[实用新型]一种基于声像法的巷道松动圈范围测试装置

说明书

本实用新型公开了一种基于声像法的巷道松动圈范围测试装置，包括煤层及煤层下方松动圈，所述松动圈内部钻有相互平行布置的预测钻孔，所述预测钻孔内各置入一根伸缩杆，所述伸缩杆靠近松动圈一端分别安装设置输出端探头及接收端探头，所述输出端探头与接收端探头顶端各安装设有摄像头，所述输出端探头摄像头下端安装设置发射能转换器，所述发射能转换器下方设置输出声波仪，所述接收端探头摄像头下端安装设置接收能转换器，所述接收能转换器下方设置接收声波仪，所述输出端探头与接收端探头分别通过电缆与数据采集与处理装置连接，所述数据采集与处理装置处理过的数据输送至数据分析与成像装置。

技术领域

本实用新型涉及煤巷工程中围岩松动圈测试技术领域，具体是一种基于声像法的巷道松动圈范围测试装置。

背景技术

随着煤炭科学的不断发展，矿山工程建设不断完善。众所周知，在地下开挖洞室或巷道时必然会扰动周围岩石介质，导致岩石内应力转移、集中，并降低岩石的强度，使空间周围岩石发生变性甚至破坏，一般围绕开挖空间会形成环状的破裂区，称之为巷道围岩松动圈。松动圈的范围参数是巷道支护的重要依据，因此，松动圈范围的测试就显得尤为重要，对松动圈的测试装置的研究与革新势在必行。

近年来，国内外研究出了许多松动圈的测试理论和方法，理论成果主要由经验公式和相关理论以及数值模拟等方式推导得来，但是受实际复杂因素的影响较大，具有局限性；物理测试方面也取得了一定的成果，包括：声波法、多点位移计法、地震波法、地质雷达实测法、钻孔摄像法以及形变电阻率法等。但是现有的测试方法存在诸多问题，例如：声波法虽然测试可靠，原理简单，成本低廉，但也存在测试时间长，工作量大的缺点；多点位移计法测量数据量大，难以保证测试精度；地震波法与地质雷达实测法无需钻孔，测试时间短、效率高、精度高，但是缺点在于仪器成本高，易受周围环境的干扰等；钻孔摄像法与形变电阻率法技术要求高，操作复杂等。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种基于声像法的巷道松动圈范围测试装置，包括煤层及煤层下方松动圈，所述松动圈内部钻有相互平行布置的预测钻孔，所述预测钻孔内各置入一根伸缩杆，所述伸缩杆靠近松动圈一端分别安装设置输出端探头及接收端探头，所述输出端探头与接收端探头顶端各安装设有摄像头，所述输出端探头摄像头下端安装设置发射能转换器，所述发射能转换器下方设置输出声波仪，所述接收端探头摄像头下端安装设置接收能转换器，所述接收能转换器下方设置接收声波仪，所述输出端探头与接收端探头分别通过电缆与数据采集与处理装置连接，所述数据采集与处理装置处理过的数据输送至数据分析与成像装置。

作为改进，所述摄像头可以在任意时刻进行拍照，或者开启摄像模式进行拍摄视频。

作为改进，所述摄像头外面设置阻隔碎屑的防护罩。

作为改进，所述输出声波仪产生的高压电脉冲信号加在发射能转换器，所述发射能转换器受到激发产生瞬态的振动信号，并经发射能转换器与煤层之间的耦合后在松动圈介质中传播。

作为改进，所述发射能转换器受到激发产生瞬态的振动信号到达接收端探头的接收能转换器，接收能转换器将接收到的振动信号再转变成电信号传给输出声波仪，经输出声波仪放大处理后，显示出超声波穿过煤体的声时、波速参数。

作为改进，所述输出声波仪放大处理后超声波穿过煤体的声时、波速参数与摄像头拍摄的图片、视频通过电缆输送至数据采集与处理装置，再通过数据采集与处理装置处理过的数据输送至数据分析与成像装置。