[发明专利]一种在井下透水巷道管状水域中航行避障的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种在井下透水巷道管状水域中航行避障的方法。

背景技术

井下作业巷道纵横交错、线路复杂，巷道横截面呈门框形，截面积5㎡～9㎡。透水之后，底部被水封住，巷道内的水质较混浊，巷道底部可能有矿车、支架、淤泥等杂物，巷道顶部间隔段距离有突出的20cm～50cm长的锚杆伸出端，巷道顶部还可能有漂浮的枕木。目前通常采用潜器式或气动迈步式等其它方式的航行装置来通行，这种航行装置操纵难度很大，避障能力不强，实用性不强。

因此需要一种在狭小、黑暗及环境复杂的透水巷道中便于操纵，既可以规避坑道底部可能有的矿车、支架、淤泥等杂物又可以规避坑道顶部突出的锚杆伸出端及漂浮的枕木的避障方法，以降低航行难度，顺利到达目的地。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的不足提供一种可以有效地规避巷道顶部的横向障碍、垂向障碍以及巷道底部障碍，降低航行难度，顺利到达目的地的在井下透水巷道管状水域中航行避障的方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种在井下透水巷道管状水域中航行避障的方法，其特征在于：设置有航行装置，所述航行装置包括水密舱、非水密舱、可伸缩折倒的导向机构、水下推进机构、调整水舱系统，所述的非水密舱有两个，分别位于水密舱的前、后部；所述的导向机构设置在水密舱的顶部，所述的水下推进机构设置在水密舱左右两侧的下部；航行装置驶入水中后，启动水下推进机构，通过调整水舱系统调节航行装置以适当的正浮力使导向机构接触巷道顶部，保持在巷道内贴顶航行，当遇到横向障碍物浮在巷道顶部时，导向机构折倒而直接爬过横向障碍；当遇到顶部垂直障碍时，通过两侧的水下推进机构的差动转弯绕开障碍或通过使导向机构伸缩避开障碍；当遇到底部阻碍时，使导向机构伸缩来减小航行装置与巷道顶部的距离，使航行装置上升直至其底部高于障碍物，从障碍物上方顺利通过。

按上述技术方案，所述航行装置的水密舱内设置有驾驶室、控制系统、电力系统，导向机构、水下推进机构、调整水舱系统均由控制系统控制，电力系统为水密舱、导向机构、水下推进机构、调整水舱系提供电能。

按上述技术方案，所述的导向机构包括气缸，气缸的下端通过扭力弹簧与水密舱顶部铰接；所述的气缸的无杆腔通过进气口与气瓶连接，气缸的有杆腔内设有压缩弹簧；所述的压缩弹簧的一端与有杆腔的顶部连接，压缩弹簧的另一端与活塞杆的下端连接；所述的活塞杆的上端设有导向轮。

按上述技术方案，所述导向机构有两个，分别位于水密舱的顶部的前、后两侧。

按上述技术方案，所述水下推进机构由两个直流无刷电动水下推进器组成，分别位于水密舱左右两侧的中下部；所述的直流无刷电动水下推进器采用电机-螺旋桨推进方式，且螺旋桨具有防泥沙功能的导流罩。

按上述技术方案，所述调整水舱系统包括四个压载水舱，对称布置在水密舱左右两侧的上部。

按上述技术方案，所述的水密舱内设有用于航行员与地面进行语音通话的通讯系统，通讯系统的通讯缆选用密度大于水的可沉底的光缆。

按上述技术方案，在水密舱内配有闭路循环式正压氧气呼吸器、救援备品箱、软体氧舱、小型电子罗盘和深度计。

按上述技术方案，所述航行装置内布置有图像声纳和潜水型红外摄像前端。

按上述技术方案，所述航行装置还配置有便携式气体分析仪。

本发明所取得的有益效果为：

1、以适当的正浮力使导向机构接触巷道顶部，保持在巷道内贴顶航行的方法，避开了巷道中部可能悬浮的电缆、杂质、横向枕木、锚杆和巷道底部可能有的矿车、支架、淤泥等杂物，选择了障碍物相对较少的航区，降低了驾驶操纵难度，在管道状水域行驶具备较高的可靠性，同时由于顶部区域障碍物相对较少，安全性可靠性较高；

2、通过水下推进器和顶部导向装置可实现避障功能；

3、通讯缆选用密度大于水的可沉底的光缆，可避免装置返回时缠绕螺旋桨；

4、装置前、后两端都有图像声纳和潜水型红外摄像前端，可实现双向运动的探测导航功能；

6、本方法可通过配备救援备品箱和小型化软体氧舱来实施救援，可为遇险人员提供呼吸器、食品和饮用水等生命必需品和营养品；

7、配备便携式气体分析仪可探测分析井下CO、H2S、瓦斯、O2等主要有害气体成分和含量。

8、本发明可实现在透水巷道中有效规避障碍物顺利穿行的能力，可实现矿难时井下施救，降低遇险人员搜索营救难度，保障航行装置顺利到达待救区域实施救援。

附图说明