本文關(guān)鍵詞：瓦斯抽采鉆孔開孔參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國(guó)每年煤礦井下瓦斯治理鉆孔工程量巨大，目前幾乎所有的煤礦都采用的是傳統(tǒng)的人工丈量方法標(biāo)定開孔方位角和傾斜角，操作程序相當(dāng)繁瑣，穩(wěn)鉆時(shí)間長(zhǎng)，精度低。新的測(cè)量技術(shù)還處于初步發(fā)展階段，技術(shù)不完善。針對(duì)以上問題，本文提出基于超聲波原理的鉆孔開孔參數(shù)測(cè)量新方法，跟蹤測(cè)量鉆桿姿態(tài)，快速測(cè)量鉆孔開孔方位角、傾斜角。 本文首先研究了目前國(guó)內(nèi)外傾斜角、方位角測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)其在井下使用進(jìn)行了可行性分析研究。給出鉆孔開孔參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)的敘述了傾斜角校準(zhǔn)算法，開孔鉆桿方位角測(cè)量算法，然后根據(jù)超聲波特性，，研究超聲波測(cè)距傳輸時(shí)間的確定方法，提出求接收超聲波采樣波形拐點(diǎn)的新方法計(jì)算超聲波傳輸時(shí)間，從而得出較精確的傳輸距離。 其次根據(jù)設(shè)計(jì)的總體方案，對(duì)鉆孔開孔參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的主機(jī)和超聲波測(cè)距部分的硬件電路進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，并使其滿足隔爆兼本安型性能需求。 最后通過對(duì)樣機(jī)性能進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試及結(jié)果分析，得出結(jié)論：開孔鉆桿傾斜角的測(cè)量誤差小于1°，開孔鉆桿方位角的測(cè)量誤差小于3°均達(dá)到預(yù)期技術(shù)指標(biāo)。方位角的測(cè)量精度還有提高空間，可在后期進(jìn)行研究。
【關(guān)鍵詞】：瓦斯治理 開孔方位角 開孔傾斜角 超聲波測(cè)距
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-15
• 1.1 論文選題目的和意義8-9
• 1.1.1 關(guān)于鉆孔開孔參數(shù)8
• 1.1.2 選題背景及意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 傾斜角測(cè)量技術(shù)研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 地面方位角測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 煤礦井下方位角測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本課題研究的內(nèi)容和章節(jié)安排14-15
• 第2章 鉆孔開孔參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究15-36
• 2.1 系統(tǒng)測(cè)量總體思路15-17
• 2.2 傾斜角測(cè)量技術(shù)研究17-24
• 2.2.1 加速度計(jì)選取17-18
• 2.2.2 基于加速度的傾斜角測(cè)量原理18-20
• 2.2.3 傾斜角誤差校準(zhǔn)20-24
• 2.3 方位角測(cè)量技術(shù)研究24-35
• 2.3.1 測(cè)距原理分析及選取24-26
• 2.3.2 超聲波傳輸時(shí)間測(cè)量26-32
• 2.3.3 方位角測(cè)量算法研究32-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第3章 鉆孔開孔參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)36-62
• 3.1 主機(jī)硬件設(shè)計(jì)36-51
• 3.1.1 ARM 控制器37-38
• 3.1.2 傾斜角測(cè)量模塊38-40
• 3.1.3 充電模塊40-42
• 3.1.4 開關(guān)機(jī)模塊42-44
• 3.1.5 本安電池組44
• 3.1.6 DC/DC 電路44-46
• 3.1.7 復(fù)位電路46-47
• 3.1.8 無(wú)線模塊47-48
• 3.1.9 存儲(chǔ)器模塊48
• 3.1.10 時(shí)鐘芯片48-49
• 3.1.11 狀態(tài)指示電路49-51
• 3.2 超聲波測(cè)距硬件電路設(shè)計(jì)51-55
• 3.2.1 單片機(jī)51-52
• 3.2.2 驅(qū)動(dòng)模塊52-54
• 3.2.3 信號(hào)調(diào)理模塊54-55
• 3.3 軟件設(shè)計(jì)55-61
• 3.3.1 主機(jī)軟件層次結(jié)構(gòu)55-56
• 3.3.2 主機(jī)工作流程56-57
• 3.3.3 測(cè)量節(jié)點(diǎn)工作流程57-58
• 3.3.4 系統(tǒng) GUI 設(shè)計(jì)58-61
• 3.4 本章小結(jié)61-62
• 第4章 樣機(jī)測(cè)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析62-70
• 4.162-69
• 4.1.1 傾斜角精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)62-65
• 4.1.2 超聲波測(cè)距試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析65-67
• 4.1.3 方位角測(cè)量實(shí)驗(yàn)67-69
• 4.2 本章小結(jié)69-70
• 第5章 總結(jié)與展望70-72
• 5.1 總結(jié)70
• 5.2 展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表論文76

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉梅;王冬蕊;;基于MEMS加速度計(jì)的單軸數(shù)字傾角傳感器[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2013年05期

2 李智;汪地;楊浩;張紅奎;陳燕軍;;一種基于三軸加速度傳感器的傾角測(cè)量裝置[J];儀表技術(shù)與傳感器;2013年08期

3 楊麗;;“十二五”期間中國(guó)煤炭科技的發(fā)展方向[J];潔凈煤技術(shù);2013年01期

4 徐曉翔;陳文薌;葉軍君;;基于三軸加速度傳感器的傾角測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];傳感器世界;2012年07期

5 許陽(yáng);;礦井安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”實(shí)施與研究[J];山東煤炭科技;2012年03期

6 連杰;馮宏;王繼礦;;基于光纖陀螺的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)計(jì)[J];安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年01期

7 常滿文;;GPS衛(wèi)星高度角和方位角的矢量算法研究[J];信息系統(tǒng)工程;2011年12期

8 李戈;孟祥杰;王曉華;王重秋;;國(guó)內(nèi)超聲波測(cè)距研究應(yīng)用現(xiàn)狀[J];測(cè)繪科學(xué);2011年04期

9 李鋼;范喜生;馬丕梁;樊少武;賈東旭;;本煤層瓦斯預(yù)抽鉆孔合理布置間距的確定[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2011年03期

10 谷麗朋;羅新榮;;我國(guó)煤礦瓦斯抽采技術(shù)的新進(jìn)展及問題[J];能源技術(shù)與管理;2011年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 潘仲明;大量程超聲波測(cè)距系統(tǒng)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 劉曉棠;具有自補(bǔ)償功能的雙坐標(biāo)系磁阻式電子羅盤的設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2013年

2 李翔;基于地磁場(chǎng)的水平方位角測(cè)量研究[D];桂林電子科技大學(xué);2010年

3 白明方;角度測(cè)量系統(tǒng)研究[D];中北大學(xué);2010年

4 郭敏;智能傾斜角傳感器無(wú)線節(jié)點(diǎn)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

5 譚文;具有CAN總線的傾斜角智能傳感器的研究與開發(fā)[D];北京科技大學(xué);2008年

6 王玲;硅微電容式、隧道式加速度計(jì)檢測(cè)技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2007年

7 李繼承;層狀介質(zhì)特性超聲表征的原理及實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2006年

8 楊曉光;一種新型MEMS慣導(dǎo)加速度計(jì)的設(shè)計(jì)與研究[D];電子科技大學(xué);2006年

9 隋衛(wèi)平;高精度實(shí)時(shí)超聲測(cè)距技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2003年

  本文關(guān)鍵詞：瓦斯抽采鉆孔開孔參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：390478