權(quán)利要求書： 1.一種基于聲波的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：S110、將具有聲波采集功能的監(jiān)測(cè)裝置固定在鉆機(jī)上；

S120、利用所述監(jiān)測(cè)裝置采集、記錄鉆機(jī)施工全過(guò)程中的聲波信號(hào)；

S130、提取所述聲波信號(hào)的幅度和頻率特征，進(jìn)行鉆機(jī)施工全過(guò)程狀態(tài)分析，監(jiān)測(cè)施工參數(shù)；

所述步驟S130具體包括：

S131、提取所述聲波信號(hào)的幅度和頻率特征，繪制振幅?時(shí)間變化曲線和頻率?時(shí)間變化曲線；

S132、結(jié)合振幅?時(shí)間變化曲線和頻率?時(shí)間變化曲線，判斷施工全過(guò)程中的施工環(huán)節(jié)，繪制施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖；所述施工環(huán)節(jié)為鉆機(jī)待機(jī)、鉆桿安裝、鉆機(jī)怠速、鉆桿鉆進(jìn)、鉆桿更換、退鉆、吸鉆或卡鉆；

S133、根據(jù)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖，對(duì)單個(gè)和多個(gè)鉆孔施工全過(guò)程狀態(tài)進(jìn)行分析，判斷包括鉆機(jī)工作狀態(tài)、施工進(jìn)度、施工效率、施工對(duì)象強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)在內(nèi)的施工狀態(tài)，監(jiān)測(cè)鉆機(jī)施工參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，對(duì)于同一臺(tái)鉆機(jī)，不同時(shí)間和不同施工過(guò)程，所述監(jiān)測(cè)裝置的固定位置保持不變；對(duì)于不同鉆機(jī)，所述監(jiān)測(cè)裝置固定在鉆機(jī)的相同位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)裝置與鉆機(jī)施工同步工作，依次記錄每一個(gè)鉆孔施工過(guò)程的聲波信號(hào)，進(jìn)行一定的施工周期后，讀取所述監(jiān)測(cè)裝置中的聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，提取所述聲波信號(hào)的幅度和頻率特征過(guò)程中，分別利用濾波工具對(duì)振幅和頻率特征進(jìn)行濾波，以過(guò)濾包括人聲、其他設(shè)備聲音在內(nèi)的雜亂聲波。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)的鉆機(jī)施工參數(shù)包括鉆孔進(jìn)尺、每個(gè)鉆孔的施工時(shí)間、每個(gè)鉆孔的施工效率、施工的進(jìn)度和故障判斷；

根據(jù)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖中的換鉆桿次數(shù)與鉆桿長(zhǎng)度的乘積得到鉆孔進(jìn)尺；

根據(jù)每個(gè)鉆孔開(kāi)始鉆桿鉆進(jìn)到開(kāi)始退鉆的時(shí)間間隔，判斷每個(gè)鉆孔的施工時(shí)間；

根據(jù)所述每個(gè)鉆孔的施工時(shí)間和鉆孔進(jìn)尺，計(jì)算每個(gè)鉆孔的施工效率；

根據(jù)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖中退鉆的次數(shù)判斷完成鉆孔的數(shù)量，以此確定施工的進(jìn)度；

根據(jù)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖中是否出現(xiàn)卡鉆，判斷施工過(guò)程中的故障。

6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)施工一個(gè)新的區(qū)域或使用不同型號(hào)的鉆機(jī)時(shí)，施工一個(gè)示范鉆孔，記錄并分析聲波得到標(biāo)準(zhǔn)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖，輔助監(jiān)測(cè)其他鉆孔施工過(guò)程的參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法采用了礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置；裝置具體包括：高性能磁鐵、監(jiān)測(cè)裝置本體和上位機(jī)；

所述高性能磁鐵固定在監(jiān)測(cè)裝置本體上，用于將所述監(jiān)測(cè)裝置本體吸附在鐵質(zhì)鉆機(jī)上；

所述監(jiān)測(cè)裝置本體通過(guò)高性能磁鐵吸附在鐵質(zhì)鉆機(jī)上，用于采集、存儲(chǔ)礦山鉆孔全過(guò)程中的聲波信號(hào)；

所述上位機(jī)，用于根據(jù)監(jiān)測(cè)裝置本體采集的聲波信號(hào)，提取所述聲波信號(hào)的幅度和頻率特征，進(jìn)行鉆機(jī)施工全過(guò)程狀態(tài)分析，監(jiān)測(cè)施工參數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)裝置本體包括，

聲波采集器，用于采集和記錄礦山鉆孔全過(guò)程中聲波信號(hào)并轉(zhuǎn)化數(shù)字聲波數(shù)據(jù)，輸出到數(shù)據(jù)倉(cāng)；

數(shù)據(jù)倉(cāng)，連接所述聲波采集器，用于存儲(chǔ)所述聲波采集器采集的數(shù)字聲波數(shù)據(jù)，并給所述監(jiān)測(cè)裝置供電；

數(shù)據(jù)接口，用于連接數(shù)據(jù)倉(cāng)與上位機(jī)，讀出所述數(shù)據(jù)倉(cāng)內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)字聲波數(shù)據(jù)；

保護(hù)罩，使用緩沖吸音材料制成，包裹并密封聲波采集器和數(shù)據(jù)倉(cāng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述緩沖吸音材料為發(fā)泡材料。

說(shuō)明書： 一種基于聲波的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法及裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于聲波的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)[0002] 在礦山行業(yè)中，打鉆孔是一種常見(jiàn)的施工方法，常用于煤巖體卸壓、地質(zhì)探測(cè)、探放水、抽放瓦斯等，特別是在沖擊地壓防治過(guò)程中，經(jīng)常作為最主要的防治手段。鉆孔施工

的一般工藝流程為：連接壓風(fēng)管路?安裝鉆桿?啟動(dòng)鉆機(jī)?向煤巖體中鉆孔?鉆桿將要全部進(jìn)

入鉆孔時(shí)停鉆、換鉆桿?繼續(xù)鉆進(jìn)，依次循環(huán)直至鉆至設(shè)計(jì)深度?回轉(zhuǎn)鉆桿?拆鉆桿，依次循

環(huán)直至鉆桿全部拔出?停鉆機(jī)。鉆孔施工過(guò)程中，施工效率、鉆孔進(jìn)尺、鉆機(jī)工作狀態(tài)、鉆桿

與煤巖體接觸狀態(tài)、鉆孔內(nèi)卡鉆、吸鉆等現(xiàn)象無(wú)法或不易監(jiān)測(cè)記錄和描述，而且經(jīng)常出現(xiàn)施

工過(guò)程中，虛報(bào)鉆孔進(jìn)尺等弄虛作假的情況，嚴(yán)重影響了鉆孔施工效率和工程效果。

發(fā)明內(nèi)容[0003] 鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種基于聲波的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法及裝置，對(duì)鉆孔施工進(jìn)行全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

[0004] 本發(fā)明的目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：[0005] 一種基于聲波的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：[0006] S110、將具有聲波采集功能的監(jiān)測(cè)裝置固定在鉆機(jī)上；[0007] S120、利用所述監(jiān)測(cè)裝置采集、記錄鉆機(jī)施工全過(guò)程中的聲波信號(hào)；[0008] S130、提取所述聲波信號(hào)的幅度和頻率特征，進(jìn)行鉆機(jī)施工全過(guò)程狀態(tài)分析，監(jiān)測(cè)施工參數(shù)。

[0009] 進(jìn)一步地，對(duì)于同一臺(tái)鉆機(jī)，不同時(shí)間和不同施工過(guò)程，所述監(jiān)測(cè)裝置的固定位置保持不變；對(duì)于不同鉆機(jī)，所述監(jiān)測(cè)裝置固定在鉆機(jī)的相同位置。

[0010] 進(jìn)一步地，所述監(jiān)測(cè)裝置與鉆機(jī)施工同步工作，依次記錄每一個(gè)鉆孔施工過(guò)程的聲波信號(hào)，進(jìn)行一定的施工周期后，讀取所述監(jiān)測(cè)裝置中的聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

[0011] 進(jìn)一步地，所述步驟S130具體包括：[0012] S131、提取所述聲波信號(hào)的幅度和頻率特征，繪制振幅?時(shí)間變化曲線和頻率?時(shí)間變化曲線；

[0013] S132、結(jié)合振幅?時(shí)間變化曲線和頻率?時(shí)間變化曲線，判斷施工全過(guò)程中的施工環(huán)節(jié)，繪制施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖；所述施工環(huán)節(jié)為鉆機(jī)待機(jī)、鉆桿安裝、鉆機(jī)怠速、鉆桿鉆進(jìn)、鉆

桿更換、退鉆、吸鉆或卡鉆；

[0014] S133、根據(jù)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖，對(duì)單個(gè)和多個(gè)鉆孔施工全過(guò)程狀態(tài)進(jìn)行分析，判斷包括鉆機(jī)工作狀態(tài)、施工進(jìn)度、施工效率、施工對(duì)象強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)在內(nèi)的施工狀態(tài)，監(jiān)測(cè)鉆

機(jī)施工參數(shù)。

[0015] 進(jìn)一步地，提取所述聲波信號(hào)的幅度和頻率特征過(guò)程中，分別利用濾波工具對(duì)振幅和頻率特征進(jìn)行濾波，以過(guò)濾人聲、其他設(shè)備聲音等雜亂聲波。

[0016] 進(jìn)一步地，所述監(jiān)測(cè)的鉆機(jī)施工參數(shù)包括鉆孔進(jìn)尺、每個(gè)鉆孔的施工時(shí)間、每個(gè)鉆孔的施工效率、施工的進(jìn)度和故障判斷；

[0017] 根據(jù)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖中的換鉆桿次數(shù)與鉆桿長(zhǎng)度的乘積得到鉆孔進(jìn)尺；[0018] 根據(jù)每個(gè)鉆孔開(kāi)始鉆桿鉆進(jìn)到開(kāi)始退鉆的時(shí)間間隔，判斷每個(gè)鉆孔的施工時(shí)間；[0019] 根據(jù)所述每個(gè)鉆孔的施工時(shí)間和鉆孔進(jìn)尺，計(jì)算每個(gè)鉆孔的施工效率；[0020] 根據(jù)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖中退鉆的次數(shù)判斷完成鉆孔的數(shù)量，以此確定施工的進(jìn)度；[0021] 根據(jù)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖中是否出現(xiàn)卡鉆，判斷判斷施工過(guò)程中的故障。[0022] 進(jìn)一步地，當(dāng)施工一個(gè)新的區(qū)域或使用新型號(hào)的鉆機(jī)時(shí)，施工一個(gè)示范鉆孔，記錄并分析聲波得到標(biāo)準(zhǔn)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖，輔助監(jiān)測(cè)其他鉆孔施工過(guò)程的參數(shù)。

[0023] 一種基于聲波的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置，包括：高性能磁鐵、監(jiān)測(cè)裝置本體和上位機(jī)；

[0024] 所述高性能磁鐵固定在監(jiān)測(cè)裝置本體上，用于將所述監(jiān)測(cè)裝置本體吸附在鐵質(zhì)鉆機(jī)上；

[0025] 所述監(jiān)測(cè)裝置本體通過(guò)高性能磁鐵吸附在鐵質(zhì)鉆機(jī)上，用于采集、存儲(chǔ)礦山鉆孔全過(guò)程中的聲波信號(hào)；

[0026] 所述上位機(jī)，用于根據(jù)監(jiān)測(cè)裝置本體采集的聲波信號(hào)，提取所述聲波信號(hào)的幅度和頻率特征，進(jìn)行鉆機(jī)施工全過(guò)程狀態(tài)分析，監(jiān)測(cè)施工參數(shù)。

[0027] 進(jìn)一步地，所述監(jiān)測(cè)裝置本體包括，[0028] 聲波采集器，用于采集和記錄礦山鉆孔全過(guò)程中聲波信號(hào)并轉(zhuǎn)化數(shù)字聲波數(shù)據(jù)，輸出到數(shù)據(jù)倉(cāng)；

[0029] 數(shù)據(jù)倉(cāng)，連接所述聲波采集器，用于存儲(chǔ)所述聲波采集器采集的數(shù)字聲波數(shù)據(jù)，并給所述監(jiān)測(cè)裝置供電；

[0030] 數(shù)據(jù)接口，用于連接數(shù)據(jù)倉(cāng)與上位機(jī)，讀出所述數(shù)據(jù)倉(cāng)內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)字聲波數(shù)據(jù)；[0031] 保護(hù)罩，使用緩沖吸音材料制成，包裹并密封聲波采集器和數(shù)據(jù)倉(cāng)。[0032] 進(jìn)一步地，所述緩沖吸音材料為橡膠或發(fā)泡材料。[0033] 本發(fā)明有益效果如下：[0034] 本發(fā)明充分考慮了礦山鉆孔規(guī)律，利用聲波信號(hào)，分析鉆孔施工過(guò)程中的施工各環(huán)節(jié)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)鉆孔施工全過(guò)程監(jiān)測(cè)，有效掌握鉆孔施工過(guò)程和鉆機(jī)工作狀態(tài)，判別鉆孔施

工的各個(gè)環(huán)節(jié)，分析鉆機(jī)工作狀態(tài)、施工對(duì)象(煤巖體)強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)、工人施工效率，對(duì)

虛報(bào)鉆孔進(jìn)尺等弄虛作假行為可有效進(jìn)行監(jiān)督，保證工程質(zhì)量。為礦山鉆孔監(jiān)測(cè)提供了一

種成本低，簡(jiǎn)單、方便且可靠的監(jiān)測(cè)方法和裝置。

附圖說(shuō)明[0035] 附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)表示相同的部件。

[0036] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法流程圖；[0037] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置組成示意圖。具體實(shí)施方式[0038] 下面結(jié)合附圖來(lái)具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。

[0039] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于聲波的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，如圖1所示，具體包括以下步驟：

[0040] S110、將具有聲波采集功能的監(jiān)測(cè)裝置固定在鉆機(jī)上；[0041] 具體的，監(jiān)測(cè)裝置具有聲波采集功能，通過(guò)將監(jiān)測(cè)裝置固定在鉆機(jī)上，采集、存儲(chǔ)鉆孔過(guò)程中的聲波信號(hào)；

[0042] 監(jiān)測(cè)裝置在鉆孔施工前安裝，其固定位置以不影響鉆機(jī)正常工作為準(zhǔn)；[0043] 優(yōu)選的，為鉆機(jī)的側(cè)面；[0044] 特殊的，監(jiān)測(cè)裝置的固定位置對(duì)于同一臺(tái)鉆機(jī)不同時(shí)間和不同施工過(guò)程中，所述監(jiān)測(cè)裝置的固定位置保持不變；對(duì)于不同鉆機(jī)，所述監(jiān)測(cè)裝置固定在鉆機(jī)的相同位置；

[0045] 特殊的，監(jiān)測(cè)裝置可以包括高性能磁鐵，通過(guò)高性能磁鐵的吸附作用，將綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置本體吸附在鐵質(zhì)鉆機(jī)上。

[0046] 通過(guò)高性能磁鐵即滿足將監(jiān)測(cè)裝置固定在鉆機(jī)上，是檢測(cè)裝置緊貼鉆機(jī)更好的采集聲波信號(hào)；同時(shí)也滿足好拆卸，方便采集聲波信號(hào)的上傳；并且不破壞鉆機(jī)外殼和結(jié)構(gòu)，

對(duì)鉆機(jī)本身沒(méi)有任何破壞。

[0047] S120、監(jiān)測(cè)裝置采集、記錄鉆機(jī)施工全過(guò)程中的聲波信號(hào)；[0048] 監(jiān)測(cè)裝置與鉆孔施工同步工作，依次記錄每一個(gè)鉆孔施工過(guò)程的聲波信號(hào)；[0049] 進(jìn)行一定的施工周期后，將監(jiān)測(cè)裝置連接上位機(jī)讀取所述監(jiān)測(cè)裝置中的聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；

[0050] 其中，施工周期為一個(gè)生產(chǎn)班或一個(gè)圓班，也可以根據(jù)施工鉆孔數(shù)量或施工時(shí)間進(jìn)行自定義。

[0051] S130、上位機(jī)讀出聲波信號(hào)，進(jìn)行鉆孔施工全過(guò)程狀態(tài)分析；[0052] 具體包括：[0053] S131、提取所述聲波信號(hào)的幅度和頻率特征，繪制振幅?時(shí)間變化曲線和頻率?時(shí)間變化曲線；

[0054] 提取聲波信號(hào)的振幅特征信息，繪制振幅?時(shí)間變化曲線；[0055] 提取聲波信號(hào)的頻率特征信息，繪制頻率?時(shí)間變化曲線；[0056] 具體的，通過(guò)包絡(luò)檢測(cè)算法，得到振幅相對(duì)于時(shí)間變化；[0057] 具體的，采用FFT提取聲波信號(hào)每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頻率；[0058] 特殊的，在繪制曲線的過(guò)程中，分別利用濾波工具對(duì)得到的振幅和頻率信息進(jìn)行濾波，得到平滑的曲線。

[0059] S132、結(jié)合振幅?時(shí)間變化曲線和頻率?時(shí)間變化曲線，判斷施工全過(guò)程中的施工環(huán)節(jié)，繪制施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖；所述施工環(huán)節(jié)為鉆機(jī)待機(jī)、鉆桿安裝、鉆機(jī)怠速、鉆桿鉆進(jìn)、鉆

桿更換、退鉆、吸鉆或卡鉆；

[0060] 根據(jù)振動(dòng)幅度和頻率的特征不同，判斷每種工況，如表1所示：[0061] 表1幅度和頻率特征與工況、聲音對(duì)照表[0062][0063] 結(jié)合上表中的幅度和頻率特點(diǎn)，確定出施工全過(guò)程中的各施工環(huán)節(jié)；并根據(jù)出現(xiàn)時(shí)間點(diǎn)，繪制施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖。

[0064] S133、根據(jù)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖，對(duì)單個(gè)和多個(gè)鉆孔施工全過(guò)程狀態(tài)進(jìn)行分析，判斷施工狀態(tài)，監(jiān)測(cè)鉆機(jī)施工參數(shù)；

[0065] 其中施工狀態(tài)包括鉆機(jī)工作狀態(tài)、施工進(jìn)度、施工效率、施工對(duì)象強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)等；

[0066] 監(jiān)測(cè)的鉆機(jī)施工參數(shù)包括鉆孔進(jìn)尺、每個(gè)鉆孔的施工時(shí)間、每個(gè)鉆孔的施工效率、施工的進(jìn)度和故障判斷；

[0067] 1)監(jiān)測(cè)鉆機(jī)施工時(shí)間和鉆孔進(jìn)尺[0068] 根據(jù)每個(gè)鉆孔開(kāi)始鉆桿鉆進(jìn)到開(kāi)始退鉆的時(shí)間間隔，判斷每個(gè)鉆孔的施工總時(shí)間；

[0069] 根據(jù)兩次換鉆桿的時(shí)間判斷1根鉆桿的鉆進(jìn)時(shí)間；[0070] 根據(jù)每個(gè)鉆孔鉆探過(guò)程中換鉆桿的次數(shù)與鉆桿長(zhǎng)度的乘積判斷鉆孔進(jìn)尺；[0071] 通過(guò)以上監(jiān)測(cè)的參數(shù)，可全過(guò)程監(jiān)測(cè)鉆孔施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)鉆孔施工深度不足和弄虛作假現(xiàn)象。

[0072] 2)監(jiān)測(cè)施工進(jìn)度[0073] 根據(jù)從開(kāi)始鉆進(jìn)到完成各個(gè)鉆孔鉆進(jìn)的時(shí)間和進(jìn)尺，根據(jù)完成鉆孔的數(shù)量來(lái)判斷施工的進(jìn)度。

[0074] 3)監(jiān)測(cè)施工效率[0075] 根據(jù)各鉆桿的鉆探時(shí)間來(lái)判斷每根鉆桿的鉆進(jìn)效率和每個(gè)鉆孔的每個(gè)鉆孔的施工效率；

[0076] 根據(jù)每個(gè)鉆孔的鉆探時(shí)間和鉆孔進(jìn)尺來(lái)判斷每個(gè)鉆孔的施工效率；根據(jù)一個(gè)周期內(nèi)總的滿足施工要求的鉆孔個(gè)數(shù)，來(lái)計(jì)算工段施工效率。

[0077] 4)監(jiān)測(cè)在施工過(guò)程中有無(wú)故障[0078] 根據(jù)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖中是否出現(xiàn)卡鉆等故障特征判斷施工過(guò)程中是否有設(shè)備故障；

[0079] 5)監(jiān)測(cè)單孔局部施工對(duì)象強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)[0080] 根據(jù)各單個(gè)鉆孔施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖中，鉆進(jìn)頻率和幅度的變化程度判斷鉆孔處施工對(duì)象局部范圍的強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)；一般情況下，頻率較高且幅度較高時(shí)，施工對(duì)象局部范圍

強(qiáng)度較低或應(yīng)力相對(duì)較低；反之，則施工對(duì)象局部范圍強(qiáng)度較高或應(yīng)力相對(duì)較高；

[0081] 6)監(jiān)測(cè)多鉆孔大范圍施工對(duì)象強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)[0082] 基于單孔局部施工對(duì)象強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，根據(jù)一個(gè)區(qū)域內(nèi)多個(gè)鉆孔施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖中，多個(gè)鉆孔鉆進(jìn)頻率和幅度的變化程度判斷該大范圍區(qū)域內(nèi)施工對(duì)象的強(qiáng)度

和應(yīng)力狀態(tài)；

[0083] 特殊的，當(dāng)施工一個(gè)新的區(qū)域或使用新型號(hào)的鉆機(jī)時(shí)，施工一個(gè)示范鉆孔，記錄并分析聲波得到標(biāo)準(zhǔn)施工環(huán)節(jié)時(shí)序圖，輔助監(jiān)測(cè)其他鉆孔施工過(guò)程的參數(shù)。

[0084] 一種基于聲波的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置，如圖2所示，包括：高性能磁鐵和監(jiān)測(cè)裝置本體、上位機(jī)(圖中未示出)；

[0085] 高性能磁鐵固定在監(jiān)測(cè)裝置本體上，用于將監(jiān)測(cè)裝置本體吸附在鐵質(zhì)鉆機(jī)上；[0086] 監(jiān)測(cè)裝置本體通過(guò)高性能磁鐵吸附在鐵質(zhì)鉆機(jī)上，用于采集、存儲(chǔ)礦山鉆孔過(guò)程中的聲波信號(hào)。

[0087] 具體的，監(jiān)測(cè)裝置本體包括，聲波采集器、數(shù)據(jù)倉(cāng)、數(shù)據(jù)接口、工作按鈕、指示燈和保護(hù)罩；

[0088] 其中，數(shù)據(jù)倉(cāng)包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、主板和電池。[0089] 具體的，聲波采集器，用于采集和記錄礦山鉆孔過(guò)程中聲波并轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)，輸出到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；聲波采集器的采集精度高，采集的聲波頻率范圍覆蓋鉆孔過(guò)程中所有聲波

頻率范圍，聲波采集器與高強(qiáng)磁鐵緊密相鄰，安裝后，高強(qiáng)磁鐵吸附在鐵質(zhì)鉆機(jī)上，聲波采

集器采集通過(guò)高強(qiáng)磁鐵傳來(lái)的聲波信號(hào)；

[0090] 數(shù)據(jù)倉(cāng)與聲波采集器相連，用于存儲(chǔ)聲波采集器采集的聲波信號(hào)；內(nèi)置的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)聲波采集器輸出的聲波數(shù)字信號(hào)；可選的，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以是包括SD卡、TIF

卡在內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡，其容量大于32GB；

[0091] 內(nèi)置的電池，用于給包括聲波采集器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在內(nèi)的部件供電，續(xù)航時(shí)間不小于72小時(shí)；為可充電電池，并通過(guò)數(shù)據(jù)接口與外接電源連接，進(jìn)行充電；電池采用本安型

電路設(shè)計(jì)，適用于礦井中高瓦斯和易燃易爆環(huán)境；

[0092] 主板，用于承托各電子元器件，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等，連接聲波采集器、數(shù)據(jù)接口、電源、工作指示燈和工作按鈕，管理監(jiān)測(cè)裝置的控制關(guān)系和時(shí)序關(guān)系；

[0093] 數(shù)據(jù)接口，用于連接上位機(jī)，讀出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的聲波數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)接口可以是包括串行接口、1394接口或USB接口在內(nèi)的數(shù)據(jù)接口；

[0094] 工作按鈕，用于控制監(jiān)測(cè)裝置本體的工作，為非自鎖按鈕，當(dāng)監(jiān)測(cè)裝置本體處于非工作狀態(tài)時(shí)，按壓一次工作按鈕，監(jiān)測(cè)裝置工作，采集、存儲(chǔ)聲波信號(hào)；當(dāng)監(jiān)測(cè)裝置本體處于

工作狀態(tài)時(shí)，按壓一次工作按鈕，監(jiān)測(cè)裝置本體停止工作；

[0095] 指示燈，安裝在保護(hù)罩外，指示監(jiān)測(cè)裝置本體的工作狀態(tài)；[0096] 保護(hù)罩，使用緩沖吸音材料制成，用于包裹聲波采集器和數(shù)據(jù)倉(cāng)，除了起到保護(hù)聲波采集器的作用外，還具有消除聲波采集器和鐵質(zhì)鉆機(jī)間的震動(dòng)和雜音的功能；

[0097] 可選的，緩沖吸音材料為橡膠或發(fā)泡材料。[0098] 特殊的，監(jiān)測(cè)裝置本體除了數(shù)據(jù)接口外全封閉，做到防塵、防水；并且，數(shù)據(jù)接口設(shè)有防塵防水塞，在不與上位機(jī)連接時(shí)，防塵防水塞封住數(shù)據(jù)接口，起到防塵、防水功能，在與

上位機(jī)連接時(shí)，才拔開(kāi)防塵防水塞。

[0099] 上位機(jī)，用于根據(jù)監(jiān)測(cè)裝置本體采集的聲波信號(hào)，提取所述聲波信號(hào)的幅度和頻率特征，進(jìn)行鉆機(jī)施工全過(guò)程狀態(tài)分析，監(jiān)測(cè)施工參數(shù)。

[0100] 該裝置實(shí)施例與方法實(shí)施例基于相同的發(fā)明構(gòu)思，上位機(jī)提取所述聲波信號(hào)的幅度和頻率特征，進(jìn)行鉆機(jī)施工全過(guò)程狀態(tài)分析，監(jiān)測(cè)施工參數(shù)的過(guò)程與方法實(shí)施例中相同，

此處不再重復(fù)。

[0101] 綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的基于聲波的礦山鉆孔綜合參數(shù)監(jiān)測(cè)方法和裝置，利用聲波信號(hào)，分析鉆孔施工過(guò)程中的施工各環(huán)節(jié)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)鉆孔施工全過(guò)程監(jiān)測(cè)，有效掌握鉆

孔施工過(guò)程和鉆機(jī)工作狀態(tài)，判別鉆孔施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，分析鉆機(jī)工作狀態(tài)、施工對(duì)象(煤

巖體)強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)、工人施工效率，對(duì)虛報(bào)鉆孔進(jìn)尺等弄虛作假行為可有效進(jìn)行監(jiān)督，

保證工程質(zhì)量。為礦山鉆孔監(jiān)測(cè)提供了一種成本低，簡(jiǎn)單、方便且可靠的監(jiān)測(cè)方法和裝置。

[0102] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法的全部或部分流程，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。其中，所

述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)為磁盤、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體等。

[0103] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，

都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。