[实用新型]一种煤系地层三维定向瓦斯抽放装置

说明书

本实用新型属于瓦斯抽采技术领域，公开了一种煤系地层三维定向瓦斯抽放装置，电动机前端设置有钻杆，钻杆一侧设置有钻头；钻杆靠近电动机端设置有激光位移传感器和三轴陀螺仪，钻杆靠近钻头端设置有反射板；激光位移传感器和三轴陀螺仪通过数据线连接有信息采集终端，由陀螺仪和激光位移传感器获取的角度和位移数据，通过数据线返回信息采集终端，再由绘图软件实时反演钻孔的三维空间轨迹。激光位移传感器具有速度快，精度高，量程大，稳定性强等优点；三轴陀螺仪具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点；在抽放瓦斯的钻孔设备中搭载了用于测量钻孔方位角的陀螺仪和测量位移的激光位移传感器，从而实现了钻孔的有效定位。

技术领域

本实用新型属于瓦斯抽采技术领域，尤其涉及一种煤系地层三维定向瓦斯抽放装置。

背景技术

目前，随着我国经济发展对煤炭资源需求的增长，煤矿开采逐渐向深部推进。含瓦斯煤层地质条件复杂，瓦斯含量高、抽采难度大，极大地阻碍了煤炭开采企业的安全生产。

目前，人们常采用预抽煤层瓦斯的方式来降低瓦斯的含量，进而防止煤与瓦斯突出等灾害事故。但由于现有技术的限制，抽放瓦斯的钻孔难以按照实际设计的方位钻进，使得煤层瓦斯抽采效率降低、瓦斯排放量不足，形成了潜在的危害和一定的资源浪费。为了确保抽放瓦斯钻孔的精准排布，需要一种特殊的技术手段来确定钻孔的方位和深度。现有的技术能够掌握钻孔的深度，但在控制钻孔方位方面还有待完善。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：抽放瓦斯的钻孔难以按照实际设计的方位钻进，使得煤层瓦斯抽采效率降低、瓦斯排放量不足，形成了潜在的危害和一定的资源浪费。

解决以上问题及缺陷的难度为：施工过程中机器振动导致钻杆出现较大幅度的摆动，或者钻杆安装不垂直，均容易造成偏孔现象，且钻杆安装节数越多，偏孔现象越严重。

解决以上问题及缺陷的意义为：若能严格按照设计的方位布置钻孔，不但能大大提高抽采的效率，减少气体资源的浪费，而且在充分抽采瓦斯后，还可以降低煤层中的瓦斯压力，从而减少煤与瓦斯的突出事故。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种煤系地层三维定向瓦斯抽放装置。

本实用新型是这样实现的，一种煤系地层三维定向瓦斯抽放装置设置有：

电动机；

所述电动机前端设置有钻杆，所述钻杆一侧设置有钻头；所述钻杆靠近电动机端设置有激光位移传感器和三轴陀螺仪，所述钻杆靠近钻头端设置有反射板。

进一步，所述激光位移传感器和三轴陀螺仪通过数据线连接有信息采集终端。

结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：

第一、本实用新型的激光位移传感器发射大量激光脉冲至反射板并返回至接收器，然后内置处理器自行记录脉冲经历的时间，从而计算出激光传感器与反射板的距离值，进一步可得出钻孔深度。激光位移传感器具有速度快，精度高，量程大，稳定性强等优点。

第二、本实用新型的三轴陀螺仪中高速旋转的转子在没有外力矩的情况下，其角动量大小和方向在惯性空间保持不变，即转轴的指向不随承载它的外框架旋转而发生变化。将其陀螺仪外框架的外轴承固定在钻杆连接发动机的一端，并保持钻杆的轴线与外框架轴线平行，在钻杆的方位发生变化时，钻杆在空间上的角度可由外框架的内外轴承测量出来。钻杆方向由钻杆与三维平面的各个夹角表示，在钻进的任一时刻这三个角度可通过三轴陀螺仪精确测量。三轴陀螺仪具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。