一種探測區域內巷道圍巖三維地質變化的勘探裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于巷道圍巖勘探領域，具體涉及一種探測區域內巷道圍巖三維地質變化的勘探裝置。
【背景技術】
[0002]巷道圍巖是一個極其復雜的地質體，巖層復雜多變，存在斷層、褶曲等各種復雜的地質構造，一切與圍巖有關的工作，如工作面開采、巷道布置、巷道支護設計等，都離不開對區域內圍巖地質特征的充分了解。探地雷達系統將高頻(100?1000MHz或更高)電磁波以寬頻帶脈沖形式由發射天線向被探測物發射，根據反射波信號的時延形狀及頻譜特性等參數，可以解譯出目標深度、介質結構及性質，在數據處理的基礎上，應用數字圖像的恢復與重建技術，對探測目標進行成像處理，以期達到對探測目標真實和直觀的再現。
[0003]根據電磁波在地下介質的傳播規律，在區域內通過多次布點，探地雷達可以對區域內巖層、空洞、斷層、地質結構、地下水以及地下礦藏等目標進行查找和描述，對區域內的巷道圍巖地質變化形初步的認知，合理的劃分區域內巷道圍巖的類型，著重注意對地質異常區域的處理，指導礦井的綠色安全高效開采。目前區域內巷道圍巖地質變化的探地雷達勘探裝置，存在以下不足:
[0004]①沒有充分考慮連續探測過程中巷道斷面的變化；
[0005]②測線布置少，無法對巷道斷面探測結果進行精確定位；
[0006]③無法形成區域內準確有效的巷道圍巖三維地質變化圖。
【發明內容】
[0007]本發明為了克服上述現有技術的不足，提供了一種探測區域內巷道圍巖三維地質變化的勘探裝置，本裝置能夠解決現有的井下區域內探地雷達勘探裝置勘探過程不穩定、探測結果無法進行精確定位、無法對巷道斷面進行連續精確勘探的問題，有助于形成準確有效的區域內巷道圍巖三維地質變化圖。
[0008]為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案:
[0009]—種探測區域內巷道圍巖三維地質變化的勘探裝置，本裝置包括底座，底座上設置有與底座構成轉動配合的基軸，所述基軸上分別設置有測距儀和收發天線，本裝置還包括驅動基軸轉動的驅動機構。
[0010]優選的，所述底座包括沿著基軸的長度方向分設在基軸兩端的支架，兩支架之間設置有連接彼此的橫桿；所述底座還包括分別固定在兩支架上的承托基座，所述基軸的兩端部分別架設在兩承托基座上；所述承托基座的端面上設有轉動指示角度。
[0011]優選的，所述驅動機構包括電機，所述電機固定在承托基座上，電機的輸出軸軸線與基軸的軸線相平行，所述基軸的外圓周面上在靠近電機輸出軸的一側設置有皮帶輪槽，所述驅動機構還包括連接電機輸出軸和皮帶輪槽的皮帶。
[0012]優選的，所述底座上還設置有使基軸的端部與承托基座固定聯接的固定銷或緊固螺釘。
[0013]進一步的，所述承托基座的端部設置有方位指針。
[0014]優選的，所述基軸呈圓柱狀，基軸的兩端設置有細長桿狀的軸頭，所述軸頭架設在兩承托基座上；所述基座上設置有測距儀卡槽和固定孔，所述測距儀固定在測距儀卡槽處，所述收發天線固設在固定孔處。
[0015]優選的，所述固定孔中穿設固定有固定桿，所述固定桿中套設有伸縮桿，所述伸縮桿與固定桿構成滑動配合，所述固定桿中還設置有驅動伸縮桿沿固定桿的桿長方向滑動的伸縮機構，所述收發天線固定在伸縮桿的桿頭部。
[0016]優選的，所述伸縮桿的桿頭部設置有可旋轉固定托盤，所述可旋轉固定托盤與伸縮桿構成轉動配合；所述收發天線固定在可旋轉固定托盤的上側；所述固定桿上設置有電纜卡槽。
[0017]優選的，所述伸縮機構包括設置在固定桿中的圓柱彈簧，所述圓柱彈簧的一端固定在伸縮桿的底部，另一端固定在固定桿的內部；所述伸縮機構還包括拉線，所述拉線的一端與伸縮桿的底部固接，另一端穿過圓柱彈簧后繞設在固定桿中的纏線輪上；所述纏線輪的伸出在固定桿的一端形成轉動把手；所述纏線輪可沿垂直于固定桿桿長的方向移動，且固定桿上設置有供纏線輪定位的定位卡槽。
[0018]優選的，所述支架上設有滾輪，所述支架在滾輪的旁側設置有定位板，定位板上設有定位孔，所述定位孔處插設有固定鋼釬。
[0019]本發明的有益效果在于:
[0020]I)、本裝置中包括底座、基軸、驅動基軸轉動的驅動機構、測距儀和收發天線。基軸安裝在底座上，底座用于保證測距儀和收發天線在勘探過程中的穩定性，從而確保測距儀和收發天線能夠在探測過程中進行精確的定位；工作時驅動機構驅動基軸轉動，由于測距儀和收發天線都固定在基軸上，因此當基軸轉動時，測距儀和收發天線即可對巷道斷面面積和斷面形狀進行連續精確地觀測，從而有助于形成準確有效的區域內巷道圍巖三維地質變化圖。
[0021]2)、本裝置中的底座上設置有滾輪和固定鋼釬，當需要沿著巷道的縱深方向進行探測時，可以推動底座前進，滾輪的設置極大地降低了探測工作人員的勞動強度；此外，當推送到探測位置時，即可采用固定鋼釬將本裝置固定，從而可以實現多點探測，且能夠實現對巷道斷面探測結果進行精確定位。
[0022]3)、本裝置采用皮帶驅動方式，通過在基座的端部設置皮帶輪槽，不但實現了減速的效果，而且簡化了驅動結構，使得轉動過程較為平穩，確保了探測結果的精確性。
[0023]4)、本裝置中還設置有使基軸的軸頭與承托基座固定聯接的固定銷或緊固螺釘，則當需要在特定位置(也可以理解為基軸轉動時的任意角度)進行探測時，采用固定銷或緊固螺釘使基軸不再轉動即可，進一步可以連續勘探巷道軸線方向的地質狀況，也保證了探測結果的精確性。
[0024]5)、本裝置中的收發天線設置在伸縮桿的桿頭部，伸縮桿和固定桿之間設置有伸縮機構，伸縮機構包括圓柱彈簧、拉線和纏線輪，本裝置利用圓柱彈簧的推力使收發天線與巷道內壁保持緊密接觸；同時利用伸縮桿的自由伸縮，可使設備適應不同的巷道斷面形狀和尺寸；此外，本裝置中的收發天線通過可旋轉固定托盤固定在伸縮桿的桿頭部，從而使得收發天線在巷道斷面內旋轉時具有一定的柔性和調節度，極大地提高了本裝置的適用性。
[0025]6)、本裝置還在固定桿的桿身上設置有電纜卡槽，工作時可將電纜的一端拉直固定在固定趕上，這種結構能夠盡量避免電纜的電磁信號對收發天線的影響，有助于提高探測的精確度。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明的工作狀態結構示意圖。
[0027]圖2為勘探裝置的主視圖。
[0028]圖3為勘探裝置的側視圖。
[0029]圖4為圖3的A-A剖面圖。
[0030]圖5為底座的滾輪結構示意圖。
[0031]圖6a為纏線輪的側視圖。
[0032]圖6b為纏線輪的側剖面圖。
[0033]圖7a為可旋轉固定托盤的主視圖。
[0034]圖7b為可旋轉固定托盤的側視圖。
[0035]圖7c為可旋轉固定托盤的俯視圖。
[0036]圖中附圖標記的含義如下:
[0037]1-三角架2-連接橫桿3-滾輪4-固定孔5-固定鋼釬
[0038]6-承托基座7-端部凹槽8-基軸9-電機10-皮帶
[0039]11-電源控制臺12-固定孔13-固定蓋板14-測距儀卡槽
[0040]15-測距儀16-皮帶輪槽17-方位指針18-U型銷
[0041]19-圓柱彈簧20-固定桿21-伸縮桿22-電纜卡槽
[0042]23-纏線輪24-可旋轉固定托盤25-收發天線
[0043]26-綜合控制電纜27-便攜式主機28-巷道斷面測線
[0044]29-巷道軸向測線軸頭-30拉線-31
【具體實施方式】
[0045]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0046]本裝置包括底座、基軸8、驅動基軸8轉動的驅動機構、固定桿20、伸縮桿21、伸縮機構、測距儀15和收發天線25，下面逐一進行介紹:
[0047]1.底座
[0048]如圖1?4所示，所述底座包括沿著基軸8的長度方向分設在基軸8兩端的支架，支架為三角架1，橫桿2通過螺栓螺母連接在兩個三角架I之間，并將兩個三角架I之間的距離固定。所述底座還包括分別固定在兩個三角架I上的承托基座6，所述承托基座6的端面上設有轉動指示角度和方位指針17。
[0049]如圖1、5所示，三角架I的下側設有滾輪3，三角架I在滾輪3的旁側設置有定位板，定位板上設有定位孔，所述定位孔處插設有固定鋼釬5。需要定位時所述固定鋼釬5穿過固定孔扎入地面并固定整個裝置。
[0050]2.基軸和驅動機構
[0051]如圖2、4所示，所述基軸8呈圓柱狀，所述基軸8的兩端部設置有細長桿狀的軸頭30，兩個軸頭30分別架設在底座的兩個承托基座6上，所述基軸8通過軸頭30與承托基座6構成轉動配合。
[0052]所述基軸8上設置有測距儀卡槽14和固定孔12，所述測距儀15為PD5激光測距儀，測距儀15固定在測距儀卡槽14處；所述固定孔12設置在基軸8的中部，固定桿20插設固定在固定孔12中，所述基軸8上還設置有用于緊固固定桿20的固定蓋板13。收發天線25通過伸縮桿21、固定桿20設置在固定孔12處，。
[0053]如圖1、2、4所示，所述驅動機構包括電機9，所述電機9為直流調速正反轉電機，電機9通過螺母固定在承托基座6的下側。電源控制臺11設置在底座的旁側，所述電源控制臺11可控制電機9的正反轉、電機轉速以及向電機9提供直流電源。
[0054]電機9的輸出軸軸線與基軸8的軸線相平行，所述基軸8的外圓周面上在靠近電機輸出軸的一側設置有皮帶輪槽16，所述驅動機構還包括連接電機輸出軸和皮帶輪槽16的皮帶10。因此所述驅動機構實際為皮帶傳動機構。
[0055]如圖4所示，所述底座上還設置有使基軸8的端部與承托基座6固定聯接的固定銷即U型銷18，所述U型銷18通過承托基座6的端部凹槽7將基軸8的軸頭30卡死，U型銷的設置使得測距儀15和收發天線25能夠在以任意