一、產(chǎn)品介紹
鉆孔窺視儀主要用于檢測(cè)井下圍巖結(jié)構(gòu)、裂隙和離層發(fā)育情況等。全方位多角度鉆孔窺視儀是研發(fā)的新型鉆孔窺視裝備。本鉆孔窺視儀在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用頂端及側(cè)面同時(shí)觀看的結(jié)構(gòu)，不僅能夠完成檢測(cè)區(qū)內(nèi)圍巖巖性、圍巖結(jié)構(gòu)、巷道頂板離層（破碎）程度、離層位置、圍巖內(nèi)部裂隙發(fā)育狀態(tài)、塑性圈發(fā)育情況，客觀反應(yīng)巖層的硬度、巷道注漿效果等，尤其在錨網(wǎng)支護(hù)的巷道頂板離層觀測(cè)，工作面頂板巖層構(gòu)造的觀察，都可以通過(guò)顯示器直觀、清晰的顯示出來(lái)。通過(guò)讀卡器，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中供技術(shù)人員分析，及時(shí)作出客觀判斷和決策，即可盡量避免頂板事故的發(fā)生，又可作為決定巷道的支護(hù)形式和參數(shù)的選擇依據(jù)，減少不必要的投入。圖像資料保存做永久記錄，為類似條件下的巷道支護(hù)提供現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)依據(jù)。
圖1 鉆孔窺視儀裝備圖
二、產(chǎn)品功能
1.基本原理
鏡頭傳感器感知的圖像信息通過(guò)圖像Senor傳到攝像頭的DSP芯片，經(jīng)過(guò)芯片處理后的信息傳輸至成像儀主機(jī)，主機(jī)將接收的探頭視頻信號(hào)進(jìn)行處理，同時(shí)主機(jī)對(duì)采集的視頻信號(hào)進(jìn)行解碼、存儲(chǔ)，通過(guò)顯示屏將實(shí)時(shí)鉆孔情況顯示出來(lái)?？赏ㄟ^(guò)操作按鈕進(jìn)行設(shè)置參數(shù)、錄像、截屏等功能。成像儀連接圖如下：
圖2 基本功能原理圖
2.設(shè)備基本功能
（1）具有自動(dòng)補(bǔ)光功能，在低照度下能看清鉆孔內(nèi)軸向和徑向?qū)嵨铮?
（2）具有顯示2路視頻圖像功能（前置攝像頭和側(cè)面攝像頭分別監(jiān)測(cè)）；
（3）具有能通過(guò)操作按鈕實(shí)現(xiàn)設(shè)置參數(shù)、錄音錄像、截屏等功能；
（4）支持SD卡,具有圖像存儲(chǔ)查詢功能；
（5）電壓電量顯示功能；
（6）主機(jī)與探頭之間的視頻通信功能；
①信號(hào)制式：PAL；
②接口數(shù)量：1路；
③視頻信號(hào)輸出標(biāo)稱值（峰-峰值）：1V；
④傳輸距離：20m（可定制）。
（7）采集圖片功能
①最低照度：≤0.2Lux；
②水平清晰度：≥350線；
③灰度等級(jí)：≥7級(jí)。
3.特殊功能
（1）前置攝像頭可觀測(cè)裂隙延展方向、離層角度，巖層分布規(guī)律等，同時(shí)在進(jìn)行窺視時(shí)可及時(shí)監(jiān)測(cè)鉆孔狀況，防止探頭卡進(jìn)鉆孔內(nèi)無(wú)法退出。
（2）側(cè)面探頭采用側(cè)面切割45°夾角，通過(guò)光的反射原理監(jiān)測(cè)孔四周裂隙或離層大小、圍巖巖性結(jié)構(gòu)、直觀反映鉆孔圍巖軟硬程度、注漿效果等。
三、應(yīng)用范圍
全方位多角度鉆孔窺視儀工程管道或地下工程等鉆孔的觀察。
1.工程管道用于監(jiān)測(cè)管理磨損程度、管路裂痕以及管路堵塞情況直觀的反應(yīng)；
2.地下工程包括：防空硐室、煤礦、金屬礦山以及隧道等，該領(lǐng)域主要應(yīng)用于圍巖巖性、圍巖結(jié)構(gòu)、巷道頂板離層（破碎）程度、離層位置、圍巖內(nèi)部裂隙發(fā)育狀態(tài)、塑性圈發(fā)育情況，客觀反應(yīng)巖層的硬度、巷道注漿效果等，評(píng)價(jià)圍巖的穩(wěn)定狀況；個(gè)別可用于煤礦開采后垮落帶、斷裂帶高度觀測(cè)；
3.邊坡主要用于觀測(cè)邊坡的穩(wěn)定性，通過(guò)不同時(shí)期監(jiān)測(cè)邊坡的運(yùn)動(dòng)，及時(shí)采取措施，預(yù)防事故的發(fā)生。
四、應(yīng)用案例
1.主要解決問(wèn)題
鉆孔窺視儀主要用于待檢測(cè)圍巖穩(wěn)定狀況評(píng)價(jià)及圍巖巖性及結(jié)構(gòu)變化，主要解決以下問(wèn)題：
（1）觀測(cè)巷道、隧道或者硐室上方圍巖巖性，為巷道、隧道或者硐室支護(hù)提供直觀依據(jù)；
（2）巷道、隧道或者硐室上方圍巖結(jié)構(gòu)，便于進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，比如：層理發(fā)育、垂直節(jié)理、原生裂隙等節(jié)理發(fā)育情況；
（3）巷道、隧道、硐室邊坡等支護(hù)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)依據(jù)：離層、裂隙動(dòng)態(tài)發(fā)育、離層位置對(duì)支護(hù)的影響、塑性破壞范圍等，通過(guò)裂隙、離層或者松散范圍直觀監(jiān)測(cè)目前支護(hù)的穩(wěn)定性，根據(jù)支護(hù)的穩(wěn)定狀況及時(shí)采取措施，有效預(yù)防事故的發(fā)生；
（4）工作面回采后上覆巖層移動(dòng)規(guī)律：直觀監(jiān)測(cè)垮落帶、斷裂帶高度，為工作面回采上覆巖層移動(dòng)規(guī)律提供依據(jù)。
（5）注漿或者充填加固后效果監(jiān)測(cè)；
2.產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
全方位多角度鉆孔窺視儀與傳統(tǒng)鉆孔窺視儀相比有以下優(yōu)勢(shì)：
（1）前方和側(cè)向攝像頭“雙探頭”對(duì)鉆孔全方位無(wú)死角監(jiān)測(cè)。
傳統(tǒng)鉆孔窺視僅能完成鉆孔前方觀測(cè)，對(duì)于鉆孔四周的離層大小、裂隙或者巖性分辨不清楚，容易產(chǎn)生誤判，而泰爍公司新研發(fā)的“全方位多角度鉆孔窺視儀”可實(shí)現(xiàn)鉆孔360°無(wú)死角監(jiān)測(cè)，圍巖巖性、裂隙或者離層大小及延展方向等通過(guò)顯示器直觀、清晰的更直觀的顯示出來(lái)，為支護(hù)方案設(shè)計(jì)提供更清晰準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
（a）傳統(tǒng)鉆孔窺視儀
（b）“雙探頭”鉆孔窺視儀
圖3 鉆孔成像效果對(duì)比圖
（2）“全方位多角度鉆孔窺視儀”可隨時(shí)抓拍，成像效果好，且跟有利于針對(duì)性分析。
在試驗(yàn)過(guò)程中，針對(duì)某種特殊結(jié)構(gòu)，全方位多角度鉆孔窺視儀可實(shí)現(xiàn)針對(duì)性抓拍，然后再進(jìn)行井上判斷分析，省去錄像分析環(huán)節(jié)，節(jié)約時(shí)間，且記錄精確。
（3）側(cè)面切割45°夾角，采用反射原理，有效避免鉆孔淋水的影響，使得畫面更清晰；
（4）前置攝像頭采用溫光處理，側(cè)面攝像頭采用冷光處理，使得錄像視頻畫面更清晰。
前置攝像頭溫光處理將鉆孔內(nèi)祛除探頭四周水蒸氣，畫面更清晰，而側(cè)面攝像頭冷光處理有效防止近距離靠近鉆孔四周而產(chǎn)生水蒸氣，最終采集畫面較傳統(tǒng)鉆孔窺視儀更清晰。
3.應(yīng)用案例
某礦3108膠帶順槽進(jìn)行高強(qiáng)錨網(wǎng)索支護(hù)改革，為評(píng)價(jià)巷道支護(hù)的穩(wěn)定性，進(jìn)行鉆孔窺視試驗(yàn)（圖3 、圖4），通過(guò)鉆孔窺視可以發(fā)現(xiàn)，在3.6-3.9m存在離層、裂隙發(fā)育區(qū)，對(duì)巷道支護(hù)穩(wěn)定性影響較大，需要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)以保證巷道支護(hù)的穩(wěn)定。
圖4 鉆孔窺視效果圖
圖5 鉆孔窺視綜合分析圖
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