[发明专利]一种基于钻屑法检测的动力效应自动判别方法和装置

说明书

本公开关于一种基于钻屑法检测的动力效应自动判别装置和方法。所述方法包括采集标准煤粉重量、实际煤粉重量、煤粉温度、煤粉湿度、位移、扭力、转速、风压、推力、噪声；基于采集的数据做出动力现象的判别，所述动力现象包括卡钻、吸钻、顶钻、孔内冲击和孔内异响；以及基于所述判断模块的判断结果而做出响应，所述响应包括反转退钻、断风停钻，其中，所述钻屑法使用的钻机包括钻杆和钻头，并且所述钻头和钻杆是带卡位的φ38mm螺旋钻杆配套φ42mm煤粉钻头，所述钻机在所述判断模块做出动力现象的判断后能够根据所述判断结果做出响应。由此，能够根据实际操作中的各种动力现象做出适当的响应并且向工作人员显示是否具有冲击危险。并且，操作者只需进行钻进操作，无需再记录各种参数，实现了钻屑法检测动力效应的自动判别。

技术领域

本公开涉及煤矿动力灾害检测和预警领域，尤其涉及一种基于钻屑法检测的动力效应自动判别方法和装置。

背景技术

目前，国内在应用钻屑法进行冲击危险性检验时，主要是通过人工实现，即打钻工人用手持钻机，每钻进一米，就把该米钻进过程中出现的顶钻、卡钻、吸钻、异响和孔内冲击等动力效应的次数记录在统计表内，并且每一米钻杆钻进结束，就把煤粉用称称量，把称量结果记录在统计表内。继续钻进，工人重复上面方法进行数据统计。该方法进行冲击危险性评判的缺点是实施过程中操作人员的危险性大、需要后期对数据进行分析不能及时判断出该工作地点的冲击危险性、因人而异的操作误差，从而导致评判结果的不准确性，不可靠性和不科学性。

在冲击地压危险性监测预警领域，目前国内外的现场预报主要以钻屑法为主。钻屑法(煤粉钻孔法)是通过在煤层中钻一小直径(40～50mm)钻孔，根据其排出的煤粉量和变化规律以及宏观动力现象鉴别冲击危险性的一种实用可靠的方法。

为了解决基于钻屑法的冲击危险性评判智能化水平低，检测过程危险性大和工作量大，克服因人而异的操作误差，本公开提出基于钻屑法检测的动力效应自动判别方法。

发明内容

本发明的技术方案是这样实现的：该装置采用高度集成式设计。可通过上位机软件对系统进行编程，系统根据程序要求进行数据采集分析。数据采集通道包含：标准煤粉重量、实际煤粉重量、煤粉温度、煤粉湿度、位移、扭力、转速、风压、推力、噪音等。根据传感器采集的参数自动判断钻机的当前动力效应，进而由系统对判断的当前动力效应做出响应而采取相应的措施，由此，能够根据实际操作中的各种动力现象做出适当的响应，保存判断结果并且向工作人员显示判断结果以及是否具有冲击危险。这样，操作者只需进行钻进操作，无需再记录各种参数，实现了钻屑法检测动力效应的自动判别。

根据本公开的第一方面，提供一种基于钻屑法检测的动力效应自动判别方法，其特征在于，包括：采集标准煤粉重量、实际煤粉重量、煤粉温度、煤粉湿度、位移、扭力、转速、风压、推力、噪声；基于采集的数据做出动力现象的判别，所述动力现象包括卡钻、吸钻、顶钻、孔内冲击和孔内异响；以及基于所述判断模块的判断结果而做出响应，所述响应包括反转退钻、断风停钻，其中，所述钻屑法使用的钻机包括钻杆和钻头，并且所述钻头和钻杆是带卡位的螺旋钻杆配套煤粉钻头，所述钻机在所述判断模块做出动力现象的判断后能够根据所述判断结果做出响应。

在本公开的实施例中，在钻机运行过程中，风压传感器检测数据正常，推力传感器监测数据有所增加，转速传感器监测数据突降为“0”，则所述判断模块判断为“卡钻”，并且采取的响应对策为“反转退钻”。

在本公开的实施例中，在钻机运行过程中，风压传感器与推力传感器监测数据正常，位移传感器监测数据正向突增20％及以上，则所述判断模块判断为“吸钻”，并且采取的响应对策为“断风停钻”。

在本公开的实施例中，在钻机运行过程中，风压传感器监测数据正常，推力传感器监测数据增加，位移传感器监测数据突降为“0”，则所述判断模块判断为“顶钻”，并且采取的响应对策为“反转退钻”。