一種智能化鉆孔裂隙再現攝像投影教學模型及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鉆孔裂隙再現教學模型及方法，尤其是一種適用于鉆孔裂隙觀測的智能化鉆孔裂隙再現攝像投影教學模型及方法。
【背景技術】
[0002]鉆孔觀測是勘察巷道圍巖結構的重要方法，在巷道圍巖地質力學測試中，鉆孔中的裂隙發育程度可以反映巖層結構，巖層強度、地應力大小，用于煤礦(井下)觀測采場壓力顯現規律，頂板控制，圍巖控制，巖層性質等。在我國地下巖體內部裂隙的觀測研究方法主要有鉆孔巖芯法、超聲成像法、鉆孔攝像法及流量測井法等，其中，使用鉆孔攝像儀實際觀察煤巖體的結構，對節理、裂隙發育情況進行分析，是最簡捷、方便、低成本的方法。目前，考慮到礦井安全和生產條件，現場施工中的鉆孔觀測無法應用到教學當中，在保證教學安全和觀測到真實性的前提下，有必要提供一種教學模型，以解決可再現鉆孔裂隙的發育情況，可供觀測裂隙的埋深、傾向、傾角、寬度、裂隙面的粗糙度、充填物等性質的問題。
【發明內容】
[0003]技術問題:本發明的目的是為了展示出鉆孔裂隙的發育形態，提供一種結構簡單、成本低廉、直觀性好的智能化鉆孔裂隙再現攝像投影教學模型及方法。
[0004]技術方案:本發明智能化鉆孔裂隙再現攝像投影教學模型，包括支撐架、經轉筒軸設在支撐架上的轉筒，所述支撐架的一側設有與轉筒軸相連的皮帶傳動機構，皮帶傳動機構一側設有控制器和巖層鉆孔探測器；所述轉筒軸連接皮帶傳動機構一側設有與巖層鉆孔探測器導線相連的探測鏡筒，探測鏡筒前端帶有攝像頭，探測鏡筒經鏡筒支架固定在支撐架上；所述轉筒的兩端分別設有連接有多個支承桿的金屬環，金屬環與轉筒內壁之間均布有多根透明塑料管，多根透明塑料管上分別包裹有實驗需要的不同裂隙圖案蠟光紙。
[0005]所述皮帶傳動機構包括電機、經皮帶傳動的上下傳動輪，上傳動輪與轉筒軸相連，下傳動輪與控制電機軸相連。
[0006]所述控制器包括臺柜、設在臺柜上的控制面板、與控制面板相連的單片機和繼電器。
[0007]所述巖層鉆孔探測器包括探測儀、連接在探測儀上的投影儀。
[0008]所述裂隙圖案蠟光紙是由真實鉆孔裂隙拍攝圖案印刷到蠟光紙制作而成。
[0009]所述探測鏡筒的直徑小于透明塑料管的直徑。
[0010]所述多根透明塑料管為6?10根。
[0011]使用上所述教學模型的智能化鉆孔裂隙再現攝像投影方法，包括如下步驟:
[0012]a、將實驗所需的不同的裂隙圖案蠟光紙包裹在多個透明塑料管的外管壁上，以模擬真實鉆孔中不同的裂隙發育形態，將包裹好不同裂隙圖案蠟光紙的多個透明塑料管均布固定在金屬環與轉筒內壁之間；
[0013]b、將探測鏡筒伸入到某個透明塑料管內部，然后通過拉伸探測鏡筒，即可拍攝到透明塑料管外管壁不同位置處的裂隙圖案；
[0014]c、通過控制面板啟動電機，由繼電器和單片機控制電機的轉動頻率以及轉動的時間，電機驅動皮帶傳動機構帶動轉筒軸使轉筒轉動；
[0015]d、通過轉筒轉動使各透明塑料管的角度位置發生改變，探測鏡筒可實時拍攝不同角度位置包裹有裂隙圖案蠟光紙的透明塑料管轉動時的裂隙變化圖案；
[0016]e、探測鏡筒將拍攝到的裂隙圖案信息傳遞給探測儀，通過探測儀將拍攝到的影像傳輸給投影儀，由投影儀播出鉆孔裂隙圖案的投影，從而實現鉆孔裂隙圖案的拍攝和觀測。
[0017]有益效果:由于采用了上技術方案，本發明通過鉆孔裂隙觀測教學模型，可形象的表現出煤巖體鉆孔的裂隙發育情況，同時也可以方便快捷安全的實現對巷道圍巖結構的勘察。通過對鉆孔中的裂隙發育程度的顯示，可以形象的反映出巖層結構以及裂隙發育的情況，對觀測采場壓力顯現規律、頂板控制、圍巖控制、巖層性質等分析提供了依據。通過教學模型，可再現鉆孔裂隙的發育情況，供觀測裂隙的埋深、傾向、傾角、寬度、裂隙面的粗糙度、充填物等巖層的內部情況。其結構簡單，操作方便，使用效果好。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的結構示意圖；
[0019]圖2是圖1中巖層鉆孔探測儀不意圖；
[0020]圖3是裂隙圖案蠟光紙示意圖；
[0021]圖中:1 一探測鏡筒；2—金屬環；3—轉筒；4一透明塑料管；5—轉筒軸；6—支承桿；7—支撐架；8—臺柜；9一控制面板；10—傳動皮帶；11一傳動輪；12—鏡筒支架；13—電機；14一導線；15—繼電器；16—單片機；17—巖層鉆孔探測儀；18—投影儀；19一裂隙圖案蠟光紙。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述:
[0023]本發明的智能化鉆孔裂隙再現攝像投影教學模型，主要由探測鏡筒1、金屬環2、轉筒3、透明塑料管4、轉筒軸5、支承桿6、支撐架7、臺柜8、控制面板9、傳動皮帶10、傳動輪11、鏡筒支架12、電機13、導線14、繼電器15、單片機16、巖層鉆孔探測儀17、投影儀18、裂隙圖案蠟光紙19組成；支撐架7上設有轉筒3，轉筒3經轉筒軸5安裝在支撐架7上，所述支撐架7的一側設有與轉筒軸5相連的皮帶傳動機構，皮帶傳動機構包括電機13、經皮帶傳動的上下傳動輪11，上傳動輪與轉筒軸5相連，下傳動輪與控制電機軸相連。皮帶傳動機構一側設有控制器和巖層鉆孔探測器；所述轉筒軸5連接皮帶傳動機構一側設有與巖層鉆孔探測器導線相連的探測鏡筒1，探測鏡筒1前端帶有攝像頭，探測鏡筒1經鏡筒支架12固定在支撐架7上；所述轉筒3的兩端分別設有連接有多個支承桿6的金屬環2，金屬環2與轉筒3內壁之間均布有多根透明塑料管4，多根透明塑料管4上分別包裹有實驗需要的不同裂隙圖案蠟光紙19，多根透明塑料管4為6?10根。所述裂隙圖案蠟光紙19是由真實鉆孔裂隙拍攝圖案印刷到蠟光紙制作而成；所述探測鏡筒1的直徑小于透明塑料管4的直徑；所述控制器包括臺柜8、設在臺柜8上的控制面板9、與控制面板9相連的單片機16和繼電器15。所述巖層鉆孔探測器包括探測儀17、連接在探測儀17上的投影儀18。
[0024]所述的轉筒軸5與傳動輪11焊接在一起，傳動輪11帶動轉筒軸5轉動，所述支承桿6焊接在金屬環2上，通過金屬環2進行加固使裂隙圖案蠟光紙19將透明塑料管4的外管壁緊貼包裹住，所述裂隙圖案蠟光紙19是將真實鉆孔裂隙拍攝圖案印刷到蠟光紙上面制作而成，使用裂隙圖案蠟光紙19包裹在透明塑料管4的外管壁上，用以模擬真實鉆孔的裂隙發育形態，將包裹好裂隙圖案蠟光紙