽致災隱(yin)患(huan)實時探(tan)測(ce)裝置及(ji)探(tan)測(ce)方法。

背景技術：

1、煤(mei)巖隱蔽(bi)致災隱患主(zhu)要包括(kuo)沖擊地壓、煤(mei)與瓦斯突出等，容(rong)易受到煤(mei)礦(kuang)采動影(ying)響且常發(fa)生在高應力(li)(li)集中(zhong)區(qu)，其破壞性大，能造成井巷破壞、設備損壞和(he)人員傷(shang)亡(wang)等嚴重后(hou)果。對煤(mei)巖動力(li)(li)災害危險區(qu)域進行超前探測預警是煤(mei)礦(kuang)提前采取措施、確保(bao)安全生產的保(bao)障(zhang)。

2、隱蔽(bi)致(zhi)(zhi)(zhi)災(zai)(zai)地(di)質(zhi)因(yin)素是(shi)造成(cheng)礦井(jing)(jing)地(di)質(zhi)災(zai)(zai)害(hai)與煤礦安(an)全(quan)事故的(de)(de)(de)重(zhong)要原(yuan)因(yin)，加強對礦井(jing)(jing)隱蔽(bi)致(zhi)(zhi)(zhi)災(zai)(zai)地(di)質(zhi)因(yin)素的(de)(de)(de)研究是(shi)煤礦安(an)全(quan)高效開(kai)采的(de)(de)(de)重(zhong)要保(bao)障。礦井(jing)(jing)隱蔽(bi)致(zhi)(zhi)(zhi)災(zai)(zai)因(yin)素主要由采空區、廢棄老窯(井(jing)(jing)筒(tong))、封閉不良鉆(zhan)孔、斷層與褶曲、導水(shui)(shui)裂隙帶、瓦斯富集區、地(di)下含水(shui)(shui)體等方面構成(cheng)。開(kai)展礦區隱蔽(bi)致(zhi)(zhi)(zhi)災(zai)(zai)地(di)質(zhi)因(yin)素的(de)(de)(de)勘查(cha)，查(cha)清(qing)影(ying)響煤礦安(an)全(quan)生產的(de)(de)(de)各種隱蔽(bi)致(zhi)(zhi)(zhi)災(zai)(zai)因(yin)素的(de)(de)(de)類型、分布形態與賦存特征，各類隱蔽(bi)致(zhi)(zhi)(zhi)災(zai)(zai)因(yin)素的(de)(de)(de)危害(hai)程度尤為關鍵(jian)。

3、煤礦(kuang)隱(yin)(yin)蔽(bi)致(zhi)災因(yin)素具有(you)極強的(de)隱(yin)(yin)蔽(bi)性(xing)(xing)、時變性(xing)(xing)、突發(fa)性(xing)(xing)，但在(zai)宏觀上具有(you)一定的(de)區(qu)(qu)域性(xing)(xing)和繼承性(xing)(xing)，進行排查(cha)時必須全面收集區(qu)(qu)域致(zhi)災因(yin)素資料，綜合考慮。地面物探和井(jing)下物探是(shi)隱(yin)(yin)蔽(bi)致(zhi)災最(zui)常(chang)用(yong)的(de)探查(cha)手段，前者主(zhu)要在(zai)礦(kuang)井(jing)建設(she)過程中，后者主(zhu)要為(wei)煤礦(kuang)安全生(sheng)產服務。

4、目(mu)前(qian)礦(kuang)(kuang)井物(wu)探(tan)手段難以(yi)將礦(kuang)(kuang)井隱蔽致(zhi)災地質(zhi)因(yin)素勘查清楚(chu)，導致(zhi)煤礦(kuang)(kuang)掘進或者回(hui)采(cai)過程(cheng)中(zhong)巷道仍然具有瓦斯突出(chu)或者水患發生(sheng)，難以(yi)保障煤礦(kuang)(kuang)安全生(sheng)產。

技術實現思路

1、針(zhen)對(dui)現(xian)(xian)有技術存在(zai)的(de)不足，本發明的(de)目的(de)在(zai)于，提供一種煤礦井(jing)(jing)下(xia)鉆孔隱蔽(bi)致災隱患實(shi)時探測裝置及(ji)探測方法，解(jie)決(jue)現(xian)(xian)有技術中對(dui)煤礦井(jing)(jing)下(xia)鉆孔隱蔽(bi)致災隱患難以(yi)實(shi)現(xian)(xian)實(shi)時探測的(de)技術問題。

2、為(wei)了解決(jue)上述技(ji)術問題，本(ben)發明采(cai)用如下技(ji)術方案予以實現：

3、一種煤礦井下鉆孔隱蔽(bi)致災隱患實(shi)時探測裝置，包(bao)括(kuo)探測系統(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)系統(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)，所述的(de)探測系統(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)包(bao)括(kuo)依(yi)次連接(jie)(jie)的(de)信(xin)號(hao)(hao)采集(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、信(xin)號(hao)(hao)控制電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、信(xin)號(hao)(hao)處理電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)和(he)信(xin)號(hao)(hao)傳輸(shu)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)；所述的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)系統(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)包(bao)括(kuo)依(yi)次連接(jie)(jie)的(de)供電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)控制電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)保(bao)護電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)；所述的(de)信(xin)號(hao)(hao)傳輸(shu)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)與供電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)連接(jie)(jie)。

4、所述的(de)信(xin)號(hao)采(cai)集電路用于(yu)采(cai)集實時(shi)探測信(xin)號(hao)，實現對多動(dong)態(tai)偽隨機信(xin)號(hao)進行實時(shi)接收(shou)。

5、所述的(de)信(xin)(xin)號(hao)(hao)控(kong)制(zhi)電路(lu)用于對(dui)煤礦井下鉆孔(kong)隱蔽致災(zai)隱患實時探測裝置中(zhong)的(de)其他電路(lu)進行整體的(de)信(xin)(xin)號(hao)(hao)控(kong)制(zhi)與信(xin)(xin)號(hao)(hao)初步計算，并對(dui)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)傳輸進行控(kong)制(zhi)。

6、所述的(de)信號處理(li)電(dian)(dian)路(lu)用于對接收到的(de)信號進行進一步處理(li)，所述的(de)處理(li)方法包括信號的(de)放大和濾波(bo)，并將處理(li)后(hou)的(de)信號傳(chuan)輸至信號傳(chuan)輸電(dian)(dian)路(lu)。

7、所述的信號傳輸(shu)電路(lu)用于將處理后的數據進行實(shi)時的有效(xiao)傳輸(shu)，并實(shi)現(xian)信號傳輸(shu)過程中不丟失有效(xiao)信號。

8、所述(shu)的(de)供(gong)電電源(yuan)電路用于(yu)給煤礦井(jing)下鉆孔隱(yin)蔽致(zhi)災隱(yin)患(huan)實(shi)(shi)時探測裝置(zhi)中需(xu)要電源(yuan)支撐的(de)電路進行(xing)有效的(de)電源(yuan)支持，實(shi)(shi)現(xian)整體電路有效運行(xing)。

9、所(suo)述(shu)的(de)電(dian)源控制電(dian)路用(yong)于控制供電(dian)電(dian)源電(dian)路進行(xing)有效的(de)電(dian)源輸出。

10、所述的電流保護電路用于對煤礦(kuang)井(jing)下鉆孔隱蔽(bi)致災(zai)隱患實時探測裝置中(zhong)的電流進行保護。

11、所述的(de)信號采集電路(lu)包括(kuo)相(xiang)互連接(jie)的(de)運(yun)算放大(da)(da)器ic21、運(yun)算放大(da)(da)器ic21和運(yun)算放大(da)(da)器ic23。

12、所述(shu)的信號控制電路包括集(ji)成(cheng)電路u31。

13、所(suo)述的信號處理電路包括(kuo)運算放(fang)大器(qi)(qi)ic41，運算放(fang)大器(qi)(qi)ic41的第(di)五(wu)端(duan)與電阻r44的第(di)一端(duan)連(lian)接，電阻r44的第(di)二端(duan)與運算放(fang)大器(qi)(qi)ic42的第(di)一端(duan)連(lian)接。

14、所(suo)述的(de)信號傳輸電路(lu)包(bao)括(kuo)相互連接的(de)集(ji)(ji)成電路(lu)u51、集(ji)(ji)成電路(lu)u52和集(ji)(ji)成電路(lu)u53。

15、所(suo)述的供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源電(dian)(dian)路包括電(dian)(dian)容(rong)c61，電(dian)(dian)容(rong)c61的第二端(duan)與(yu)接(jie)插件(jian)jp61的vin管腳連接(jie)。

16、所述的(de)(de)(de)電(dian)(dian)源控制電(dian)(dian)路(lu)包(bao)括集(ji)(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路(lu)u71，集(ji)(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路(lu)u71的(de)(de)(de)ut1管(guan)(guan)腳與集(ji)(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路(lu)u72的(de)(de)(de)in2管(guan)(guan)腳連接；集(ji)(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路(lu)u71的(de)(de)(de)sen管(guan)(guan)腳、pg0管(guan)(guan)腳以(yi)及(ji)pg1管(guan)(guan)腳分別與電(dian)(dian)阻r71的(de)(de)(de)第(di)一(yi)端(duan)連接，電(dian)(dian)阻r71的(de)(de)(de)第(di)二端(duan)分別與集(ji)(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路(lu)u72的(de)(de)(de)ecn管(guan)(guan)腳以(yi)及(ji)集(ji)(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路(lu)u72的(de)(de)(de)out管(guan)(guan)腳連接。

17、所述的電(dian)流保(bao)護電(dian)路包括(kuo)運算放大器ic81。

18、本發明還具有如(ru)下(xia)技術特征：

19、運算(suan)放大器ic21的(de)第一(yi)端(duan)作為(wei)信(xin)號采集電路(lu)的(de)輸入端(duan)，運算(suan)放大器ic23的(de)第五端(duan)作為(wei)信(xin)號采集電路(lu)的(de)輸出端(duan)。

20、集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)u31的in管腳作為集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)u31的輸入(ru)端，集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)u31的out管腳作為集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)u31的輸出(chu)端。

21、運(yun)算(suan)放大器ic41的(de)第一端作為信號處理(li)電路的(de)輸(shu)入端，運(yun)算(suan)放大器ic42的(de)第五端作為信號處理(li)電路的(de)輸(shu)出端。

22、集(ji)成電(dian)路(lu)u51的(de)in管腳作為信(xin)號傳輸(shu)電(dian)路(lu)的(de)輸(shu)入端，集(ji)成電(dian)路(lu)u52的(de)vcc管腳作為信(xin)號傳輸(shu)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)源(yuan)端。

23、電容c61的第一端(duan)(duan)作(zuo)為供(gong)電電源(yuan)電路的輸入端(duan)(duan)，接插件jp61的out管腳作(zuo)為供(gong)電電源(yuan)電路的輸出端(duan)(duan)。

24、集(ji)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)路u71的in0管(guan)腳作為電(dian)(dian)(dian)源控(kong)制電(dian)(dian)(dian)路的輸入端，集(ji)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)路u72的out管(guan)腳作為電(dian)(dian)(dian)源控(kong)制電(dian)(dian)(dian)路的輸出端。

25、運算放大器ic81的(de)第(di)五(wu)端作為電(dian)流保護電(dian)路的(de)輸(shu)出端。

26、運算(suan)放大器ic23的(de)第(di)五端與(yu)集(ji)成(cheng)(cheng)電路(lu)u31的(de)in管(guan)(guan)腳連接，集(ji)成(cheng)(cheng)電路(lu)u31的(de)out管(guan)(guan)腳與(yu)運算(suan)放大器ic41的(de)第(di)一端連接，運算(suan)放大器ic42的(de)第(di)五端與(yu)集(ji)成(cheng)(cheng)電路(lu)u51的(de)in管(guan)(guan)腳連接傳輸信號(hao)。

27、運算(suan)放大器ic81的(de)(de)第五(wu)端與(yu)集成(cheng)電(dian)路(lu)u71的(de)(de)in0管(guan)(guan)腳(jiao)連接，集成(cheng)電(dian)路(lu)u72的(de)(de)out管(guan)(guan)腳(jiao)與(yu)電(dian)容(rong)c61的(de)(de)第一端連接，接插件jp61的(de)(de)out管(guan)(guan)腳(jiao)與(yu)集成(cheng)電(dian)路(lu)u52的(de)(de)vcc管(guan)(guan)腳(jiao)連接供電(dian)。

28、優選的(de)，運(yun)(yun)(yun)算(suan)(suan)放大(da)(da)(da)器(qi)(qi)ic21的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)ad8048；運(yun)(yun)(yun)算(suan)(suan)放大(da)(da)(da)器(qi)(qi)ic22的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)ad8048；運(yun)(yun)(yun)算(suan)(suan)放大(da)(da)(da)器(qi)(qi)ic23的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)ad8542arz；集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)(lu)u31的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)ft60f023；運(yun)(yun)(yun)算(suan)(suan)放大(da)(da)(da)器(qi)(qi)ic41的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)ada4062；運(yun)(yun)(yun)算(suan)(suan)放大(da)(da)(da)器(qi)(qi)ic42的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)ad8055；集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)(lu)u51的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)wr0505；集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)(lu)u52的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)tp7133；集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)(lu)u53的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)lt1964；集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)(lu)u71的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)tps7150qd；集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)(lu)u72的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)sy6280；運(yun)(yun)(yun)算(suan)(suan)放大(da)(da)(da)器(qi)(qi)ic81的(de)型(xing)(xing)(xing)號(hao)(hao)(hao)為(wei)tle2141。

29、本發明(ming)還保護一(yi)種煤礦井下鉆孔隱蔽(bi)致災隱患實時探測方法(fa)，該方法(fa)采用(yong)如上所述(shu)的煤礦井下鉆孔隱蔽(bi)致災隱患實時探測裝(zhuang)置。

30、本發明與(yu)現有(you)技術相比，具有(you)如下技術效果：

31、(ⅰ)本發明的實時(shi)探測裝置(zhi)能夠有(you)效地對煤礦井下鉆進(jin)(jin)鉆孔隱蔽致災隱患進(jin)(jin)行實時(shi)探測，從而消除安全(quan)生產隱患，也(ye)為鉆孔施工(gong)驗收提(ti)供了一種有(you)效的評價手段。

32、(ⅱ)本發明的(de)實時探測(ce)裝置(zhi)適(shi)用于(yu)礦井鉆孔(kong)，信(xin)號采集快速(su)準(zhun)確，可(ke)在鉆桿推送過程中進行測(ce)量，在不(bu)耽誤鉆桿推送的(de)同(tong)時，實現了(le)信(xin)號的(de)快速(su)采集；裝置(zhi)適(shi)應(ying)性強，可(ke)以(yi)適(shi)應(ying)不(bu)同(tong)孔(kong)徑煤(巖(yan))鉆孔(kong)，較(jiao)以(yi)往同(tong)類裝置(zhi)適(shi)應(ying)性有較(jiao)大提高。

33、(ⅲ)本發明的實(shi)時探測(ce)裝置實(shi)際(ji)使(shi)用效果與已知的鉆孔隱(yin)蔽致(zhi)災隱(yin)患情況進行了(le)對比分(fen)(fen)析(xi)，分(fen)(fen)析(xi)結果與已知情況吻合較好，為礦(kuang)井(jing)生(sheng)產及(ji)水害防治(zhi)提供了(le)有力依據。

34、(ⅳ)本發(fa)明的實時(shi)探測方法，采集優(you)化(hua)的設計方式(shi)，在方法的指(zhi)導下，減少了(le)裝置(zhi)(zhi)不必要的電路，提升了(le)裝置(zhi)(zhi)的便捷性。

35、(ⅴ)本(ben)發明的實時探測裝(zhuang)置通過對信號智能探測，全自(zi)動(dong)智能探測，與傳統的人工(gong)識別相比，分類結(jie)果更可靠，實時性更高、節省人力物(wu)力。