CN115014840A - 一种用于矿山地质环境监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于矿山地质环境监测设备，属于矿山地质监测技术领域。一种用于矿山地质环境监测设备，包括设备箱、设备定位组件、伸缩钻杆及推进钻头结构，所述设备定位组件的一侧与设备箱相连，且设备定位组件的另一侧与待监测矿山的坡面通过螺钉固定连接，所述伸缩钻杆与设备箱转动连接；本发明安装方便快捷，不需要额外的安装架，并且更好匹配矿山地面，稳定性更高，并且对比使用弹簧，不仅力度更大，而且钻动进入山体可以更加的稳定，不易对于推进钻头结构前端造成冲击性的损伤，在与土壤贴合时转动，可以形成一个向下的力量，而伸缩钻杆的可以伸缩，具体距离长度可以根据实际地质勘探需要来进行长度调节，深入山体中。

Description

一种用于矿山地质环境监测设备

技术领域

本发明涉及矿山地质监测技术领域，尤其涉及一种用于矿山地质环境监测设备。

背景技术

矿山所在地区的各种自然条件的组合或地质条件的组合。矿山生产环境和生活环境的污染与破坏问题(如矿山废气、废水、废石及尾矿污染、地热污染、放射性污染以及崩塌、泥石流等)，危害极大，不仅会使人体器官组织发生病变，而且还可能改变地壳面貌，破坏生态平衡。因此，必须大力加强矿山环境地质工作，包括对矿区地质构造、矿石物质组分、第四纪沉积物和岩体物理力学性质的研究，矿山开发可能引起的地质灾害和矿山“三废”的研究，预测矿山环境的发展趋势，提出防治污染的措施等。

经检索，中国专利授权公开号为CN215985594U的专利，公开了一种矿山地质环境监测设备装置，该装置能够便捷的深入矿山地质内部，对矿山的土壤层进行便捷检测，进行方便及时的判断，大大减少勘查成本，方便工作人员进行信息反馈，并且本实用新型通过拉动弹簧在进行使用时，通过拉动弹簧回缩拉伸，使破壁锥可以不断深入，大大节省人力，提高安全性。

但是该申请首先需要额外的设备将其固定在待监测矿山的表面，其次该装置仅仅通过弹簧来驱动破壁锥，面对一些质地较硬的岩体时，不易破碎山体，并且该装置只能够对于矿山浅表地质监测，无法监测更深层的地质。

发明内容

本发明的目的是为了解决探测程度不深、需要额外更复杂的架构固定装置的问题，而提出的一种用于矿山地质环境监测设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于矿山地质环境监测设备，包括设备箱、设备定位组件、伸缩钻杆及推进钻头结构，所述设备定位组件的一侧与设备箱相连，且设备定位组件的另一侧与待监测矿山的坡面通过螺钉固定连接；所述伸缩钻杆与设备箱转动连接，且伸缩钻杆的顶端贯穿并延伸出设备箱的顶部；所述伸缩钻杆远离设备箱的一端与推进钻头结构相连；所述推进钻头结构用于待监测矿山的钻探。

为了运行更加稳定，输出更加有效，优选地，所述设备箱包括主箱体、散热扇、伺服电机、转动齿环及转动齿盘，所述伺服电机固定于主箱体内壁的底部，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与转动齿盘相连，所述转动齿环固定于伸缩钻杆的表面，且转动齿环、转动齿盘相互啮合。

为了散热效果更好，进一步的，所述主箱体的顶部开设有多个用于散发热量的散热孔，且散热孔的下方设置有多个散热扇，多个散热扇均与主箱体内壁的顶部固定连接。

为了防止雨水进入主箱体内，更进一步的，所述主箱体的顶部固定安装有挡板，所述伸缩钻杆的顶端与挡板转动连接，所述主箱体底部的四个角均固定安装有支撑座，四个所述支撑座远离主箱体的一端均与设备定位组件固定连接。

为了方便设备稳定固定，优选的，所述设备定位组件包括定位板、转轴及滑动杆，所述定位板上开设有多个定位孔，且多个定位孔均匀分布于定位板顶部的四个角上，所述定位板的内部开设有多个限位滑槽，所述滑动杆有多个，且多个滑动杆均通过相邻所述限位滑槽与定位板滑动连接，所述定位板的数量有多个，且相邻两个定位板之间均设置有转轴，且多个转轴均与相邻滑动杆转动连接。

为了进行更深入的地质监测，优选的，所述伸缩钻杆包括第一套杆、第二套杆、第三套杆及密封环，所述第二套杆的顶端与第一套杆的内壁滑动连接，所述第三套杆的顶端与第二套杆的内壁滑动连接，且密封环有两个，两个所述密封环分别设置于第一套杆、第二套杆及第二套杆、第三套杆的滑动连接处，且两个所述密封环分别与第一套杆的底端、第二套杆的底端固定连接，所述第三套杆的底端与推进钻头结构螺纹连接，所述第一套杆的内部安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆输出杆的底端与第三套杆的顶端固定连接。

为了达到地质监测地点，进一步的，所述推进钻头结构包括转动钻头、电动推杆、连通管及活塞滑动块，所述转动钻头安装于转动钻头的内部，所述转动钻头的输出杆与连通管的顶端滑动连接，所述连通管的内部填充有硅油，所述活塞滑动块有多个，且多个所述活塞滑动块均与连通管的内壁滑动连接，且电动推杆输出杆与连通管的滑动端、活塞滑动块与连通管的滑动端均相互之间滑动密封，所述转动钻头的顶端与第三套杆的底端螺纹连接。

为了实时接收推进钻头结构的具体下沉距离，再进一步的，所述第一套杆内壁的顶端安装有距离传感器，且电动推杆的顶端安装有接收距离传感器发出信号的接收器。

为了控制装置，接受信号输入，优选的，所述设备箱上设置有电控组件，所述电控组件包括数据显示屏、控制芯片、开关、控制面板、湿度传感器及硬度传感器，所述数据显示屏、开关及控制面板均安装于设备箱上，所述控制芯片安装于设备箱的内部，所述湿度传感器、硬度传感器安装于推进钻头结构上。

为了便于观察机器是否开启、是否运作，进一步的，所述电控组件还包括多个指示灯，且多个指示灯均安装于设备箱上。

与现有技术相比，本发明提供了一种用于矿山地质环境监测设备，具备以下有益效果：

1、该用于矿山地质环境监测设备，通过设置有设备定位组件，能够将设备箱的底部与凹凸不平的矿山表面匹配，且设备定位组件内部的定位板相互之间可以伸缩，进而可以根据地形来匹配定位板，最终在凹凸不平的地面上利用定位孔配合定位螺栓将装置固定在待检测位置，不仅安装方便快捷，不需要额外的安装架，并且更好匹配矿山地面，稳定性更高。

2、该用于矿山地质环境监测设备，通过设置有伸缩钻杆配合推进钻头结构、伺服电机，能够实现一个深度钻孔，推进钻头结构在钻孔时配合表面的纹路，在与土壤贴合时转动，可以形成一个向下的力量，而伸缩钻杆的可以伸缩，具体距离长度可以根据实际地质勘探需要来进行长度调节，深入山体中。

3、该用于矿山地质环境监测设备，通过伺服电机的带动伸缩钻杆钻动，对比使用弹簧，不仅力度更大，而且钻动进入山体可以更加的稳定，不易对于推进钻头结构前端造成冲击性的损伤。

附图说明

图1为本发明第一视角的立体结构示意图；

图2为本发明第二视角的立体结构示意图；

图3为本发明第三视角的立体结构示意图；

图4为本发明设备箱的剖面；

图5为本发明设备定位组件的剖面；

图6为本发明伸缩钻杆、推进钻头结构的剖面；

图7为本发明图6中A处的放大图。

图中：1、设备箱；11、主箱体；12、散热扇；13、伺服电机；14、散热孔；15、转动齿环；16、转动齿盘；17、挡板；18、支撑座；2、设备定位组件；21、定位板；22、定位孔；23、转轴；24、滑动杆；25、限位滑槽；3、伸缩钻杆；31、第一套杆；32、第二套杆；33、第三套杆；34、密封环；35、电动伸缩杆；4、推进钻头结构；41、转动钻头；42、电动推杆；43、连通管；44、活塞滑动块；45、硅油；5、电控组件；51、数据显示屏；52、控制芯片；53、指示灯；54、开关；55、控制面板；56、湿度传感器；57、硬度传感器；6、距离传感器；61、接收器。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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的限制。

参照图1-3，一种用于矿山地质环境监测设备，包括设备箱1、设备定位组件2、伸缩钻杆3及推进钻头结构4，设备定位组件2的一侧与设备箱1相连，且设备定位组件2的另一侧与待监测矿山的坡面通过螺钉固定连接，伸缩钻杆3与设备箱1转动连接，且伸缩钻杆3的顶端贯穿并延伸出设备箱1的顶部，伸缩钻杆3远离设备箱1的一端与推进钻头结构4相连，推进钻头结构4用于待监测矿山的钻探。

参阅图4，在一种实施例中，设备箱1包括主箱体11、散热扇12、伺服电机13、转动齿环15及转动齿盘16，伺服电机13固定于主箱体11内壁的底部，伺服电机13的输出轴通过联轴器与转动齿盘16相连，转动齿环15固定于伸缩钻杆3的表面，且转动齿环15、转动齿盘16相互啮合。

加入伺服电机13可以对于伸缩钻杆3进行驱动，对比弹簧，运行更加稳定，输出更加有效。

参阅图4，在一种实施例中，主箱体11的顶部开设有多个用于散发热量的散热孔14，且散热孔14的下方设置有多个散热扇12，多个散热扇12均与主箱体11内壁的顶部固定连接。

加入散热孔14与散热扇12，能够对于主箱体11内部电器元件所散发的热量提供辅助散热效果。

进一步的，散热扇12的数量可以为2-4个，具体数量可以根据实际需求进行选择。

参阅图1、4，在一种实施例中，主箱体11的顶部固定安装有挡板17，伸缩钻杆3的顶端与挡板17转动连接，主箱体11底部的四个角均固定安装有支撑座18，四个支撑座18远离主箱体11的一端均与设备定位组件2固定连接。

加入挡板17能够在下雨天，保证散热孔14、散热扇12散热的情况下，防止雨水进入主箱体11内。

参阅图5，在一种实施例中，设备定位组件2包括定位板21、转轴23及滑动杆24，定位板21上开设有多个定位孔22，且多个定位孔22均匀分布于定位板21顶部的四个角上，定位板21的内部开设有多个限位滑槽25，滑动杆24有多个，且多个滑动杆24均通过相邻限位滑槽25与定位板21滑动连接，定位板21的数量有多个，且相邻两个定位板21之间均设置有转轴23，且多个转轴23均与相邻滑动杆24转动连接。

进一步的，每个定位板21上定位孔22的数量均为2-4个，且每个定位板21的数量也均为2-4个，具体数量可以根据实际需求进行选择。

设置有设备定位组件2能够有效的与山体进行固定，并且滑动杆24、限位滑槽25与转轴23能够保证长度的伸缩、角度的转动，适应性更强。

参阅图6，在一种实施例中，伸缩钻杆3包括第一套杆31、第二套杆32、第三套杆33及密封环34，第二套杆32的顶端与第一套杆31的内壁滑动连接，第三套杆33的顶端与第二套杆32的内壁滑动连接，且密封环34有两个，两个密封环34分别设置于第一套杆31、第二套杆32及第二套杆32、第三套杆33的滑动连接处，且两个密封环34分别与第一套杆31的底端、第二套杆32的底端固定连接，第三套杆33的底端与推进钻头结构4螺纹连接。

设置有伸缩钻杆3，可以提供推进钻头结构4与伺服电机13之间的转动连接关系，并且长度可以逐级调节，可靠性更强。

参阅图7，在一种实施例中，推进钻头结构4包括转动钻头41、电动推杆42、连通管43及活塞滑动块44，转动钻头41安装于转动钻头41的内部，转动钻头41的输出杆与连通管43的顶端滑动连接，连通管43的内部填充有硅油45，活塞滑动块44有多个，个数为2-4个，且多个活塞滑动块44均与连通管43的内壁滑动连接，且电动推杆42输出杆与连通管43的滑动端、活塞滑动块44与连通管43的滑动端均相互之间滑动密封，转动钻头41的顶端与第三套杆33的底端螺纹连接。

设置有推进钻头结构4可以推进土壤直到预定地质监测地点。

参阅图6、7，在一种实施例中，第一套杆31内壁的顶端安装有距离传感器6，且电动推杆42的顶端安装有接收距离传感器6发出信号的接收器61。

设置有距离传感器6、接收器61可以实时接收推进钻头结构4的具体下沉距离。

参阅图1-7，在一种实施例中，电控组件5包括数据显示屏51、控制芯片52、开关54、控制面板55、湿度传感器56及硬度传感器57，数据显示屏51、开关54及控制面板55均安装于设备箱1上，控制芯片52安装于设备箱1的内部，湿度传感器56、硬度传感器57安装于推进钻头结构4上。

设置有电控组件5用于控制整个装置，并实时接收数据信号。

参阅图1，在一种实施例中，电控组件5还包括多个指示灯53，且多个指示灯53均安装于设备箱1上。

设置有指示灯53可以指示当前的机器是否开启、是否运作。

进一步的，第一套杆31与第二套杆32、第二套杆32与第三套杆33的滑动连接均只能够上下移动，而不能够顺、逆时针旋转。

进一步的，本发明中所使用的数据显示屏51可以为目前市面上任意一款可以显示数据的电子显示屏，控制芯片52、指示灯53、开关54、控制面板55、湿度传感器56、硬度传感器57、距离传感器6、接收器61均可以选择可以达到本发明目的的任意一款电子元件。

本发明的使用方法及有益效果：当需要对于待测矿山山体进行检测时，首先将该设备放入预定地点之后，将该装置找平，找平之后，将两个设备定位组件2上的多个定位板21内部的滑动杆24展开，匹配两个设备定位组件2所接触的矿山地面，贴合好以后能够有效的进行固定，即可完成设备的安装。

完成安装以后，打开开关54后，等指示灯53亮灯以后，操作控制面板55通过控制芯片52启动伺服电机13，带动转动齿盘16转动，转动齿盘16通过转动齿环15带动伸缩钻杆3转动，即伸缩钻杆3此时通过第一套杆31、第二套杆32、第三套杆33逐级传递，最终带动转动钻头41转动，扎入土壤以后向下推进，并且湿度传感器56、硬度传感器57、距离传感器6、接收器61实施接收并将数据通过控制芯片52显示在数据显示屏51上，而电动伸缩杆35在不启动的时候，其伸缩杆会随着第三套杆33下降而伸长。

当钻探的同时，需要取当前深度的泥土时，操作控制面板55通过控制芯片52控制电动推杆42缩回，因为硅油45的总体积不变，且接触部位全部密封，此时多个活塞滑动块44缩回一定的距离，在转动钻头41上形成小孔，此时转动钻头41再钻时，土壤会进入活塞滑动块44缩回所形成的孔内，即可完成采集。

当钻探完成后，操作控制面板55通过控制电动伸缩杆35缩回第三套杆33，此时会逐级缩回第三套杆33、第二套杆32进入第一套杆31内。

在这个过程中控制芯片52是控制与接受的核心部位，当开关54打开以后控制芯片52工作，控制芯片52可以接受控制面板55的控制信号并且将其传递给该设备中的任意一个可控单元，同时控制芯片52也可以接受该设备中任意一个单元的信息船传递，并且投入数据显示屏51进行数据的实时显示。

进一步的，主箱体11内部还安装有一个辅助电机，该电机能够在伺服电机13损坏的时候，与第一套杆31上的辅助转动齿轮配合，进行临时工作，但是该电机只起到辅助作用，用于应急工作，不需要在伺服电机13损坏时寻找额外的电机。

本发明的有益效果：通过设置有设备定位组件2，能够将设备箱1的底部与凹凸不平的矿山表面匹配，且设备定位组件2内部的定位板21相互之间可以伸缩，进而可以根据地形来匹配定位板21，最终在凹凸不平的地面上利用定位孔22配合定位螺栓将装置固定在待检测位置，不仅安装方便快捷，不需要额外的安装架，并且更好匹配矿山地面，稳定性更高。

并且设置有伸缩钻杆3配合推进钻头结构4、伺服电机13，能够实现一个深度钻孔，推进钻头结构4在钻孔时配合表面的纹路，在与土壤贴合时转动，可以形成一个向下的力量，而伸缩钻杆3的可以伸缩，具体距离长度可以根据实际地质勘探需要来进行长度调节，深入山体中。

通过伺服电机13的带动伸缩钻杆3钻动，对比使用弹簧，不仅力度更大，而且钻动进入山体可以更加的稳定，不易对于推进钻头结构4前端造成冲击性的损伤。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于矿山地质环境监测设备，包括设备箱(1)、设备定位组件(2)、伸缩钻杆(3)及推进钻头结构(4)，其特征在于，

所述设备定位组件(2)的一侧与设备箱(1)相连，且设备定位组件(2)的另一侧与待监测矿山的坡面通过螺钉固定连接；

所述伸缩钻杆(3)与设备箱(1)转动连接，且伸缩钻杆(3)的顶端贯穿并延伸出设备箱(1)的顶部；

所述伸缩钻杆(3)远离设备箱(1)的一端与推进钻头结构(4)相连；

所述推进钻头结构(4)用于待监测矿山的钻探。

2.根据权利要求1所述的一种用于矿山地质环境监测设备，其特征在于，所述设备箱(1)包括主箱体(11)、散热扇(12)、伺服电机(13)、转动齿环(15)及转动齿盘(16)；

所述伺服电机(13)固定于主箱体(11)内壁的底部，所述伺服电机(13)的输出轴通过联轴器与转动齿盘(16)相连；

所述转动齿环(15)固定于伸缩钻杆(3)的表面，且转动齿环(15)、转动齿盘(16)相互啮合。

3.根据权利要求2所述的一种用于矿山地质环境监测设备，其特征在于，所述主箱体(11)的顶部开设有多个用于散发热量的散热孔(14)，且散热孔(14)的下方设置有多个散热扇(12)；

多个散热扇(12)均与主箱体(11)内壁的顶部固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种用于矿山地质环境监测设备，其特征在于，所述主箱体(11)的顶部固定安装有挡板(17)，所述伸缩钻杆(3)的顶端与挡板(17)转动连接；

所述主箱体(11)底部的四个角均固定安装有支撑座(18)，四个所述支撑座(18)远离主箱体(11)的一端均与设备定位组件(2)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于矿山地质环境监测设备，其特征在于，所述设备定位组件(2)包括定位板(21)、转轴(23)及滑动杆(24)；

所述定位板(21)上开设有多个定位孔(22)，且多个定位孔(22)均匀分布于定位板(21)顶部的四个角上；

所述定位板(21)的内部开设有多个限位滑槽(25)，所述滑动杆(24)有多个，且多个滑动杆(24)均通过相邻所述限位滑槽(25)与定位板(21)滑动连接；

所述定位板(21)的数量有多个，且相邻两个定位板(21)之间均设置有转轴(23)，且多个转轴(23)均与相邻滑动杆(24)转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于矿山地质环境监测设备，其特征在于，所述伸缩钻杆(3)包括第一套杆(31)、第二套杆(32)、第三套杆(33)及密封环(34)；

所述第二套杆(32)的顶端与第一套杆(31)的内壁滑动连接，所述第三套杆(33)的顶端与第二套杆(32)的内壁滑动连接，且密封环(34)有两个，两个所述密封环(34)分别设置于第一套杆(31)、第二套杆(32)及第二套杆(32)、第三套杆(33)的滑动连接处，且两个所述密封环(34)分别与第一套杆(31)的底端、第二套杆(32)的底端固定连接；

所述第三套杆(33)的底端与推进钻头结构(4)螺纹连接，所述第一套杆(31)的内部安装有电动伸缩杆(35)，所述电动伸缩杆(35)输出杆的底端与第三套杆(33)的顶端固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于矿山地质环境监测设备，其特征在于，所述推进钻头结构(4)包括转动钻头(41)、电动推杆(42)、连通管(43)及活塞滑动块(44)；

所述转动钻头(41)安装于转动钻头(41)的内部，所述转动钻头(41)的输出杆与连通管(43)的顶端滑动连接，所述连通管(43)的内部填充有硅油(45)；

所述活塞滑动块(44)有多个，且多个所述活塞滑动块(44)均与连通管(43)的内壁滑动连接，且电动推杆(42)输出杆与连通管(43)的滑动端、活塞滑动块(44)与连通管(43)的滑动端均相互之间滑动密封；

所述转动钻头(41)的顶端与第三套杆(33)的底端螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于矿山地质环境监测设备，其特征在于，所述第一套杆(31)内壁的顶端安装有距离传感器(6)，且电动推杆(42)的顶端安装有接收距离传感器(6)发出信号的接收器(61)。

9.根据权利要求1所述的一种用于矿山地质环境监测设备，其特征在于，所述设备箱(1)上设置有电控组件(5)，所述电控组件(5)包括数据显示屏(51)、控制芯片(52)、开关(54)、控制面板(55)、湿度传感器(56)及硬度传感器(57)；

所述数据显示屏(51)、开关(54)及控制面板(55)均安装于设备箱(1)上；

所述控制芯片(52)安装于设备箱(1)的内部，所述湿度传感器(56)、硬度传感器(57)安装于推进钻头结构(4)上。

10.根据权利要求9所述的一种用于矿山地质环境监测设备，其特征在于，所述电控组件(5)还包括多个指示灯(53)，且多个指示灯(53)均安装于设备箱(1)上。

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