CN112229671A - 一种等距离面式岩粉取样工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种等距离面式岩粉取样工具，其包括：样品标置器连接体、样品收集器、深度控制器以及中央控制器，本发明体积小巧，便于携带，取样时没有岩粉溢出，环境干净，方便对各种地理环境的矿山进行采样；脱离了对开槽锯的使用，减少对人体伤害的危险程度；打孔间距可调整，等距离布孔为面状刻槽，比原始刻槽更具有代表性，且本发明对取样工作面要求低，本发明的中央控制器对矿山的温度，湿度，海拔高度进行检测，测量前需预先输入测量岩石硬度以及岩石种类，根据不同的种类确定不同的测试打孔距离以及深度，减少了因为预采样环境以及矿石的不同对取样结果造成的影响，提高了采样的效果，使得所取样品更具有代表性。

Description

一种等距离面式岩粉取样工具
技术领域
本发明领域为取样工具领域，具体为一种等距离面式岩粉取样工具。
背景技术
我国有色金属矿山开采以露天和地下开采为主，其他方式为辅，在矿山开采中，矿石的品位显得尤为重要，成为矿山建设规模、成本核算、选厂指标的确定关键性因素。刻槽法是目前了解矿石品位最直接、较为准确的一种取样方法。以往的刻槽法多为人工取样方法，或者借助于电锤、开槽锯等电动工具，但是，现有技术还存在以下缺陷；
1、人工取样方法，劳动强度大，效率慢，污染严重；
2、电锤，开槽锯取样受到电力，以及工具搬用条件限制，不易使用而且，危险性大；
3、传统取样工具工作时造成的粉尘很大，对人体危害较高
4、传统工具无法根据具体环境情况以及矿石种类对取样时的开孔位置，以及开孔距离进行确定，保证取样效果最佳。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，为此本发明提供一种等距离面式岩粉取样工具，其包括：
样品标置器连接体，其包括：样品标置器竖杆以及样品标置器横杆，所述样品标置器横杆与所述样品标置器竖杆活动连接，用以限制所述样品标置器竖杆间的距离；所述样品标置器竖杆一端与锯齿状固定器相连接，其另一端与样品收集器相连接；
样品收集器，其包括：样品筒、连接器以及把手，所述样品筒为腔体结构，用以收集所述样品标置器竖杆内带出的岩粉，其一侧设置有所述连接器，另一侧设置有挡粉器，所述挡粉器为环形结构，其内部设置有特质毛毡环，用以防止钻头上的岩粉从竖杆后端溢出，所述连接器用以连接所述样品筒与所述样品标置器竖杆，所述样品筒底部设置有把手，用以方便使用者调整样品标置器竖杆与所述样品标置器横杆的位置；
深度控制器，其包括：活动杆体，连接环以及弹簧，所述活动杆体包括定位环以及杆体，所述定位环与杆体相连接或一体成型，其用以阻挡电锤，定位电锤的位置；所述杆体为管型结构，用以使电钻钻头穿过，其一端与挡粉器活动连接，以使杆体能插入所述档粉器；
中央控制器，其设置在所述样品收集器内部，其包括：
检测模块，所述检测模块与设置在中央控制器内部的温度传感器，湿度传感器，以及海拔测量单元相连接，用以实时监测周围环境的温度，湿度，以及所处海拔高度；并将检测信息储存在环境参数矩阵P(T,S，H)，其中，T表示环境温度，S表示环境湿度，并将环境参数矩阵P(T,S，H)发送至控制模块；
控制模块，所述控制模块与所述检测模块以及信息交互模块相连接，其实时接收所述检测模块以及信息交互模块发出的信息，并根据控制模块以及信息交互模块发出的信息生成判定信息，将判定信息发送至信息交互模块；
信息交互模块，其与显示屏相连接，所述信息交互模块与所述控制模块以及检测模块相连接，实时接收所述信息交互模块以及所述控制模块发出的信息，将周围温度，湿度，海拔高度；当信息交互模块接收到所述控制模块的判定信息时，将钻探距离以及钻探深度显示在所述显示屏上。
进一步地，所述中央控制器，其控制模块接收到所述信息交互模块发出的岩石信息矩阵U(D，L)后，结合所述检测模块发出的环境参数矩阵P(T,S)根据以下公式计算钻探综合参数K，
Figure BDA0002698463070000021
其中，D表示实际岩体硬度等级，T表示实际环境温度，S表示实际环境湿度，D0表示预设岩体硬度等级，T0表示预设平均硬度参数，S0表示预设环境温度参数，k为系数，其预设值为2.5。
进一步地，所述中央控制器，其控制模块内部设置有第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)，其中，K1表示第一岩石种类矩阵，K2表示第二岩石种类矩阵，K3表示第三岩石种类矩阵，...Kn表示第n岩石种类矩阵，其中所有值均为预设值；对于第i岩石种类矩阵Ki(Ki1，Ki2，Ki3)，i＝1，2，3...n，其中，Ki1表示第一处理等级矩阵Ki1(Ki11，Ki12，Ki13，Ki14)，其中，Ki11表示第一等级第一对比参数，Ki12表示第一等级第二对比参数，Ki13表示第一等级钻探深度，Ki14表示第一等级钻探距离；Ki2表示第二处理等级矩阵Ki2(Ki21，Ki22，Ki23，Ki24)，其中，Ki21表示第二等级第一对比参数，Ki22表示第二等级第二处理参数，Ki23表示第二等级钻探深度，Ki24表示第二等级钻探距离；Ki3表示第三处理等级矩阵Ki3(Ki31，Ki32，Ki33，Ki34)；其中，Ki31表示第三等级第一对比参数，Ki32表示第i岩石种类第三等级第二对比参数，Ki33第三等级钻探深度，Ki24表示第三等级钻探距离；当钻探综合参数K计算完成后，所述控制模块根据所选岩石种类L，以及钻探综合参数K判定测试钻探时的钻探距离以及钻探深度。
进一步地，所述控制模块，判定测试钻探时的钻探距离以及钻探深度时，
当所输入岩石种类L为第一岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第一岩石种类矩阵K1作为控制参数；
当所输入岩石种类L为第二岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第二岩石种类矩阵K2作为控制参数；
当所输入岩石种类L为第三岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第三岩石种类矩阵K3作为控制参数；
...
当所输入岩石种类L为第n岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第n岩石种类矩阵K4作为控制参数。
进一步地，所述控制模块判定测试钻探时的钻探距离以及钻探深度时，
当所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki作为控制参数时，且钻探综合参数K大于Ki11且小于Ki12时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki中的Ki1(Ki11，Ki12，Ki13，Ki14)矩阵作为控制参数，判定钻探深度为Ki13，钻探距离为Ki13,并将测试钻探判定结果发送至所述信息交互模块；
当所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki作为控制参数时，且钻探综合参数K大于Ki21且小于Ki22时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki中的Ki2(Ki21，Ki22，Ki23，Ki24)矩阵作为控制参数，判定钻探深度为Ki23，钻探距离为Ki23，并将测试钻探判定结果发送至所述信息交互模块；
当所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki作为控制参数时，且钻探综合参数K大于Ki31且小于Ki32时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki中的Ki3(Ki31，Ki32，Ki33，Ki34)矩阵作为控制参数，判定钻探深度为Ki33，钻探距离为Ki33，并将测试钻探判定结果发送至所述信息交互模块。
进一步地，所述中央控制器，其控制模块内还设置有第二控制矩阵B1(B1，B2，B3，...Bn)，其中，B1表示第一岩石种类距离判定矩阵，B2表示第二岩石种类距离判定矩阵，B3表示第三岩石种类距离判定矩阵，...Bn表示第n岩石种类距离判定矩阵；对于第i岩石种类距离判定矩阵Bi1(Bi1，Bi2，Bi3...Bin)i＝1,2,3...n，其中，Bi1表示第一等级判定矩阵Bi1(Bi11，Bi12,Bi13，Bi14)，其中，Bi11表示第一等级第一对比参数，Bi12表示第一等级第二对比参数，Bi13表示第一等级钻探距离，Bi14表示第一等级钻探深度；Bi2表示第一等级判定矩阵；Bi2(Bi21，Bi22,Bi23，Bi24)，其中，Bi21表示第二等级第一对比参数，Bi22表示第二等级第二对比参数，Bi23表示第二等级钻探距离，Bi24表示第二等级钻探深度；Bi3(Bi31，Bi32,Bi33，Bi34)，其中，Bi31表示第三等级第一对比参数，Bi32表示第三等级第二对比参数，Bi33表示第三等级钻探距离，Bi34表示第三等级钻探深度；
当所述控制模块接收到信息交互模块发出的测试打孔信息矩阵V(Y1,C1,Y2,C2)后，照以下公式计算初步测量系数Y，
Figure BDA0002698463070000051
其中，Y1表示第一取样孔孔底应力，Y2表示第二取样孔孔底应力，C1表示第一取样孔内湿度，C2表示第二取样孔内湿度；同时根据初步测量系数Y判定正式钻探时的钻探距离以及钻探深度。
进一步地，所述控制模块对正式钻探时的钻探距离以及钻探深度判定时，选取与实验判定时相同的第i岩石种类Bi作为控制参数，
当初步测量系数Y大于Bi11且小于Bi12时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Bi中的第一等级判定矩阵Bi1(Bi11，Bi12,Bi13，Bi14)作为控制参数，判定其钻探距离为Bi13，钻探深度Bi14，并将判定结果发送至所述信息交互模块；
当初步测量系数Y大于Bi21且小于Bi21时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Bi中的第二等级判定矩阵Bi2(Bi21，Bi22,Bi23，Bi24)作为控制参数，判定其钻探距离为Bi23，钻探深度Bi24，并将判定结果发送至所述信息交互模块；
当初步测量系数Y大于Bi31且小于Bi32时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Bi中的第三等级判定矩阵Bi3(Bi31，Bi32,Bi33，Bi34)作为控制参数，判定其钻探距离为Bi33，钻探深度Bi34，并将判定结果发送至所述信息交互模块。
进一步地，所述中央控制器，其控制模块还与设置在样品标置器横杆上的倾角仪相连接，用以测定样品标置器横杆的倾斜角度，所述控制模块还设置有圆形轨迹打孔模式，其内部设置有环形打孔定位矩阵P(P1,P2,P3,P4,P5,P6),其中P1表示第一打孔位置打孔角度，其为0度，P2表示第二打孔位置打孔角度，P3表示第三打孔位置打孔角度，P4表示第四打孔位置打孔角度，P5表示第四打孔位置打孔角度，P6表示第六打孔位置打孔角度；当使用者从显示屏上选择圆形轨迹打孔模式时，所述控制模块开始接收倾角仪的数据；所述控制模块以样品标置器横杆垂直地面角度为0度，以此为基准判定样品标置器横杆转过角度；
当倾角仪器显示P2角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第二打孔位置；
当倾角仪器显示P3角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第三打孔位置；
当倾角仪器显示P4角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第四打孔位置；
当倾角仪器显示P5角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第五打孔位置；
当倾角仪器显示P6角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第五打孔位置。
进一步地，所述控制模块，其设置有正常打孔模式，当使用者不选择圆形打孔模式，在显示屏上选择正常打孔模式时，所述控制模块，开始接收所述倾角仪的信息，所述控制模块以样品标置器横杆垂直地面为E1度，以样品标置器竖杆平行地面为E2度，
当倾角仪器测量数值为E1时，所述控制模块发出警示声；
当倾角仪器测量数值为E2时，所述控制模块发出警示声。
与现有技术相比，本发明的技术效果在于，本发明包括样品标置器连接体，样品收集器，深度控制器，中央控制器，本发明结构简单，体积小巧，便于携带，操作简单方便；打孔时没有岩粉溢出，环境干净；脱离了对开槽锯的使用，减少对人体伤害的危险程度；打孔间距可调整，等距离布孔为面状刻槽，比原始刻槽更具有代表性；本工具对坚硬和半坚硬岩石比刻槽锯更具有优势，对工作面要求低；本发明的中央控制器包括：检测模块，控制模块，信息交互模块，对矿山的温度，湿度，海拔高度进行检测，测量前需预先输入测量岩石硬度以及岩石种类，根据不同岩石的种类确定不同的测试打孔距离以及深度，减少了因为预采样环境以及矿石的不同对取样结果造成的影响，提高了采样的效果。初步采样后需测量两孔的孔底应力，再次调整取样距离以及深度，保证了样品的均匀度，使得所取样品更具有代表性。
尤其，本发明结构简单，体积小巧，便于携带，操作简单方便；且，所述样品收集器，其连接部位均做密封处理，使用本发明采样时，无岩粉飞出，防止对采样工作人员造成伤害，本工具对坚硬和半坚硬岩石比刻槽锯更具有优势，对工作面要求低，且设置专门的样品收集器便于样品的采集，提高采集率，避免样品浪费，所述深度控制器用以控制打孔深度，其由活动杆体以及弹簧以及定位环组成，其上设置有刻度线，调节方式简单可靠，便于操作。
进一步地，本发明的中央控制器，其检测模块对周围环境的湿度，温度，海拔高度进行检测，方便控制模块根据数据进行做出判定，所检测的数据对矿石的形成具有影响，且该数据便于检测，且可实施持续检测，便于后续对数据的处理。
进一步地，本发明的中央控制器，其控制模块，根据检测模块发出的信息，结合使用者输入的岩石硬度以及岩石种类信息，综合判定钻探深度以及钻探距离，不同岩石内部成分在不会发生突变，其微量成分变化是连续的，但不同岩石的变化程度以及形成过程都不同，因此，根据不同岩石种类结合环境因素，综合确定初步钻探距离以及深度，使得钻探后得到的样品更均匀，且样品具有代表性。
进一步地，本发明的中央控制器，其控制模块，还设置有圆形轨迹打孔模式，实时检测样品标置器横杆角度，以此来确定打孔角度，保证其打孔轨迹为圆形的前提下，每个孔间的距离相等，当样品标置器横杆转至某一角度时，所述控制模块发出警报，提示使用者打孔位置，提高了打孔精度，简便了操作过程。
进一步地，本发明的中央控制器，其控制模块，根据检测模块以及信息交互模块发出的信息判定正式钻探的钻探距离以及钻探过程，在测试钻探后通过测量钻探所得孔底硬度数据进行二次判定，其中，孔底硬度数据便于测量，且对岩石性质的变化具有代表性；进行二次判定后在进行等距离打孔，能够更加精确的确定不同岩石的打孔距离，进一步提高样品的均匀度以及样品的代表性。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的一种等距离面式岩粉取样工具结构图；
图2为本发明实施例所提供的一种等距离面式岩粉取样工具深度控制器结构图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置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。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1所示，其为本发明实施例所提供的一种等距离面式岩粉取样工具结构图，本实施例提供的一种等距离面式岩粉取样工具，其包括，
样品标置器连接体1，其包括：两个样品标置器竖杆11以及样品标置器横杆12，所述样品标置器横杆12与所述样品标置器竖杆11活动连接，用以限制两个样品标置器竖杆11之间的距离；所述样品标置器竖杆11一端与锯齿状固定器相连接，其另一端与样品收集器2相连接；
样品收集器2，其包括：样品筒21、连接器23以及把手22，所述样品筒21为腔体结构，用以收集从所述样品标置器竖杆11内带出的岩粉，其一端设置有所述连接器23，另一端设置有挡粉器24，所述挡粉器一端为环形结构，其内部设置有特质毛毡环(图上未画出)，用铁质垫片压住，用以防止钻头上的岩粉从竖杆后端溢出，所述连接器23用以连接所述样品筒21与所述样品标置器竖杆11，以使电钻带出的岩粉能够途径所述样品标置器竖杆11流入所述样品筒21内，所述样品筒21下侧设置把手22，用以方便使用者调整样品标置器竖杆11与所述样品标置器横杆12的位置，所述把手22与所述样品筒21通连接片25活动连接，用以使所述样品筒21方便打开；
深度控制器3，其包括：活动杆体33，连接环以及弹簧31，所述连接环与所述样品收集器2相连接，所述活动杆体33通过连接环插入至样品收集器2内，其用以控制电锤的钻探深度，所述弹簧31套置在所述活动杆体33上，用以缓冲电锤插入所述活动杆体33时的力；
中央控制器，其包括，检测模块，控制模块，以及信息交互模块；所述中央控制器设置在所述样品收集器2内部，所述显示屏设置在所述样品收集器2表面。
具体而言，所述样品标置器竖杆11为管形结构，用以使电钻钻头从管内穿过，其一端端口处设置有密封海绵圈(图上未画出)，用以使用时封堵样品标置器竖杆11与样岩壁之间的空隙，器另一端与样品收集器2相连接；所述样品标置器横杆12两端设置各设置有一个定位孔14，所述定位孔14半径与所述样品标置器竖杆11半径相匹配，用以使所述样品标置器竖杆11穿过定位孔14时能相对定位孔14横向滑动，并相对定位孔14转动，与所述定位孔14形成活动连接。
具体而言，参阅图2所示，其为本发明实施例所提供的一种等距离面式岩粉取样工具深度控制器结构图。
所述深度控制器3，其包括，活动杆体33，连接环以及弹簧31，所述活动杆体33包括定位环32以及杆体，所述定位环32与杆体相连接或一体成型，其用以阻挡电锤，定位电锤的位置；所述杆体为管型结构，用以使电钻钻头穿过，其一端与连接环相连接，其另一端与所述样品收集器2第挡粉器24活动连接，以使杆体能插入所述档粉器24；所述活动杆体33表面设置有刻度线，用以使用者参考电钻插头插入的深度。
具体而言，所述检测模块与设置在中央控制器内部的温度传感器以及湿度传感器相连接，用以实时监测周围环境的温度以及湿度；并将检测信息上传至所述控制模块，其内部设置有环境参数矩阵P(T,S)，其中，T表示环境温度，S表示环境湿度。
具体而言，所述控制模块与所述检测模块以及信息交互模块相连接，其实时接收所述检测模块以及信息交互模块发出的信息，并根据控制模块以及信息交互模块发出的信息生成判定信息，同时，将判定信息发送至所述信息交互模块；所述控制模块其内部设置有第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)，其中，K1表示第一岩石种类矩阵，K2表示第二岩石种类矩阵，K3表示第三岩石种类矩阵，...Kn表示第n岩石种类矩阵，其中所有值均为预设值；对于第i岩石种类矩阵Ki(Ki1，Ki2，Ki3)，i＝1，2，3...n，其中，Ki1表示第一处理等级矩阵Ki1(Ki11，Ki12，Ki13，Ki14)，其中，Ki11表示第一等级第一对比参数，Ki12表示第一等级第二对比参数，Ki13表示第一等级钻探深度，Ki14表示第一等级钻探距离；Ki2表示第二处理等级矩阵Ki2(Ki21，Ki22，Ki23，Ki24)，其中，Ki21表示第二等级第一对比参数，Ki22表示第二等级第二处理参数，Ki23表示第二等级钻探深度，Ki24表示第二等级钻探距离；Ki3表示第三处理等级矩阵Ki3(Ki31，Ki32，Ki33，Ki34)；其中，Ki31表示第三等级第一对比参数，Ki32表示第i岩石种类第三等级第二对比参数，Ki33第三等级钻探深度，Ki24表示第三等级钻探距离；
进行钻探前，使用者需预先对岩体进行测试，测试岩体硬度等级D以及岩体种类L，并将岩体硬度等级以及岩体种类通过触摸屏输入至信息交互模块，信息交互模块生成岩石信息矩阵U(D，L)，其中，D表示实际岩体硬度等级，L表示岩体种类；并U(D，L)将发送至所述控制模块，所述控制模块接收信息后，结合所述检测模块发出的环境参数矩阵P(T,S)根据以下公式计算钻探综合参数K，
Figure BDA0002698463070000111
其中，D表示实际岩体硬度等级，T表示实际环境温度，S表示实际环境湿度，D0表示预设岩体硬度等级，T0表示预设平均硬度参数，S0表示预设环境温度参数，k为系数，其预设值为2.5；所述控制模块钻探综合参数K计算完成后，
根据所选岩石种类D，钻探综合参数K进行实验打孔的钻探距离以及钻探深度判定。
判定时，当所输入岩石种类L为第一岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第一岩石种类矩阵K1作为控制参数；
判定时，当所输入岩石种类L为第二岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第二岩石种类矩阵K2作为控制参数；
判定时，当所输入岩石种类L为第三岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第三岩石种类矩阵K3作为控制参数；
...
判定时，当所输入岩石种类L为第n岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第n岩石种类矩阵K4作为控制参数；
当所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki作为控制参数时，且钻探综合参数K大于Ki11且小于Ki12时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki中的Ki1(Ki11，Ki12，Ki13，Ki14)矩阵作为控制参数，判定钻探深度为Ki13，钻探距离为Ki13,并将测试钻探判定结果发送至所述信息交互模块；
当所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki作为控制参数时，且钻探综合参数K大于Ki21且小于Ki22时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki中的Ki2(Ki21，Ki22，Ki23，Ki24)矩阵作为控制参数，判定钻探深度为Ki23，钻探距离为Ki23，并将测试钻探判定结果发送至所述信息交互模块；
当所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki作为控制参数时，且钻探综合参数K大于Ki31且小于Ki32时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki中的Ki3(Ki31，Ki32，Ki33，Ki34)矩阵作为控制参数，判定钻探深度为Ki33，钻探距离为Ki33，并将测试钻探判定结果发送至所述信息交互模块。
具体而言，所述信息交互模块接收到所述控制模块发出的信息时，在显示屏上提示使用者第一取样孔以及第二取样孔的钻探距离，以及对应打孔深度；使用者根据显示屏上显示的钻探距离以及打孔深度进行实验打孔，进行实验打孔时，打完第一取样孔以及第二取样孔，利用应力测量仪测量第一取样孔孔底应力Y1以及第二取样孔孔底应力Y2，利用湿度测量仪测量第一取样孔内湿度C1以及第二取样孔内湿度C2，使用者将测量信息输入在显示屏上，所述信息交互模块将输入信息生成测试打孔信息矩阵V(Y1,C1,Y2,C2)，其中Y1表示第一取样孔孔底应力，C1表示第一取样孔孔内湿度，Y2表示第二取样孔孔底应力，C2表示第二取样孔孔内湿度；所述信息交互模块将测试打孔信息矩阵V(Y1,C1,Y2,C2)发送至所述控制模块。
具体而言，所述控制模块内还设置有第二控制矩阵B1(B1，B2，B3，...Bn)，其中，B1表示第一岩石种类距离判定矩阵，B2表示第二岩石种类距离判定矩阵，B3表示第三岩石种类距离判定矩阵，...Bn表示第n岩石种类距离判定矩阵；对于第i岩石种类距离判定矩阵Bi1(Bi1，Bi2，Bi3...Bin)i＝1,2,3...n，其中，Bi1表示第一等级判定矩阵Bi1(Bi11，Bi12,Bi13，Bi14)，其中，Bi11表示第一等级第一对比参数，Bi12表示第一等级第二对比参数，Bi13表示第一等级钻探距离，Bi14表示第一等级钻探深度；Bi2表示第一等级判定矩阵；Bi2(Bi21，Bi22,Bi23，Bi24)，其中，Bi21表示第二等级第一对比参数，Bi22表示第二等级第二对比参数，Bi23表示第二等级钻探距离，Bi24表示第二等级钻探深度；Bi3(Bi31，Bi32,Bi33，Bi34)，其中，Bi31表示第三等级第一对比参数，Bi32表示第三等级第二对比参数，Bi33表示第三等级钻探距离，Bi34表示第三等级钻探深度；
当所述控制模块接收到信息交互模块发出的测试打孔信息矩阵V(Y1,Y2,)后，照以下公式计算初步测量系数Y，
Figure BDA0002698463070000131
其中，Y1表示第一取样孔孔底应力，Y2表示第二取样孔孔底应力，同时根据初步测量系数Y判定正式钻探时的钻探钻探距离以及钻探深度；
判定时，选取与实验判定时相同的第i岩石种类Bi作为控制参数，
当初步测量系数Y大于Bi11且小于Bi12时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Bi中的第一等级判定矩阵Bi1(Bi11，Bi12,Bi13，Bi14)作为控制参数，判定其钻探距离为Bi13，钻探深度Bi14，并将判定结果发送至所述信息交互模块；
当初步测量系数Y大于Bi21且小于Bi21时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Bi中的第二等级判定矩阵Bi2(Bi21，Bi22,Bi23，Bi24)作为控制参数，判定其钻探距离为Bi23，钻探深度Bi24，并将判定结果发送至所述信息交互模块；
当初步测量系数Y大于Bi31且小于Bi32时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Bi中的第三等级判定矩阵Bi3(Bi31，Bi32,Bi33，Bi34)作为控制参数，判定其钻探距离为Bi33，钻探深度Bi34，并将判定结果发送至所述信息交互模块。
具体而言，所述控制模块还与设置在样品标置器上的倾角仪相连接，用以测定样品标置器横杆的倾斜角度，所述控制模块还设置有圆形轨迹打孔模式，其内部设置有环形打孔定位矩阵P(P1,P2,P3,P4,P5,P6),其中P1表示第一打孔位置打孔角度，其为0度，P2表示第二打孔位置打孔角度，P3表示第三打孔位置打孔角度，P4表示第四打孔位置打孔角度，P5表示第四打孔位置打孔角度，P6表示第六打孔位置打孔角度；当使用者从显示屏上选择圆形轨迹打孔模式时，所述控制模块开始接收倾角仪的数据；所述控制模块以样品标置器横杆垂直地面角度为0度，以此为基准判定样品标置器横杆转过角度；
当倾角仪器显示P2角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第二打孔位置；
当倾角仪器显示P3角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第三打孔位置；
当倾角仪器显示P4角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第四打孔位置；
当倾角仪器显示P5角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第五打孔位置；
当倾角仪器显示P6角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第五打孔位置；
具体而言，当使用者不选择圆形打孔模式，在显示屏上选择正常打孔模式时，所述控制模块，开始接收所述倾角仪的信息，所述控制模块以样品标置器横杆垂直地面为E1度，以样品标置器竖杆平行地面为E2度，
当倾角仪器测量数值为E1时，所述控制模块发出警示声；
当倾角仪器测量数值为E2时，所述控制模块发出警示声。
具体而言，所述信息交互模块与所述控制模块以及检测模块相连接，实时接收所述信息交互模块以及所述控制模块发出的信息，将周围温度，湿度，海拔高度实时显示在所述显示屏上；当信息交互模块接收到所述控制模块的正式钻探判定信息时，将正式钻探钻探距离以及钻探深度显示在所述显示屏上；
具体而言，进行圆形轨迹采样时，使用者需在显示屏上选择圆形轨迹采样，选择后开始使用本发明，使用者手持本发明，在第一个取样点的起始端把一根样品标置器竖杆前端抵住岩面，把钻头插入所述样品标置器竖杆中抵住岩面，向前推动横杆对样品标置器竖杆施压，使样品标置器竖杆一端的海绵垫圈压紧岩面。另一人启动电锤钻进岩石至深度控制器的活动竖杆到达显示屏提示的钻探深度刻度后停止电锤；不取出钻头，卸掉电锤，使用者控制样品标置器横杆以样品标置器竖杆为中心旋转，听到提示后停止旋转，在该位置进行打孔，重复上述步骤，采样完成后取出该位置钻头与电锤，继续围绕固定住的样品标置器竖杆转动，听到提示后进行第三位置打孔，以此类推完成整个圆周的打孔。
具体而言，使用本发明正常模式时，使用者需在显示屏上选择正常打孔模式，使用时一人手持本发明，在第一个取样点的起始端把一根样品标置器竖杆前端抵住岩面，把钻头插入该竖杆中抵住岩面，向前推动横杆对样品标置器竖杆施压，使样品标置器竖杆一端的海绵垫圈压紧岩面。另一人启动电锤钻进岩石至深度控制器的活动竖杆到达显示屏提示的钻探深度刻度后停止电锤；第一个孔打孔完毕后卸掉电锤，按照显示屏的显示的钻探距离调整样品标置器横杆的长度，使得样品标置器横杆垂直地面，本发明发出警示后，重复上述步骤完成第二位置的打孔。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种等距离面式岩粉取样工具，其特征在于，包括：
样品标置器连接体，其包括：样品标置器竖杆以及样品标置器横杆，所述样品标置器横杆与所述样品标置器竖杆活动连接，所述样品标置器横杆用以限制所述样品标置器竖杆间的距离；所述样品标置器竖杆一端与锯齿状固定器相连接，其另一端与样品收集器相连接；
样品收集器，其包括：样品筒、连接器以及把手，所述样品筒为腔体结构，用以收集所述样品标置器竖杆内钻头带出的岩粉，其一侧设置有所述连接器，另一侧设置有挡粉器，所述挡粉器为环形结构，其内部设置有特质毛毡环，用以防止钻头上的岩粉从竖杆后端溢出，所述连接器用以连接所述样品筒与所述样品标置器竖杆，所述样品筒底部设置有把手，用以方便使用者调整样品标置器竖杆与所述样品标置器横杆的位置；
深度控制器，其包括：活动杆体，连接环以及弹簧，所述活动杆体包括定位环以及杆体，所述定位环与杆体相连接或一体成型，其用以阻挡电锤，定位电锤的位置；所述杆体为管型结构，用以使电钻钻头穿过，其一端与挡粉器活动连接，以使杆体能插入所述档粉器；
中央控制器，其设置在所述样品收集器内部，其包括：
检测模块，所述检测模块与设置在中央控制器内部的温度传感器，湿度传感器，以及海拔测量单元相连接，用以实时监测周围环境的温度，湿度，以及所处海拔高度；并将检测信息储存在环境参数矩阵P(T,S，H)，其中，T表示环境温度，S表示环境湿度，并将环境参数矩阵P(T,S，H)发送至控制模块；
控制模块，所述控制模块与所述检测模块以及信息交互模块相连接，其实时接收所述检测模块以及信息交互模块发出的信息，并根据控制模块以及信息交互模块发出的信息生成判定信息，将判定信息发送至信息交互模块；
信息交互模块，其与显示屏相连接，所述信息交互模块与所述控制模块以及检测模块相连接，实时接收所述信息交互模块以及所述控制模块发出的信息，将周围温度，湿度，海拔高度；当信息交互模块接收到所述控制模块的判定信息时，将钻探距离以及钻探深度显示在所述显示屏上。
2.根据权利要求1所述的等距离面式岩粉取样工具，其特征在于，所述中央控制器，其控制模块接收到所述信息交互模块发出的岩石信息矩阵U(D，L)后，结合所述检测模块发出的环境参数矩阵P(T,S)根据以下公式计算钻探综合参数K，
Figure FDA0002698463060000021
其中，D表示实际岩体硬度等级，T表示实际环境温度，S表示实际环境湿度，D0表示预设岩体硬度等级，T0表示预设平均硬度参数，S0表示预设环境温度参数，k为系数，其预设值为2.5。
3.根据权利要求1所述的等距离面式岩粉取样工具，其特征在于，所述中央控制器，其控制模块内部设置有第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)，其中，K1表示第一岩石种类矩阵，K2表示第二岩石种类矩阵，K3表示第三岩石种类矩阵，...Kn表示第n岩石种类矩阵，其中所有值均为预设值；对于第i岩石种类矩阵Ki(Ki1，Ki2，Ki3)，i＝1，2，3...n，其中，Ki1表示第一处理等级矩阵Ki1(Ki11，Ki12，Ki13，Ki14)，其中，Ki11表示第一等级第一对比参数，Ki12表示第一等级第二对比参数，Ki13表示第一等级钻探深度，Ki14表示第一等级钻探距离；Ki2表示第二处理等级矩阵Ki2(Ki21，Ki22，Ki23，Ki24)，其中，Ki21表示第二等级第一对比参数，Ki22表示第二等级第二处理参数，Ki23表示第二等级钻探深度，Ki24表示第二等级钻探距离；Ki3表示第三处理等级矩阵Ki3(Ki31，Ki32，Ki33，Ki34)；其中，Ki31表示第三等级第一对比参数，Ki32表示第i岩石种类第三等级第二对比参数，Ki33第三等级钻探深度，Ki24表示第三等级钻探距离；当钻探综合参数K计算完成后，所述控制模块根据所选岩石种类L，以及钻探综合参数K判定测试钻探时的钻探距离以及钻探深度。
4.根据权利要求3所述的等距离面式岩粉取样工具，其特征在于，所述控制模块，判定测试钻探时的钻探距离以及钻探深度时，
当所输入岩石种类L为第一岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第一岩石种类矩阵K1作为控制参数；
当所输入岩石种类L为第二岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第二岩石种类矩阵K2作为控制参数；
当所输入岩石种类L为第三岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第三岩石种类矩阵K3作为控制参数；
...
当所输入岩石种类L为第n岩石种类时，所述控制模块从第一控制矩阵K(K1,K2，...Kn)内选取第n岩石种类矩阵K4作为控制参数。
5.根据权利要求4所述的等距离面式岩粉取样工具，其特征在于，所述控制模块判定测试钻探时的钻探距离以及钻探深度时，
当所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki作为控制参数时，且钻探综合参数K大于Ki11且小于Ki12时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki中的Ki1(Ki11，Ki12，Ki13，Ki14)矩阵作为控制参数，判定钻探深度为Ki13，钻探距离为Ki13,并将测试钻探判定结果发送至所述信息交互模块；
当所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki作为控制参数时，且钻探综合参数K大于Ki21且小于Ki22时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki中的Ki2(Ki21，Ki22，Ki23，Ki24)矩阵作为控制参数，判定钻探深度为Ki23，钻探距离为Ki23，并将测试钻探判定结果发送至所述信息交互模块；
当所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki作为控制参数时，且钻探综合参数K大于Ki31且小于Ki32时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Ki中的Ki3(Ki31，Ki32，Ki33，Ki34)矩阵作为控制参数，判定钻探深度为Ki33，钻探距离为Ki33，并将测试钻探判定结果发送至所述信息交互模块。
6.根据权利要求1所述的等距离面式岩粉取样工具，其特征在于，所述中央控制器，其控制模块内还设置有第二控制矩阵B1(B1，B2，B3，...Bn)，其中，B1表示第一岩石种类距离判定矩阵，B2表示第二岩石种类距离判定矩阵，B3表示第三岩石种类距离判定矩阵，...Bn表示第n岩石种类距离判定矩阵；对于第i岩石种类距离判定矩阵Bi1(Bi1，Bi2，Bi3...Bin)i＝1,2,3...n，其中，Bi1表示第一等级判定矩阵Bi1(Bi11，Bi12,Bi13，Bi14)，其中，Bi11表示第一等级第一对比参数，Bi12表示第一等级第二对比参数，Bi13表示第一等级钻探距离，Bi14表示第一等级钻探深度；Bi2表示第一等级判定矩阵；Bi2(Bi21，Bi22,Bi23，Bi24)，其中，Bi21表示第二等级第一对比参数，Bi22表示第二等级第二对比参数，Bi23表示第二等级钻探距离，Bi24表示第二等级钻探深度；Bi3(Bi31，Bi32,Bi33，Bi34)，其中，Bi31表示第三等级第一对比参数，Bi32表示第三等级第二对比参数，Bi33表示第三等级钻探距离，Bi34表示第三等级钻探深度；
当所述控制模块接收到信息交互模块发出的测试打孔信息矩阵V(Y1,Y2,)后，照以下公式计算初步测量系数Y，
Figure FDA0002698463060000041
其中，Y1表示第一取样孔孔底应力，Y2表示第二取样孔孔底应力，同时根据初步测量系数Y判定正式钻探时的钻探钻探距离以及钻探深度。
7.根据权利要求6所述的等距离面式岩粉取样工具，其特征在于，所述控制模块对正式钻探时的钻探距离以及钻探深度判定时，选取与实验判定时相同的第i岩石种类Bi作为控制参数，
当初步测量系数Y大于Bi11且小于Bi12时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Bi中的第一等级判定矩阵Bi1(Bi11，Bi12,Bi13，Bi14)作为控制参数，判定其钻探距离为Bi13，钻探深度Bi14，并将判定结果发送至所述信息交互模块；
当初步测量系数Y大于Bi21且小于Bi21时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Bi中的第二等级判定矩阵Bi2(Bi21，Bi22,Bi23，Bi24)作为控制参数，判定其钻探距离为Bi23，钻探深度Bi24，并将判定结果发送至所述信息交互模块；
当初步测量系数Y大于Bi31且小于Bi32时，所述控制模块选取第i岩石种类矩阵Bi中的第三等级判定矩阵Bi3(Bi31，Bi32,Bi33，Bi34)作为控制参数，判定其钻探距离为Bi33，钻探深度Bi34，并将判定结果发送至所述信息交互模块。
8.根据权利要求1所述的等距离面式岩粉取样工具，其特征在于，所述中央控制器，其控制模块还与设置在样品标置器横杆上的倾角仪相连接，用以测定样品标置器横杆的倾斜角度，所述控制模块还设置有圆形轨迹打孔模式，其内部设置有环形打孔定位矩阵P(P1,P2,P3,P4,P5,P6),其中P1表示第一打孔位置打孔角度，其为0度，P2表示第二打孔位置打孔角度，P3表示第三打孔位置打孔角度，P4表示第四打孔位置打孔角度，P5表示第四打孔位置打孔角度，P6表示第六打孔位置打孔角度；当使用者从显示屏上选择圆形轨迹打孔模式时，所述控制模块开始接收倾角仪的数据；所述控制模块以样品标置器横杆垂直地面角度为0度，以此为基准判定样品标置器横杆转过角度；
当倾角仪器显示P2角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第二打孔位置；
当倾角仪器显示P3角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第三打孔位置；
当倾角仪器显示P4角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第四打孔位置；
当倾角仪器显示P5角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第五打孔位置；
当倾角仪器显示P6角度后，控制模块发出警报，提示使用者到达第五打孔位置。
9.根据权利要求8所述的等距离面式岩粉取样工具，其特征在于，所述控制模块，其设置有正常打孔模式，当使用者不选择圆形打孔模式，在显示屏上选择正常打孔模式时，所述控制模块，开始接收所述倾角仪的信息，所述控制模块以样品标置器横杆垂直地面为E1度，以样品标置器横杆平行地面为E2度，
当倾角仪器测量数值为E1时，所述控制模块发出警示声；
当倾角仪器测量数值为E2时，所述控制模块发出警示声。
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Inventor after: Zhu Zhenggun

Inventor after: Shao Chongxin

Inventor after: Liu Xiaofei

Inventor after: Lian Yong

Inventor after: Zhu Zhaoqing

Inventor after: Li Qiang

Inventor after: Zou Peng

Inventor after: Wang Xingyuan

Inventor after: Song Weidong

Inventor after: Wang Hongpeng

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