CN111472842B - 矿山地下环境探测装置及其控制系统 - Google Patents

矿山地下环境探测装置及其控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿山地下环境探测装置及其控制系统,涉及矿山地下探测技术领域。本发明包括螺纹锥筒、若干螺纹管以及顶盖;螺纹锥筒以及若干螺纹管周侧均开设螺纹;螺纹锥筒的顶部开口且底部为锥形结构;顶盖内底面同轴心固定步进电机;步进电机的输出端连接螺杆;螺杆上螺纹连接有探测装置。本发明通过在梭型腔体内的螺纹管外壁安装超声波探测器、温度传感器、湿度传感器、氧浓度传感器以及CO2浓度传感器;同时,螺纹管外壁还安装位移传感器;实现对矿上地下地质密度情况、地下温湿度状况以及地下气体信息进行监测;以便于开发人员以及研究人员根据实际情况进行开发以及科研判断。

Description

矿山地下环境探测装置及其控制系统
技术领域
本发明属于矿山地下探测技术领域,特别是涉及一种矿山地下环境探测装置,及一种矿山地下环境探测装置的控制系统。
背景技术
在进行矿山开发以及矿山地质研究过程中,通常需要对矿上地下地质密度情况以及地下温湿度状况、地下气体信息进行监测;以便于开发人员以及研究人员根据实际情况进行开发以及科研判断。
本发明提供一种矿山地下环境探测装置及其控制系统,实现对矿山地下不同深度的矿石密度、温湿度以及气体浓度的监测,方便实用。
发明内容
本发明的目的在于提供矿山地下环境探测装置及其控制系统,通过在梭型腔体内的各种检测器对矿山地下地质以及气体的检测;实现对矿上地下地质密度情况、地下温湿度状况以及地下气体信息进行监测;以便于开发人员以及研究人员根据实际情况进行开发以及科研判断。
为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明为矿山地下环境探测装置,包括:螺纹锥筒、若干螺纹管以及顶盖;若干所述螺纹管同轴心首尾连接;最顶部所述螺纹管的顶部匹配连接顶盖;最底部所述螺纹管底部匹配连接螺纹锥筒;
所述螺纹锥筒以及若干螺纹管周侧均开设螺纹;所述螺纹管周侧均布开设若干通孔;所述螺纹锥筒、若干螺纹管以及顶盖结构内周侧均布开设若干竖直滑道;所述螺纹管内周侧的竖直滑道上下两端分别与顶盖内周侧的竖直滑道以及螺纹锥筒内周侧的竖直滑道匹配连通;
所述螺纹锥筒的顶部开口且底部为锥形结构;所述顶盖内底面同轴心固定步进电机;所述步进电机的输出端连接螺杆;
所述螺杆上螺纹连接有探测装置;所述探测装置包括梭型腔体以及穿过梭型腔体上下两端的螺纹管;所述梭型腔体周侧环形均布若干限位杆;所述限位杆对应滑动匹配在竖直滑道内;所述螺纹管内周侧与螺杆外周侧螺纹连接;所述梭型腔体外周侧均布开设若干微型透气孔;所述梭型腔体内的螺纹管外壁固定超声波探测器、温度传感器以及湿度传感器。
优选地,所述螺杆底部螺纹连接限位块;所述梭型腔体由位于中间的环管上下两端连接漏斗状漏斗管形成。
优选地,所述顶盖上部同轴心固定连接管;所述连接管周侧对称开设两L型限位槽口;所述两L型限位槽口开口方向相背。
优选地,所述螺纹管周侧的螺纹的横截面为弧形截面;所述螺纹的宽度为螺纹深度的2-3倍。
优选地,所述梭型腔体内的螺纹管外壁固定氧浓度传感器以及CO2浓度传感器。
矿山地下环境探测装置的控制系统,包括安装在所述顶盖底部的控制器;所述控制器分别与步进电机、超声波探测器、温度传感器、湿度传感器、氧浓度传感器以及CO2浓度传感器电性连接;
所述超声波探测器用于探测矿山地下矿石密度并传递至控制器;所述控制器还用于控制步进电机的开关以及正反转动。
优选地,所述梭型腔体内的螺纹管外壁还固定位移传感器;所述位移传感器监测并传递位移信息至控制器。
本发明的一个方面具有以下有益效果:
1、本发明通过在梭型腔体内的螺纹管外壁安装超声波探测器、温度传感器、湿度传感器、氧浓度传感器以及CO2浓度传感器;同时,螺纹管外壁还安装位移传感器;实现对矿上地下地质密度情况、地下温湿度状况以及地下气体信息进行监测;以便于开发人员以及研究人员根据实际情况进行开发以及科研判断。
2、本发明通梭型腔体形成第一道隔离防护层以及螺纹锥筒、若干螺纹管形成的第二隔离防护层;保证各种检测器对矿山地下地质密度、温湿度以及气体浓度监控的同时,避免各种检测器在探测装置螺旋进入矿山地下不被损坏,实用性高。
3、本发明通过螺纹的宽度为螺纹深度的2-3倍;提高螺纹宽度与螺纹深度的比值,提高整个装置向下钻时,将土石碎屑向外旋出效率。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明矿山地下环境探测装置的结构示意图;
图2为图1的竖直剖视图;
图3为本发明矿山地下环境探测装置中螺纹锥筒的结构示意图;
图4为本发明矿山地下环境探测装置中螺纹管的结构示意图;
图5为本发明矿山地下环境探测装置中顶盖的结构示意图;
图6为本发明矿山地下环境探测装置中梭型腔体的结构示意图;
图7为图6的竖直剖视图;
图8为本发明中矿山地下环境探测装置的控制系统的示意图;
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
11-螺纹锥筒,12-螺纹管,121-通孔,13-顶盖,131-连接管,132-L型限位槽口,2-竖直滑道,31-梭型腔体,32-螺纹管,321-超声波探测器,322-温度传感器,323-湿度传感器,324-氧浓度传感器,325-CO2浓度传感器,326-位移传感器,41-螺杆,411-限位块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“开孔”、“上”、“中”、“长度”、“内”等指示方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-7所示,本发明为矿山地下环境探测装置,包括:螺纹锥筒11、若干螺纹管12以及顶盖13;若干螺纹管12同轴心首尾连接;最顶部螺纹管12的顶部匹配连接顶盖13;最底部螺纹管12底部匹配连接螺纹锥筒11;
螺纹锥筒11以及若干螺纹管12周侧均开设螺纹;螺纹管12周侧均布开设若干通孔121;螺纹锥筒11、若干螺纹管12以及顶盖结构内周侧均布开设若干竖直滑道2;螺纹管12内周侧的竖直滑道2上下两端分别与顶盖13内周侧的竖直滑道2以及螺纹锥筒11内周侧的竖直滑道2匹配连通;螺纹锥筒11的顶部开口且底部为锥形结构;顶盖13内底面同轴心固定步进电机4;步进电机4的输出端连接螺杆41,其中,螺杆41底部螺纹连接限位块411,用于避免探测装置在重力作用下滑落螺杆41;梭型腔体31由位于中间的环管上下两端连接漏斗状漏斗管形成,梭型腔体31一方面作为各种检测器的防护层,另一方面当各种检测器需要上下移动时,梭型腔体31能够便于冲开螺纹锥筒11以及螺纹管12内部的土石碎末,便于上下移动;
螺杆41上螺纹连接有探测装置;探测装置包括梭型腔体31以及穿过梭型腔体31上下两端的螺纹管32;梭型腔体31周侧环形均布若干限位杆33;限位杆33对应滑动匹配在竖直滑道2内;螺纹管32内周侧与螺杆41外周侧螺纹连接;梭型腔体31外周侧均布开设若干微型透气孔;
梭型腔体31内的螺纹管32外壁固定超声波探测器321、温度传感器322以及湿度传感器323,用于监测矿山地下温湿度信息以及矿石密度信息;梭型腔体31内的螺纹管32外壁还固定氧浓度传感器324以及CO2浓度传感器325;用于监测矿山地下气体浓度信息。
实际使用时,顶盖13上部同轴心固定连接管131;连接管131周侧对称开设两L型限位槽口132;两L型限位槽口132开口方向相背;连接管131用于与动力装置的输出端连接;一般动力装置输出端两侧对称固定限位凸块;将输出端匹配安装在连接管131内,并将两限位凸块对应匹配在L型限位槽口132内;旋转连接管131,使得凸块匹配在L型限位槽口132的横槽内,完成稳定限位;
另外,螺纹管12周侧的螺纹的横截面为弧形截面;螺纹的宽度为螺纹深度的2-3倍;提高螺纹宽度与螺纹深度的比值,提高整个装置向下钻时,将土石碎屑向外旋出效率。
请参阅图8所示,矿山地下环境探测装置的控制系统,包括安装在顶盖13底部的控制器;控制器分别与步进电机4、超声波探测器321、温度传感器322、湿度传感器323、氧浓度传感器324以及CO2浓度传感器325电性连接;
超声波探测器321用于探测矿山地下矿石密度并传递至控制器;控制器还用于控制步进电机4的开关以及正反转动;梭型腔体31内的螺纹管32外壁还固定位移传感器326;位移传感器326监测并传递位移信息至控制器。
本发明在实际使用时,通过在梭型腔体内的螺纹管32外壁安装超声波探测器321、温度传感器322、湿度传感器323、氧浓度传感器324以及CO2浓度传感器325;同时,螺纹管32外壁还安装位移传感器326;实现对矿上地下地质密度情况、地下温湿度状况以及地下气体信息进行监测;以便于开发人员以及研究人员根据实际情况进行开发以及科研判断。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.矿山地下环境探测装置,其特征在于,包括:螺纹锥筒(11)、若干螺纹管(12)以及顶盖(13);若干所述螺纹管(12)同轴心首尾连接;最顶部所述螺纹管(12)的顶部匹配连接顶盖(13);最底部所述螺纹管(12)底部匹配连接螺纹锥筒(11);
所述螺纹锥筒(11)以及若干螺纹管(12)外周侧均开设螺纹;所述螺纹管(12)周侧均布开设若干通孔(121);所述螺纹锥筒(11)、若干螺纹管(12)以及顶盖结构内周侧均布开设若干竖直滑道(2);所述螺纹管(12)内周侧的竖直滑道(2)上下两端分别与顶盖(13)内周侧的竖直滑道(2)以及螺纹锥筒(11)内周侧的竖直滑道(2)匹配连通;
所述螺纹锥筒(11)的顶部开口且底部为锥形结构;所述顶盖(13)内底面同轴心固定步进电机(4);所述步进电机(4)的输出端连接螺杆(41);
所述螺杆(41)上螺纹连接有探测装置;所述探测装置包括梭型腔体(31)以及穿过梭型腔体(31)上下两端的螺纹管(32);所述梭型腔体(31)周侧环形均布若干限位杆(33);所述限位杆(33)对应滑动匹配在竖直滑道(2)内;所述螺纹管(32)内周侧与螺杆(41)外周侧螺纹连接;所述梭型腔体(31)外周侧均布开设若干微型透气孔;
所述梭型腔体(31)内的螺纹管(32)外壁固定超声波探测器(321)、温度传感器(322)以及湿度传感器(323)。
2.根据权利要求1所述的矿山地下环境探测装置,其特征在于,所述螺杆(41)底部螺纹连接限位块(411);所述梭型腔体(31)由位于中间的环管上下两端连接漏斗状漏斗管形成。
3.根据权利要求1所述的矿山地下环境探测装置,其特征在于,所述顶盖(13)上部同轴心固定连接管(131);所述连接管(131)周侧对称开设两L型限位槽口(132);所述两L型限位槽口(132)开口方向相背。
4.根据权利要求1所述的矿山地下环境探测装置,其特征在于,所述螺纹管(12)外周侧的螺纹的横截面为弧形截面;所述螺纹的宽度为螺纹深度的2-3倍。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的矿山地下环境探测装置,其特征在于,所述梭型腔体(31)内的螺纹管(32)外壁固定氧浓度传感器(324)以及CO2浓度传感器(325)。
6.如权利要求5所述的矿山地下环境探测装置的控制系统,其特征在于,包括安装在所述顶盖(13)底部的控制器;所述控制器分别与步进电机(4)、超声波探测器(321)、温度传感器(322)、湿度传感器(323)、氧浓度传感器(324)以及CO2浓度传感器(325)电性连接;
所述超声波探测器(321)用于探测矿山地下矿石密度并传递至控制器;所述控制器还用于控制步进电机(4)的开关以及正反转动。
7.根据权利要求6所述的矿山地下环境探测装置的控制系统,其特征在于,所述梭型腔体(31)内的螺纹管(32)外壁还固定位移传感器(326);所述位移传感器(326)监测并传递位移信息至控制器。
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