一种环境自适应性式复合电法勘探系统及治理方法

本发明涉及一种环境自适应性式复合电法勘探系统及瓦斯治理方法，属于地质勘测设备。

背景技术：

1、目前在矿产资源勘测等工作中，尤其是压裂施工作业时，往往需要通过直流勘探系统进行对煤层压裂状态进行勘测作业，针对这一问题当前开发了大量的复合电法勘探装置及相应的勘测方法，但在实际使用中，当前的勘测设备一方面往往需要操作人员现场操作，且勘测设备操作难度及复杂程度均相对较高，在影响勘测效率的同时，也导致勘测作业极易受到自然环境因素干扰，影响了勘测作业的通用性和环境适应性；另一方面当前的直流勘探系统在运行时，往往仅具备单一的勘测手段，从而导致勘测作业灵活性、通用性较低的同时，也导致了勘测作业得到的勘测结果精度相对较差，尤其检测时探针的检测结果极易因与煤层接触面的面积、探针材质与煤层间材质的匹配性能等均会直接导致检测结果偏差较大；

2、此外，当前在进行勘测作业时，检测用探针在进行布设和回收时，作业难度较大，且与岩壁间的摩擦损耗也相对较高，从而造成勘测用探针运行可靠性和使用寿命均受到较大影响。

3、于是，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的实验检测工作经验，提供一种环境自适应性式复合电法勘探系统及勘测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种环境自适应性式复合电法勘探系统及方法，该发明设备结构集成化、模块化程度高，一方面具有良好的自主运行能力，从而有效的提高了勘测作业的自动化、智能化及模块化程度，同时也有效的提高了勘测作业对工作环境的适应性；另一方面在运行中，检测手段灵活，可同时通过不同检测手段实现根据需要满足不同地质结构勘测作业需要的同时，另可通过不同检测手段有效提高检测作业的工作效率和检测精度。

2、为实现上述目的，本发明提供一种环境自适应性式复合电法勘探系统及瓦斯治理方法，其具体结构包括：

3、一种环境自适应性式复合电法勘探系统，包括自走式承载平台、基于机器视觉的导航辅助装置、勘探仪、导向机构、勘探电极及主控电路，其中自走式承载平台外侧面设至少四个环绕其中心均布的基于机器视觉的导航辅助装置，同时基于机器视觉的导航辅助装置所在的自走式承载平台外侧面位置均设至少一个导向机构，且导向机构与自走式承载平台间铰接并与自走式承载平台上端面呈0°—90°夹角，导向机构外侧面另与1—2个勘探电极连接，同时各勘探电极间相互并联，并分别与勘探仪间电气连接，勘探仪至少一个，与主控电路共同与自走式承载平台上端面连接，同时主控电路分别与自走式承载平台、基于机器视觉的导航辅助装置、勘探仪及导向机构间电气连接。

4、进一步的，所述勘探仪包括复合电法仪、频率域电法仪、时间域电法仪、电子开关电路，所述复合电法仪、频率域电法仪、时间域电法仪均至少一个，且各复合电法仪、频率域电法仪、时间域电法仪间并联，并分别通过电子开关电路与主控电路和各勘探电极电气连接，同时所述勘探电极另与主控电路电气连接。

5、进一步的，所述导向机构包括导向柱、导向滑套、滑块、驱动齿轮、驱动齿条、转台机构及驱动电机，其中所述导向滑套外侧面通过转台机构与自走式承载平台外侧面铰接，且导向滑套包覆在导向柱外并与导向柱同轴分布，且导向柱、导向滑套间滑动连接，所述导向柱为轴向截面呈矩形的柱状结构，所述导向柱外侧面设至少两条与其轴线平行分布的驱动齿条，且导向柱的后端面及前端面位置均设一条驱动齿条，其中维护导向柱后端面的驱动齿条与一个驱动齿轮啮合连接，且该驱动齿轮嵌于导向滑套内侧面中，并通过驱动电机与导向滑套内侧面连接，所述导向柱前端面的驱动齿条与一个驱动齿轮间啮合连接，且与导向柱前端面连接的驱动齿轮嵌于滑块内并通过驱动电机与滑块连接，所述滑块后端面设横断面呈“凵”字形的导向槽，滑块通过导向槽包覆在导向柱前端面外并导向柱间滑动连接，同时所述滑块前端面与转台机构连接并通过转台机构与勘探电极间铰接，所述驱动电机均与主控电路电气连接。

6、进一步的，所述导向柱为至少两级伸缩柱结构，同时所述导向柱两端另设与其同轴分布的钻孔设备，所述钻孔设备另与主控电路电气连接。

7、进一步的，所述勘探电极包括定位架、驱动柱、检测探针、绝缘防护套、接线端子、超声波振荡机构、压力传感器，其中所述定位架为“凵”字形框架结构，所述驱动柱定位架的槽底连接并与定位架同轴分布，同时驱动柱上端面位于定位架外，下端面位于定位架内，同时所述驱动柱下端面与绝缘防护套外侧面连接，且绝缘防护套轴线与驱动柱轴线平行分布，所述绝缘防护套为圆柱体管状结构，所述绝缘防护套包覆在检测探针外并与检测探针间同轴分布，且检测探针与绝缘防护套间滑动连接，所述检测探针长度为绝缘防护套长度的至少1.3倍，且检测探针上端面位于绝缘防护套上端面外并与接线端子电气连接，所述接线端子另通过导线与勘探仪电气连接，所述超声波振荡机构至少两个，与绝缘防护套外侧面连接，且各超声波振荡机构环绕绝缘防护套轴线呈螺旋状分布，同时各超声波振荡机构均与主控电路间电气连接，所述压力传感器至少一个，位于绝缘防护套与驱动柱连接位置处，并分别与绝缘防护套及驱动柱连接，同时压力传感器与主控电路间电气连接。

8、进一步的，所述定位架包括横梁、承载臂、防滑锥、压力传感器，其中所述横梁两端与承载臂连接并垂直分布，横梁、承载臂构成“凵”字形框架结构，同时所述驱动柱与横梁间连接并与横梁垂直分布，所述承载臂下端面通过压力传感器与至少一条防滑锥连接，所述防滑锥轴线与承载臂轴线平行分布，同时所述防滑锥为圆锥体结构，其最大直径不大于10毫米。

9、进一步的，所述定位架另设辅助调节机构，所述辅助调节机构包括蠕动泵、储液罐、引流管、密封盖及导流口，所述蠕动泵、储液罐均与定位架外侧面连接，且蠕动泵通过引流管分别与储液罐和导流口连通，所述导流口嵌于密封盖内并与绝缘防护套上端面连通，同时所述密封盖包覆在绝缘防护套上端面外并与绝缘防护套同轴分布。

10、进一步的，所述定驱动柱为液压伸缩柱、气压伸缩柱及电动伸缩柱中的任意一种。

11、进一步的，所述检测探针包括导电金属基体、导电金属环、绝缘护套、导线，其中所述导电金属基体为圆柱体结构，所述导电金属环至少两个，各导电金属环通过绝缘护套包覆在导电金属基体外并与导电金属基体同轴分布，且导电金属环沿导电金属基体轴线方向分布，所述绝缘护套为与导电金属基体同轴分布的柱状结构，绝缘护套内设与其同轴分布的装配孔，并通过装配孔包覆在导电金属基体外，所述绝缘护套外侧面设一条横断面呈矩形的收纳槽，且收纳槽为与绝缘护套同轴分布的闭合环状结构，所述导电金属环嵌于收纳槽内并通过收纳槽与绝缘护套间连接，同时导电金属环与绝缘护套外侧面间平齐分布，所述导电金属基体上端面通过绝缘护套与接线端子连接，同时另与接线端子间电气连接，所述导电金属环之间及导电金属环与导电金属基体间并联，各导电金属环分别通过导线与接线端子电气连接。

12、一种环境自适应性式复合电法勘探系统的使用方法，包括如下步骤：

13、第一步，系统配置，首先根据勘测作业的需要，设置自走式承载平台所连接的勘测仪数量及每个勘测仪对应连接的勘探电极的数量，然后将个勘探电极通过导向机构与自走式承载平台间连接，最后将自走式承载平台通过主控电路与外部的远程控制系统间建立数据连接，同时由外部的远程控制系统根据检测需要初步设置自走式承载平台运行导航路线；

14、第二步，自主运行定位，完成第一步后，自走式承载平台根据第一步设定的运行导航路线自主行走运行，并在行走运行中通过基于机器视觉的导航辅助装置对运行路径环境进行同步监控，实时对自走式承载平台运行状态进行修正导航，同时将自走式承载平台运行数据同步反馈至外部的远程控制系统；

15、第三步，勘测作业，在自走式承载平台运行至设定工作位置处后，首先通过基于机器视觉的导航辅助装置对勘测位置进行现场确认，然后由主控电路在基于机器视觉的导航辅助装置协助下驱动导向机构运行，由导向机构将其所连接的勘探电极工作位置调整至指定工作位置，并使勘探电极嵌入至勘测位置的煤层内，最后由主控电路驱动勘探仪，由勘探仪通过勘探电极进行勘测作业即可。

16、与现有技术相比，本发明设备结构集成化、模块化程度高，一方面具有良好的自主运行能力，从而有效的提高了勘测作业的自动化、智能化及模块化程度，同时也有效的提高了勘测作业对工作环境的适应性；另一方面在运行中，检测手段灵活，可同时通过不同检测手段实现根据需要满足不同地质结构勘测作业需要的同时，另可通过不同检测手段有效提高检测作业的工作效率和检测精度。