CN114086951B - 一种矿产地质勘查设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿产勘查技术领域，具体的说是一种矿产地质勘查设备；包括支架以及取样单元，所述取样单元包括钻体、一号块、钻头以及拉杆；本发明通过当钻体达到合适的深度时；控制钻体以及钻头，使其不再转动；此时拉动拉杆，使钻头在一号块内上移，此装置适用于矿产地质水分大，黏性大且柔软的地质；此时可通过旋转钻体或者使钻体下移的方式，使样品进入钻体内部，随后从土壤中取出取样单元；完成了对矿产地质样品的取样；此种方式使得钻孔与取样一体化，且取样单元在取样的过程中可以在特定的深度进行取样，不会发生样品被其他深度土壤污染的问题。
Description
技术领域
本发明属于矿产勘查技术领域，具体的说是一种矿产地质勘查设备。
背景技术
地质矿产勘查是依据先进的地质科学理论，在占有大量野外地质观察和搜集整理有关地质资料的基础上，采用地质测量、物化探、钻坑探工程等综合地质手段和方法，取得可靠的地质矿产信息资料；包括查明矿产储量、矿石质量、采选取冶加工条件和矿床技术经济评价，从而为矿山设计建设提供依据。
地质矿产勘查离不开钻芯取样，在大多数矿产地质取样的过程中；若样品层位于深层部位，普通便携式取样器便不再适用；此时需要采用大型钻头钻入地底再进行取样；容易想到如果在钻孔过程中实现钻孔取样同时进行，可以有效节省取样时间，而现有技术钻孔取样一体的取样方法包括：打眼法，主要是利用巷道掘进炮孔或打专门取样孔，收集岩粉岩屑作为样品；再如利用SDQ深孔快速取样装置取出的样品均不是完整的样品，而是破碎的；即打眼法以及SDQ深孔快速取样均不能在不抽出钻杆的情况下，将样品完整整块的取出；而取出为破碎的样品会造成不同深度的样品混合，后期对样品进行不同深度土质矿物分布的相关研究时会导致结果不准确；无法帮助工作人员很好的检验出各层样品所具有的不同特性；且破碎的样品在从钻杆内部运输的过程中易在钻杆内壁粘连即易污染钻杆内壁，为下次取样带来了误差；且SDQ深孔快速取样需要保证井下巷道通风良好，无疑为钻探增大了难度。
鉴于此，本发明通过提出一种矿产地质勘查设备，以解决上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决现有技术中不能将样品完整的取出，且易造成不同深度的样品混合的问题，本发明提供一种矿产地质勘查设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种矿产地质勘查设备，包括支架以及取样单元；
所述支架用于对取样单元进行固定；且所述支架的顶部固定设置有动力装置；
所述取样单元包括：
钻体，所述钻体为空心结构；
一号块，所述一号块为筒状且设置于钻体底部的部位；
钻头，所述钻头活动嵌入于一号块内且钻头尖锐端伸出钻体；
拉杆，所述拉杆的一端固定安装于钻头顶部的位置，且所述拉杆位于钻体内部；所述拉杆的另一端设置有提升装置，提升装置用于将拉杆提升与下放。
工作时，提升装置由若干的滚轮组成，且滚轮与拉杆紧密接触，通过滚轮的正反转实现拉杆的提升与下放；将支架支撑在需要取样的地面上，启动动力装置，动力装置为现有技术，不再赘述；动力装置带动取样单元，进而使钻体带动钻头进入地面，当钻体达到合适的深度时；控制钻体以及钻头，使其不再转动；此时启动提升装置，拉动拉杆，使钻头在一号块内上移，此装置适用于矿产地质水分大，黏性大且柔软的地质；此时可通过旋转钻体或者使钻体下移的方式，使样品进入钻体内部，随后从土壤中取出取样单元；完成了对矿产地质样品的取样；此种方式使得钻孔与取样一体化，且取样单元在取样的过程中可以在特定的深度进行取样，不会发生样品被其他深度土壤污染的问题；此外此种方式保证了取出样品的完整度，便于分析研究。
优选的，所述一号块内部活动嵌入有二号块，且所述一号块靠近钻头的一侧设置有首尾相连的环形钢绳；所述二号块以及钻头靠近顶部的部位与环形钢绳固定连接。
工作时，一号块内部活动嵌入有二号块，且一号块靠近钻头的一侧设置有环形钢绳，环形钢绳能够在一号块内穿动但不会脱离一号块；且二号块以及钻头靠近顶部的部位与环形钢绳固定连接；此设置使得拉杆拉动钻头时，由于钻头靠近顶部的部位与环形钢绳固定连接，故环形钢绳被拉动，环形钢绳又与二号块顶部固定连接，故环形钢绳带动二号块运动并伸出；使得钻头与二号块的运动具有联动性，由于样品层柔软，在二号块伸出时，二号块插入样品层中，完成取样；减少了其他操作；且此设置起到了限位的作用，二号块以及钻头靠近顶部的部位与环形钢绳固定连接，使得二号块与钻头的伸出或缩回均能够得到限位不会脱离一号块；增加了装置的稳定性。
优选的，所述二号块靠近钻头的侧壁设置有空腔。
工作时，此设置使得二号块的端部内径小于空腔的内径，进而在样品进入空腔时，由于二号块端部的阻挡，使得空腔内的样品不易漏出，保证了取样单元取样的稳定性；使样品能够顺利被带出。
优选的，所述一号块以及二号块远离钻体内部的端部设置有斜面。
工作时，一号块以及二号块远离钻体内部的端部设置有斜面，且在钻头钻地的过程中，即钻头未被拉动以及二号块未伸出时，一号块以及二号块远离钻体内部端部的斜面与钻头边缘位于同一平面；此设置在二号块插入到样品层中，二号块能够更加轻易的插入到样品层；且钻头钻地时，使得钻头能够更加轻易地实现钻地。
优选的，所述钻体的侧壁内表面设置有竖直状滑槽，所述一号块靠近顶部的部位嵌入滑槽内；且所述一号块与钻体活动连接；所述滑槽内靠近底部的部位水平开设有一号槽，所述一号槽的侧壁固定设置有电磁铁，所述电磁铁固定连接有弹簧，所述弹簧固定连接有卡块；卡块是能够被电磁铁吸引的材质。
工作时，钻体的侧壁内表面设置有滑槽，一号块靠近顶部的部位嵌入滑槽内；且一号块与钻体活动连接，即一号块能够在钻体内部上下滑动；滑槽内靠近底部的部位水平开设有一号槽，一号槽的侧壁固定设置有电磁铁，电磁铁固定连接有弹簧，弹簧的另一端固定连接有卡块；即取样单元在钻地以及取样的过程中，卡块能够限制一号块上下移动；当二号块取样结束后，启动电磁铁，卡块被电磁铁吸引失去对一号块的限位作用；随后继续拉动拉杆，使一号块被取出，此设置能够单独对二号块取得的样品进行运输并取出，不用将取样单元整体取出；样品取出后，将一号块、二号块以及钻头复位，继续进行钻地以及取样的操作；故此设置能够对不同深度的样品层进行取样，且不需将钻体进行取出；增加了工作效率。
优选的，所述卡块的顶部设置有弧面。
工作时，卡块的顶部设置有弧面，此设置能够使得一号块在复位的过程中，一号块下降，接触弧面，继续下降，由于弧面的设置，使得一号块在下降挤压卡块时，受到朝向电磁铁的分力，进而使卡块能够缩回，使一号块复位；此设置能够在不启动电磁铁的情况下，使卡块缩回并使一号块复位。
优选的，所述一号块的顶部均匀通过转动副转动连接有有多个伸缩杆，所述伸缩杆与拉杆转动连接。
工作时，一号块的顶部均匀转动有多个伸缩杆，伸缩杆的另一端与拉杆转动连接，当一号块没有被拉动处于原位时，伸缩杆处于收缩状态，此设置使得伸缩杆、拉杆以及一号块三者之间构成三角形，增加了结构上的稳定性，进而使得钻头在钻地时，分担了卡块的受力，使一号块不易缩回，进而使取样单元在结构上更为稳定；当拉杆拉动钻头时，伸缩杆伸长，最终拉动一号块时，伸缩杆增加了一号块的受力点，使一号块更易被拉出。
优选的，所述拉杆为空心结构，且所述钻头内部设置有多个通道，所述通道与拉杆内部相通。
工作时，拉杆为空心结构，且钻头内部设置有多个通道，通道与拉杆内部相通，当钻头钻地时，若遇到坚硬的土层，可通过向拉杆内部注水，水通过通道，进入钻头部位，进而可对钻头部位进行降温，保护了钻头。
优选的，所述通道靠近底部出口的内径小于通道的内径。
工作时，通道靠近底部出口的内径小于通道的内径，一方面此设置增加了水喷出的速度，进而有利于热量更好的散去，有利于散热效果；另一方面，此设置使泥土砂石不易进入通道内，减少了泥土砂石将通道堵住的概率；此外泥土砂石难免进入通道内，故可增加水压，将泥土砂石冲出通道避免堵塞。
优选的，所述钻体上设置有刻度。
工作时，钻体上设置有刻度，由于本装置能够到达特定的深度进行样本采样，故此设置能够便于确认钻体进入土层中的深度，从而保证后续过程的顺利进行；间接的保证了样品采集的精度。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种矿产地质勘查设备，通过当钻体达到合适的深度时；控制钻体以及钻头，使其不再转动；此时拉动拉杆，使钻头在一号块内上移，此装置适用于矿产地质水分大，黏性大且柔软的地质；此时可通过旋转钻体或者使钻体下移的方式，使样品进入钻体内部，随后从土壤中取出取样单元；完成了对矿产地质样品的取样；此种方式使得钻孔与取样一体化，且取样单元在取样的过程中可以在特定的深度进行取样，不会发生样品被其他深度土壤污染的问题。
2.本发明所述的一种矿产地质勘查设备，通过一号块内部活动嵌入有二号块，且一号块靠近钻头的一侧设置有环形钢绳；且二号块以及钻头靠近顶部的部位与环形钢绳固定连接；此设置使得拉杆拉动钻头时，由于钻头靠近顶部的部位与环形钢绳固定连接，故环形钢绳被拉动，环形钢绳又与二号块顶部固定连接，故环形钢绳带动二号块运动并伸出；使得钻头与二号块的运动具有联动性，由于样品层柔软，在二号块伸出时，二号块插入样品层中，完成取样。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体图；
图2是本发明取样单元的剖视图；
图3是图2的A处的局部放大图；
图4是图3的B处的局部放大图；
图5是二号块的零件图；
图中：支架1、取样单元2、钻体21、滑槽211、一号槽212、电磁铁213、弹簧214、卡块215、一号块22、环形钢绳221、伸缩杆222、钻头23、通道231、拉杆24、二号块25、空腔251。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，本发明所述的一种矿产地质勘查设备，包括支架1以及取样单元2；
所述支架1用于对取样单元2进行固定；且所述支架1的顶部固定设置有动力装置；
所述取样单元2包括：
钻体21，所述钻体21为空心结构；
一号块22，所述一号块22为筒状且设置于钻体21底部的部位；
钻头23，所述钻头23活动嵌入于一号块22内且钻头23尖锐端伸出钻体21；
拉杆24，所述拉杆24的一端固定安装于钻头23顶部的位置，且所述拉杆24位于钻体21内部；所述拉杆24的另一端设置有提升装置，提升装置用于将拉杆提升与下放。
工作时，提升装置由若干的滚轮组成，且滚轮与拉杆紧密接触，通过滚轮的正反转实现拉杆的提升与下放；事先利用现有技术的检测仪器，检测样品层的位置与深度；将支架1固定支撑在需要取样的地面上，启动动力装置，动力装置为现有技术，不再赘述；动力装置带动取样单元2，进而使钻体21带动钻头23进入地面，当钻体21达到合适的深度时；控制钻体21以及钻头23，使其不再转动；此时启动提升装置，拉动拉杆24，使钻头23在一号块22内上移，此装置适用于矿产地质水分大，黏性大且柔软的地质；此时可通过旋转钻体21或者使钻体21下移的方式，使样品进入钻体21内部，随后从土壤中取出取样单元2；完成了对矿产地质样品的取样；此种方式使得钻孔与取样一体化，且取样单元2在取样的过程中可以在特定的深度进行取样，不会发生样品被其他深度土壤污染的问题；此外此种方式保证了取出样品的完整度，使取出的样品不再使破碎的样品；便于分析研究。
作为本发明的一种具体实施方式，所述一号块22内部活动嵌入有二号块25，且所述一号块22靠近钻头23的一侧设置有首尾相连的环形钢绳221；所述二号块25以及钻头23靠近顶部的部位与环形钢绳221固定连接。
工作时，一号块22内部活动嵌入有二号块25，且一号块22靠近钻头23的一侧设置有环形钢绳221，环形钢绳221能够在一号块22内穿动但不会脱离一号块22；且二号块25以及钻头23靠近顶部的部位与环形钢绳221固定连接；此设置使得拉杆24拉动钻头23时，由于钻头23靠近顶部的部位与环形钢绳221固定连接，故环形钢绳221被拉动，环形钢绳221又与二号块25顶部固定连接，故环形钢绳221带动二号块25运动并伸出；使得钻头23与二号块25的运动具有联动性，由于样品层柔软，在二号块25伸出时，二号块25插入样品层中，由于二号块25为筒状结构，内部中空，故二号块25插入样品层中时，样品进入二号块25的中空部位，即完成取样；减少了其他操作；且此设置起到了限位的作用，二号块25以及钻头23靠近顶部的部位与环形钢绳221固定连接，使得二号块25与钻头23的伸出或缩回均能够得到限位不会脱离一号块22；增加了装置的稳定性。
作为本发明的一种具体实施方式，所述二号块25靠近钻头23的侧壁设置有空腔251。
工作时，此设置使得筒状的二号块25的底部内径小于空腔251的内径，进而在样品进入空腔251时，由于二号块25端部的阻挡，使得空腔251内的样品不易漏出，保证了取样单元2取样的稳定性；使样品能够顺利被带出。
作为本发明的一种具体实施方式，所述一号块22以及二号块25远离钻体21内部的端部设置有斜面。
工作时，一号块22以及二号块25远离钻体21内部的端部设置有斜面，且在钻头23钻地的过程中，即钻头23未被拉动以及二号块25未伸出时，一号块22以及二号块25远离钻体21内部端部的斜面与钻头23边缘位于同一平面；此设置在二号块25插入到样品层中，二号块25能够更加轻易的插入到样品层；且钻头23钻地时，使得钻头23能够更加轻易地实现钻地。
作为本发明的一种具体实施方式，所述钻体21的侧壁内表面设置有竖直状滑槽211，所述一号块22靠近顶部的部位嵌入滑槽211内；且所述一号块22与钻体21活动连接；所述滑槽211内靠近底部的部位水平开设有一号槽212，所述一号槽212的侧壁固定设置有电磁铁213，所述电磁铁213固定连接有弹簧214，所述弹簧214固定连接有卡块215；卡块215是能够被电磁铁吸引的材质。
工作时，钻体21的侧壁内表面设置有滑槽211，一号块22靠近顶部的部位嵌入滑槽211内；且一号块22与钻体21活动连接，即一号块22能够在钻体21内部上下滑动；滑槽211内靠近底部的部位水平开设有一号槽212，一号槽212的开设方式为，先制造半个钻体21，在半个钻体21上开设滑槽211，再开设一号槽212，最后再将半个钻体21拼接形成整个钻体21；一号槽212的侧壁固定设置有电磁铁213，电磁铁213固定连接有弹簧214，弹簧214的另一端固定连接有卡块215；即取样单元2在钻地以及取样的过程中，卡块215能够限制一号块22上下移动；当二号块25取样结束后，启动电磁铁213，卡块215被电磁铁213吸引失去对一号块22的限位作用；随后继续拉动拉杆24，使一号块22被取出，此设置能够单独对二号块25取得的样品进行运输并取出，不用将取样单元2整体取出；样品取出后，将一号块22、二号块25以及钻头23复位，继续进行钻地以及取样的操作；故此设置能够对不同深度的样品层进行取样，且不需将钻体21进行取出；增加了工作效率；且实现在同一钻孔内逐层取样。
作为本发明的一种具体实施方式，所述卡块215的顶部设置有弧面。
工作时，卡块215的顶部设置有弧面，此设置能够使得一号块22在复位的过程中，一号块22下降，接触弧面，继续下降，由于弧面的设置，使得一号块22在下降挤压卡块215时，受到朝向电磁铁213的分力，进而使卡块215能够缩回，使一号块22复位；此设置能够在不启动电磁铁213的情况下，使卡块215缩回并使一号块22复位。
作为本发明的一种具体实施方式，所述一号块22的顶部均匀通过转动副转动连接有多个伸缩杆222，所述伸缩杆222与拉杆24转动连接。
工作时，一号块22的顶部均匀转动有多个伸缩杆222，伸缩杆222的另一端与拉杆24转动连接，当一号块22没有被拉动处于原位时，伸缩杆222处于收缩状态，此设置使得伸缩杆222、拉杆24以及一号块22三者之间构成三角形，增加了结构上的稳定性，进而使得钻头23在钻地时，分担了卡块215的受力，使一号块22不易缩回，进而使取样单元2在结构上更为稳定；当拉杆24拉动钻头23时，伸缩杆222伸长，最终拉动一号块22时，伸缩杆222增加了一号块22的受力点，使一号块22更易被拉出。
作为本发明的一种具体实施方式，所述拉杆24为空心结构，且所述钻头23内部设置有多个通道231，所述通道231与拉杆24内部相通。
工作时，拉杆24为空心结构，且钻头23内部设置有多个通道231，通道231与拉杆24内部相通，当钻头23钻地时，若遇到坚硬的土层，可通过向拉杆24内部注水，水通过通道231，进入钻头23部位，进而可对钻头23部位进行降温，保护了钻头23。
作为本发明的一种具体实施方式，所述通道231靠近底部出口的内径小于通道231的内径。
工作时，通道231靠近底部出口的内径小于通道231的内径，一方面此设置增加了水喷出的速度，进而有利于热量更好的散去，有利于散热效果；另一方面，此设置使泥土砂石不易进入通道231内，减少了泥土砂石将通道231堵住的概率；此外泥土砂石难免进入通道231内，故可增加水压，将泥土砂石冲出通道231避免堵塞。
作为本发明的一种具体实施方式，所述钻体21上设置有刻度。
工作时，钻体21上设置有刻度，由于本装置能够到达特定的深度进行样本采样，故此设置能够便于确认钻体21进入土层中的深度，从而保证后续过程的顺利进行；间接的保证了样品采集的精度。
具体工作流程如下：
将支架1支撑在需要取样的地面上，启动取样单元2，钻体21带动钻头23进入地面，当钻体21达到合适的深度时；控制钻体21以及钻头23，使其不再转动；此时拉动拉杆24，使钻头23在一号块22内上移，此装置适用于矿产地质水分大，黏性大且柔软的地质；此时可通过旋转钻体21或者使钻体21下移的方式，使样品进入钻体21内部，随后从土壤中取出取样单元2；完成了对矿产地质样品的取样；此种方式使得钻孔与取样一体化，且取样单元2在取样的过程中可以在特定的深度进行取样，不会发生样品被其他深度土壤污染的问题；此外此种方式保证了取出样品的完整度，便于分析研究；此外，一号块22内部活动嵌入有二号块25，且一号块22靠近钻头23的一侧设置有环形钢绳221，环形钢绳221能够在一号块22内穿动但不会脱离一号块22；且二号块25以及钻头23靠近顶部的部位与环形钢绳221固定连接；此设置使得拉杆24拉动钻头23时，由于钻头23靠近顶部的部位与环形钢绳221固定连接，故环形钢绳221被拉动，环形钢绳221又与二号块25顶部固定连接，故环形钢绳221带动二号块25运动并伸出；使得钻头23与二号块25的运动具有联动性，由于样品层柔软，在二号块25伸出时，二号块25插入样品层中，完成取样；减少了其他操作；且此设置起到了限位的作用，二号块25以及钻头23靠近顶部的部位与环形钢绳221固定连接，使得二号块25与钻头23的伸出或缩回均能够得到限位不会脱离一号块22；增加了装置的稳定性。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种矿产地质勘查设备，包括支架(1)以及取样单元(2)；
所述支架(1)用于对取样单元(2)进行固定，且所述支架(1)的顶部固定设置有动力装置；
其特征在于：
所述取样单元(2)包括：
钻体(21)，所述钻体(21)为空心结构；
一号块(22)，所述一号块(22)为筒状且设置于钻体(21)底部的部位；
钻头(23)，所述钻头(23)活动嵌入于一号块(22)内且钻头(23)尖锐端伸出钻体(21)；
拉杆(24)，所述拉杆(24)的一端固定安装于钻头(23)顶部的位置，且所述拉杆(24)位于钻体(21)内部；所述拉杆(24)的另一端设置有提升装置，提升装置用于将拉杆提升与下放；
所述一号块(22)内部活动嵌入有二号块(25)，且所述一号块(22)靠近钻头(23)的一侧设置有首尾相连的环形钢绳(221)；所述二号块(25)以及钻头(23)靠近顶部的部位与环形钢绳(221)固定连接；
所述二号块(25)靠近钻头(23)的侧壁设置有空腔(251)；
所述一号块(22)以及二号块(25)远离钻体(21)内部的端部设置有斜面。
2.根据权利要求1所述的一种矿产地质勘查设备，其特征在于：所述钻体(21)的侧壁内表面设置有竖直状滑槽(211)，所述一号块(22)靠近顶部的部位嵌入滑槽(211)内；且所述一号块(22)与钻体(21)活动连接；所述滑槽(211)内靠近底部的部位水平开设有一号槽(212)，所述一号槽(212)的侧壁固定设置有电磁铁(213)，所述电磁铁(213)固定连接有弹簧(214)，所述弹簧(214)固定连接有卡块(215)；卡块(215)是能够被电磁铁(213)吸引的材质。
3.根据权利要求2所述的一种矿产地质勘查设备，其特征在于：所述卡块(215)的顶部设置有弧面。
4.根据权利要求2所述的一种矿产地质勘查设备，其特征在于：所述一号块(22)的顶部均匀通过转动副转动连接有多个伸缩杆(222)，所述伸缩杆(222)与拉杆(24)转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种矿产地质勘查设备，其特征在于：所述拉杆(24)为空心结构，且所述钻头(23)内部设置有多个通道(231)，所述通道(231)与拉杆(24)内部相通。
6.根据权利要求5所述的一种矿产地质勘查设备，其特征在于：所述通道(231)靠近底部出口的内径小于通道(231)的内径。
7.根据权利要求1所述的一种矿产地质勘查设备，其特征在于：所述钻体(21)上设置有刻度。
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