[发明专利]煤矿井下钻孔内可视探测装置及方法

权利要求书

1.一种煤矿井下钻孔内可视探测装置，其特征在于，包括：

通缆钻杆，其前端设置有摄像钻头，内部设置有检测仪器，所述检测仪器通过夹子通信线与监测显示设备连接。

2.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔内可视探测装置，其特征在于，所述摄像钻头前方设置有切削齿(16)以及摄像头冲洗水眼(11)，其前部中间设置有中心通孔(17)，其后部通过连接螺纹与通缆钻杆连接。

3.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔内可视探测装置，其特征在于，所述检测仪器包括：电源模块、测斜模块、摄像模块、自然伽马模块、电阻率模块和通信控制模块；其中，电源模块为其它五个模块提供电源，摄像模块、自然伽马模块和电阻率模块都带有加速度计可以检测自身高低边；测斜模块采用三轴加速度计和三轴磁通门传感器实现钻孔轨迹精确测量；通信控制模块，按照孔口监测显示设备指令将测斜、自然伽马、电阻率和摄像数据分别打包采用调制通信技术通过通缆钻杆发送到孔口设备。

4.如权利要求3所述的煤矿井下钻孔内可视探测装置，其特征在于，所述检测仪器根据命令控制测斜模块、摄像模块、自然伽马模块、电阻率块单独或同时工作，并将测斜数据、伽马值、电阻率、视频单独或同时实时上传至孔口监测显示设备，所述摄像模块和自然伽马模模块自带加速度计，单独工作时能实时测量当前工具面向角。

5.根据权利要求4所述的煤矿井下钻孔内可视探测装置，根据钻孔轨迹、伽马曲线及视频图像判断分析地层结构、层位、裂隙发育等地质信息的方法，其特征在于，首先，通过视频图像对钻孔类型进行分类，其分类的几个特点有：成孔几率、孔壁裂隙大小和孔壁光滑程度等，然后，再结合钻孔内各个位置视频图像、自然伽马和电阻率等参数的共同表现，综合判断钻孔内情况。

6.根据权利要求1所述的煤矿井下钻孔内可视探测装置，其特征在于，所述监测显示设备结合钻孔内各个位置视频图像、自然伽马和电阻率等参数的共同表现，综合判断钻孔内情况，具体为：将钻孔各个位置点的一维轨迹参数、伽马参数及视频图像加载到同一坐标系中，形成各个位置点的三维参数，前期测孔时根据专家经验赋予各个点识别结果，当测孔数据积累到预定阈值后，通过系统自学习识别地层信息。

7.根据权利要求1所述的煤矿井下钻孔内可视探测装置，其特征在于，所述监测显示设备执行以下步骤进行图像识别：

步骤1，采用高斯滤波的方法对图像进行滤波；

步骤2，采用拉普拉斯-高斯算子对图像进行边缘提取；

步骤3，采用二值图像表示边缘部分；

步骤4，将二值图像上封闭区域填充，当封闭区域面积小于预定像素时，则作为是噪声，并删除该区域；

步骤5，找出每块封闭区域的长轴和短轴；

步骤6，每块区域的长轴与短轴长度之比作为孔隙和裂隙的判别依据，当长轴和短轴之比大于预定值时，则判定区域为裂隙，否则为孔隙。

8.根据权利要求1所述的煤矿井下钻孔内可视探测装置，其特征在于，所述步骤4中，其中采用费雷特径直径来定义图像区域块的长度，短轴为长轴中心点的中垂线；短轴的长度计算过程：假设该封闭区域的面积等效为一个椭圆面积，其椭圆的长轴为在该区域的eret直径，短轴的长度由该等效的椭圆面积计算得到。

9.一种煤矿井下钻孔内可视探测方法，其特征在于，包括：

在通缆钻杆前端设置有摄像钻头，在内部设置有检测仪器，将所述检测仪器由通缆钻杆和摄像钻头送入孔内，采集孔内信息发送到孔口监测显示设备，将所述检测仪器通过夹子通信线与监测显示设备连接，由所述检测仪器按照孔口监测显示设备指令将测斜、自然伽马、电阻率和摄像数据分别打包采用调制通信技术通过通缆钻杆发送到孔口设备。

10.如权利要求9所述的煤矿井下钻孔内可视探测方法，其特征在于，所述摄像钻头前方设置有切削齿(16)以及摄像头冲洗水眼(11)，其前部中间设置有中心通孔(17)，其后部通过连接螺纹与通缆钻杆连接。