煤矿井下探水钻孔监测系统的制作方法

本实用涉及一种监测系统，具体涉及一种煤矿井下探水钻孔监测系统。

背景技术：

为了加强煤矿探放水工作，杜绝重大水害事故的发生，在对相关煤层进行开采前需要用钻孔机进行钻孔试验。钻孔深度和角度是非常重要的参数，决定水是否能按设计要求得到抽排。目前，现有技术中，钻孔深度和角度检测主要由钻机操作人员或验收人员进行人工检测，而管理人员检查时也不可能面面俱到，尤其无法保证钻孔深度和角度满足相关要求。为了保证施工安全，管理人员只能更加频繁详细的下去检查。因此，人工检测方式的效率较低、误差较大，而且不能实现随钻随测，实时性较差。

技术实现要素：

本实用新型解决了现有技术不足，提供了一种利用视频实时监测钻进次数计算出钻探的深度以及通过钻孔检测设备中倾角传感器实时检测钻孔角度并能及时在视频中实时显示钻孔深度及角度的煤矿井下探水钻孔监测系统。

本实用新型为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种煤矿井下探水钻孔监测系统，包括设在巷道钻机平台钻杆端的用于检测钻孔深度及倾角的钻孔检测设备、处于巷道钻机的卡盘处与钻孔检测设备匹配的强磁铁及设在巷道钻机顶部与巷道钻机平行的摄像仪，所述钻孔检测设备与摄像仪分别与井下环网无线交换机一端连接，所述井下环网无线交换机另一端通过地面环网交换机一端连接，所述地面交换机另一端分别与矿端的视频叠加器、硬盘录像机及录入端连接，同时通过煤炭专网分别与上级单位视频管理平台、视频存储器、业务服务器、时间同步服务器及查看端连接。本实用新型在钻机钻进作业时，若钻杆钻至末端接近钻孔检测设备时，钻孔检测设备则会与强磁铁有一次吸合，同时钻孔检测设备将此吸合信号及倾角信息传递给无线交换机，无线交换机接收到信号后，将信号传递给摄像仪，此时摄像仪将拍摄的视频传递给无线交换机，无线交换机将视频及倾角同时传递给地面环网交换机，地面环网交换机将信息传递给矿端视频叠加器及硬盘录像机，同时通过煤炭专网传递给上级单位的视频管理平台供上级单位进行查看和监督。

所述钻孔检测设备包括测量倾角的倾角传感器、与强磁铁匹配的常开型接近开关、无线开关模块、RS485转WIFI模块。所述钻孔检测设备通过倾角传感器进行倾角测量，在常开型接近开关与强磁铁吸合后，将开关信号传输给无线开关量模块，倾角传感器及无线开关量模块同时将信号发送给KJJ12矿用本安型无线交换机。

所述井下环网无线交换机为KJJ12矿用本安型无线交换机，所述无线交换机包括无线开关量模块、开关量采集模块、无线交换机板、光纤收发器、矿用隔爆兼本安型电源。所述KJJ12矿用本安型无线交换机内部无线开关量采集模块接收到开关信号，通过开关量采集模块处理将数据转化成网络信号，此时监控摄像头直接接收网络信号并将拍摄视频通过无线交换机传递给地面环网交换机。

所述摄像仪为KBA153矿用本安型摄像仪，且设有两台，其中一台摄像仪处于巷道钻机正上方，主要用于监测钻机钻进操作的具体细节部分；另一台摄像仪处于巷道钻机后侧5～8米的侧上方，摄像头正中心对着钻机，主要用来拍摄钻机钻进时，人、机器的整体工作情况。

本实用新型在钻机进行钻孔时，通过钻杆的动作，钻孔检测设备将动作信号及检测的倾角传递给无线交换机，无线交换机再将信号传递给摄像仪，摄像仪将拍摄的视频传递给无线交换机，无线交换机将视频及倾角传递给地面环网交换机，地面环网交换机将视频及倾角传递给矿端视频叠加器和硬盘录像机，同时将视频及倾角信息传递给上级单位的视频平台供上级单位进行查看；视频叠加器对接收的信号进行分析处理，统计钻杆倾角，钻进次数，并计算出钻孔深度，在视频中显示出钻杆倾角和钻孔深度；再利用图像识别技术对视频中的钻杆进行识别并计算出钻杆数量，从而得出钻孔深度，图像中计算出的钻孔深度与通过钻孔检测设备得出的钻孔深度进行校验，校验结果可在视频中显示出来。

本实用新型提高了煤矿井下钻孔深度及倾角检测的效率及准确度，并且实现随钻随测，发现不符合要求的操作，能够及时制止，严防事故的发生。本实用新型也利于上级机构监督矿井探水严格按照探水设计进行施工钻孔，确保探水严格落实煤矿探水作业相关安全规程，对探水作业实行全过程监控管理，保证探水作业的安全性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：

图1 本实用新型整体架构图。

图2 摄像仪安装结构示意图。

图3 钻孔检测设备安装结构示意图。

附图标记说明：1、巷道钻机平台，2、钻孔检测设备，3、强磁铁。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1及3所示，一种煤矿井下探水钻孔监测系统，包括设在巷道钻机平台1钻杆端的用于检测钻孔深度及倾角的钻孔检测设备2、处于巷道钻机的卡盘处与钻孔检测设备匹配的强磁铁3及设在巷道钻机顶部与巷道钻机平行的摄像仪，所述钻孔检测设备与摄像仪分别与井下环网无线交换机一端连接，所述井下环网无线交换机另一端通过地面环网交换机一端连接，所述地面交换机另一端分别与矿端的视频叠加器、硬盘录像机及录入端连接，同时通过煤炭专网分别与上级单位视频管理平台、视频存储器、业务服务器、时间同步服务器及查看端连接。本实用新型在钻机钻进作业时，若钻杆钻至末端接近钻孔检测设备时，钻孔检测设备则会与强磁铁有一次吸合，同时钻孔检测设备将此吸合信号传递给无线交换机，无线交换机接收到信号后，将信号传递给摄像仪，此时摄像仪将拍摄的视频通过无线交换机及地面环网交换机传递给矿端视频叠加器及硬盘录像机，地面环网交换机同时通过煤炭专网传递给上级单位的视频管理平台供上级单位进行查看和监督。

所述钻孔检测设备包括测量倾角的倾角传感器、与强磁铁匹配的常开型接近开关、无线开关模块、RS485转WIFI模块。所述钻孔检测设备通过倾角传感器进行倾角测量，在常开型接近开关与强磁铁吸合后，将开关信号传输给无线开关量模块，无线开关量模块将开关信号发送给KJJ12矿用本安型无线交换机。

所述井下环网无线交换机为KJJ12矿用本安型无线交换机，所述无线交换机包括无线开关量模块、开关量采集模块、无线交换机板、光纤收发器、矿用隔爆兼本安型电源。所述KJJ12矿用本安型无线交换机内部无线开关量采集模块接收到开关信号，通过开关量采集模块处理将数据转化成网络信号，此时监控摄像头直接接收网络信号并将拍摄视频通过无线交换机传递给地面环网交换机。

所述摄像仪为KBA153矿用本安型摄像仪，且设有两台，其中一台摄像仪处于巷道钻机正上方，主要用于监测钻机钻进操作的具体细节部分；另一台摄像仪处于巷道钻机后侧5～8米的侧上方，摄像头正中心对着钻机，主要用来拍摄钻机钻进时，人、机器的整体工作情况。

如图1及3所示，本实用新型工作原理如下：

本实用新型在钻机钻进作业时，若钻杆钻至末端接近钻孔检测设备时，钻孔检测设备内常开型接近开关闭合，将开关信号传输给无线开关量模块，无线开关量模块将开关信号发送给KJJ12矿用本安型无线交换机，行程进行一次，则钻孔深入1米，同时钻孔检测设备中倾角传感器将巷道平台的倾斜角度转化成RS485信号，通过485转WIFI模块连接到KJJ12矿用本安型无线交换机。

KJJ12矿用本安型无线交换机内部无线开关量采集模块接收到开关信号，通过开关量采集模块处理将数据转化成网络信号，此时监控摄像头直接接收网络信号并将拍摄视频传递给无线交换机，无线交换机同时将倾角及视频传递给地面环网交换机，地面环网交换机将视频及倾角传输到矿端视频叠加器、硬盘录像机中，同时通过煤炭专网将接收到的视频传输上级单位的视频管理平台；视频叠加器对接收的信号进行分析处理，统计钻杆倾角，钻进次数，并计算出钻孔深度，在视频中显示出钻杆倾角和钻孔深度；再利用图像识别技术对视频中的钻杆进行识别并计算出钻杆数量，从而得出钻孔深度，图像中计算出的钻孔深度与通过钻孔检测设备得出的钻孔深度进行校验，校验结果可在视频中显示出来。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。应当理解，以上的描述意图在于说明而非限制。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。此外，根据本实用新型的启示可以做出很多改型以适于具体的情形或材料而没有偏离本实用新型的范围。通过阅读上述描述，权利要求的范围和精神内的很多其它的实施例和改型对本领域技术人员是显而易见的。