CN110821430B - 一种用于钻孔摄像孔口固定装置及安装方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于钻孔摄像孔口固定装置及安装方法，包括承载托盘，所述承载托盘设置于岩体地表面上，在岩体上钻有竖直钻孔，所述承载托盘的圆弧面设置有弧形外钢板，弧形外钢板内侧设置有内钢环，内钢环底端与弧形外钢板底端通过钢丝网连接，所述内钢环与弧形外钢板之间设置有膨胀药卷。一种用于钻孔摄像孔口固定装置的安装方法，包括以下步骤：步骤1：钻竖直钻孔；步骤2：清理竖直钻孔并放置固定装置；步骤3：放置膨胀药卷；步骤4：固定固定装置；步骤5：调整固定装置位置；步骤6：安装读尺装置及深度编码器；步骤7：进行钻孔摄像测量；步骤8：测试后拆除固定装置。膨胀药卷与水反应挤压岩体，膨胀药卷和内外钢环及岩体形成一个密实地硬化整体。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程钻孔摄像测试技术领域，具体涉及一种用于钻孔摄像孔口固定装置及安装方法。
背景技术
地下岩体是由不同组结构面交错而形成的岩石块体组成，结构面在岩体中的发育特征与分布形态构成了岩体的结构，结构面发育在岩体内部，难以直接观测，更无法获得它们的各种几何参数，针对此类问题，测量人员基于360°数字钻孔摄像技术，从图像上可以得到包括结构面倾向、倾角、位置深度和裂隙宽度等相关技术参数，为开展地下岩体结构探测与分析提供了较好的手段。钻孔摄像技术目前已广泛应用于岩土工程(地下采场、地下水电站、深部隧道)等领域。常用的钻孔摄像装置主要是数字式全景钻孔摄像***，***摄像探头中的锥面反射镜获取到360°钻孔孔壁的图像信息，深度编码器获取摄像探头的位置信息，经过测量及后期的数据处理与分析，最终获得360°钻孔孔壁的全景图像。科研人员从结构面的形状、宽度、颜色、交错关系以等方面进行了深部结构面类型识别和发育特征研究，分析了大小规模结构面的相关性，提出了地下工程岩体结构面产状的统计方法。可见，有针对性的结构面探测技术和统计方法是开展地下结构面研究的重要内容。
现有钻孔摄像测量竖直孔是用三脚架固定住，然后用螺丝在三脚架上固定深度传感器，现场由于湿度、灰尘等问题，经过长时间使用会使固定装置产生生锈等问题，螺丝拧不紧会出现测量抖动不精确的问题，甚至会出现螺纹拧不上的情况。
发明内容
针对传统钻孔摄像测试方法的缺陷进行改良,目前使用的钻孔摄像探头大部分是直径5.3cm、长40.0cm的圆柱体形状的光学钻孔摄像探头,本发明将改变传统孔测试方法的安置方法,能更加准确的得到钻孔摄像图像,能够更加科学方便进行钻孔摄像测试，对钻孔摄像提取的视频及图片识别岩体节理裂隙等参数具有重要的意义，可以更加准确地分析在钻孔内同等距离岩体完整情况。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于钻孔摄像孔口固定装置，包括承载托盘、内钢环、弧形外钢板及钢丝网，所述承载托盘设置于岩体地表面上，在岩体上钻有竖直钻孔，竖直钻孔的内径大于钻孔摄像头直径设置，所述承载托盘的圆弧面设置有弧形外钢板，弧形外钢板内侧设置有内钢环，内钢环底端与弧形外钢板底端通过钢丝网连接，所述内钢环与弧形外钢板之间设置有膨胀药卷。
所述弧形外钢板共有四块，其中两块对称设置的弧形外钢板的弧度大于另外两块对称设置的弧形外钢板的弧度。
所述内钢环上端面开设有螺纹孔。
一种用于钻孔摄像孔口固定装置的安装方法，包括以下步骤：
步骤1：在露天矿石的边坡或采场台阶处用钻机打一个30-50m深的竖直钻孔；
步骤2：清理竖直钻孔周边的浮渣，使得竖直钻孔周边没有凸起，将固定装置放到竖直钻孔内；
步骤3：然后把适量膨胀药卷放置于内钢环与弧形外钢板之间；
步骤4：顺着竖直钻孔往膨胀药卷上注入一定量的水，静置一段时间，膨胀药包膨胀与内钢环、弧形外钢板及岩体形成一个密实地硬化整体；
步骤5：将用于孔口的固定装置调整水平，并且保证测量装置轴线与竖直钻孔轴线重合；
步骤6：在固定装置的内钢圈上表面放置测量钻孔摄像装置的读尺装置，并通过螺栓与内钢环上的螺纹孔配合将读尺装置固定，同时在内钢环的上表面安装钻孔摄像的深度编码器；
步骤7：进行钻孔摄像测量，将钻孔摄像探头与信号线连接号好，再将信号线、深度编码器与钻孔摄像主机相连，进行竖直孔钻孔摄像测试；
步骤8：测试结束后，将水洒在固定装置的膨胀药卷上，静置一段时间后，进行固定装置拆除，回收再利用。
本发明的有益效果：
1、膨胀药卷与水进行反应对钻孔周围的岩体有挤压的作用，膨胀药卷和内外钢壁环及岩体形成一个密实地硬化整体；
2、在进行钻孔摄像测试时，此装置可以完全固定在孔口位置，连接读数装置后，避免读尺装置的晃动等不利因素；
3、四个装置拖座放置在钻孔地表，可以更好的使装置在固定之前处于居中位置，也可以更好的固定装置；
4、此套装置可以更好的进行钻孔摄像测量，可以方便、精准的得到展开图像或三维立体图像，可以更清晰反映测点出的岩体节理裂隙发育情况，更准确表示出钻孔摄像所成图片。
5、本发明主要优点在于可进行回收、适用性强、能准确测量钻孔摄像图像深度，图像与现场岩体实际地质情况更符合。实现了井下钻孔内地质信息的数字化，且操作简单、图像清晰,可对井下钻孔进行全方位的观测成像。对于深部孔口测量时，孔口固定装置测量精度更加明显，解决了传统钻孔摄像技术固定深度传感器不精确作业的技术难题,使钻孔成像技术及装置得到了实质性的进展。
附图说明
图1为本发明用于钻孔摄像孔口固定装置主视图；
图2为本发明用于钻孔摄像孔口固定装置俯视图；
1-承载托盘，2-内钢环，3-膨胀药卷，4-弧形外钢板，5-钢丝网，6-竖直钻孔，7-岩体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施对本发明进一步详细说明。
如图1和图2所示，一种用于钻孔摄像孔口固定装置，包括承载托盘1、内钢环2、弧形外钢板4及钢丝网5，所述承载托盘1设置于岩体7地表面上，承载托盘1用于拖住固定装置以免掉进竖直钻孔6内，在岩体7上钻有竖直钻孔6，竖直钻孔6的深度根据测试情况及所需测试岩体7结果的情况而定，竖直钻孔6的内径大于钻孔摄像头直径设置，所述承载托盘1的圆弧面设置有弧形外钢板4，所述弧形外钢板4共有四块，其中两块对称设置的弧形外钢板4的弧度大于另外两块对称设置的弧形外钢板4的弧度，弧形外钢板4内侧设置有内钢环2，内钢环2上端面开设有螺纹孔，内钢环2底端与弧形外钢板4底端通过钢丝网5连接，所述内钢环2与弧形外钢板4之间设置有膨胀药卷3，膨胀药卷3的数量根据竖直钻孔6的内径而定。
膨胀药卷3安装完毕后加入水进行反应，膨胀药卷3中的膨胀剂与水反应后形成具有高强度与硬度的硬化体，并且与竖直钻孔6内壁岩体7密实地结合在一起。
一种用于钻孔摄像孔口固定装置的安装方法，包括以下步骤：
步骤1：在露天矿石的边坡处用90mm钻机打一个40m深的竖直钻孔6；
步骤2：清理竖直钻孔6周边的浮渣，并处理竖直钻孔6表面的渣块，使得竖直钻孔6周边没有凸起并保持干净，将固定装置放到竖直钻孔6内，并通过其上的四个承载托盘1拖住竖直钻孔6内部分；
步骤3：根据竖直钻孔6的具体情况，把十五包膨胀药卷3放置于内钢环2与弧形外钢板4之间，并摆放整齐；
步骤4：顺着竖直钻孔6往膨胀药卷3上注入1Kg的水，静置10min，膨胀药包膨胀与内钢环2、弧形外钢板4及岩体7形成一个密实地硬化整体；
步骤5：将用于孔口的固定装置调整水平，并且保证装置轴线与竖直钻孔6轴线重合；
步骤6：在固定装置的内钢圈上表面放置测量钻孔摄像装置的读尺装置，并通过螺栓与内钢环2上的螺纹孔配合将读尺装置固定，可以实验后拆卸下来，方便使用，同时在内钢环2的上表面安装钻孔摄像的深度编码器，可稳定的进行数据测试；
步骤7：进行钻孔摄像测量，将钻孔摄像探头与信号线连接好，再将信号线、深度编码器与钻孔摄像主机相连，进行竖直孔钻孔摄像测试；
步骤8：测试结束后，将2Kg水洒在固定装置的膨胀药卷3上，静置10min后，进行固定装置拆除，回收再利用。
Claims (3)
1.一种用于钻孔摄像孔口固定装置，其特征在于，包括承载托盘、内钢环、弧形外钢板及钢丝网，所述承载托盘设置于岩体地表面上，在岩体上钻有竖直钻孔，竖直钻孔的内径大于钻孔摄像头直径设置，所述承载托盘的圆弧面设置有弧形外钢板，所述弧形外钢板共有四块，其中两块对称设置的弧形外钢板的弧度大于另外两块对称设置的弧形外钢板的弧度，弧形外钢板内侧设置有内钢环，内钢环底端与弧形外钢板底端通过钢丝网连接，所述内钢环与弧形外钢板之间设置有膨胀药卷； 将固定装置调整水平，并且保证固定装置轴线与竖直钻孔轴线重合。
2.根据权利要求1所述的一种用于钻孔摄像孔口固定装置，其特征在于：所述内钢环上端面开设有螺纹孔。
3.一种如权利要求1所述的用于钻孔摄像孔口固定装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：在露天矿石的边坡或采场台阶处用钻机打一个30-50m深的竖直钻孔；步骤2：清理竖直钻孔周边的浮渣，使得竖直钻孔周边没有凸起，将固定装置放到竖直钻孔内； 步骤3：然后把适量膨胀药卷放置于内钢环与弧形外钢板之间； 步骤4：顺着竖直钻孔往膨胀药卷上注入一定量的水，静置一段时间，膨胀药包膨胀与内钢环、弧形外钢板及岩体形成一个密实地硬化整体； 步骤5：将用于孔口的固定装置调整水平，并且保证固定装置轴线与竖直钻孔轴线重合； 步骤6：在固定装置的内钢圈上表面放置测量钻孔摄像装置的读尺装置，并通过螺栓与内钢环上的螺纹孔配合将读尺装置固定，同时在内钢环的上表面安装钻孔摄像的深度编码器； 步骤7：进行钻孔摄像测量，将钻孔摄像探头与信号线连接号好，再将信号线、深度编码器与钻孔摄像主机相连，进行竖直孔钻孔摄像测试； 步骤8：测试结束后，将水洒在固定装置的膨胀药卷上，静置一段时间后，进行固定装置拆除，回收再利用。
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