CN115389260B - 一种高尾矿坝深部钻进取样设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高尾矿坝深部钻进取样设备及方法，用于解决现有技术中高尾矿坝深部取样困难，取样过程繁琐，效率低的问题；包括：钻进组件、砂土提升组件和驱动组件，所述钻进组件包括钻头、空心钻杆和取样筒，所述取样筒的一端和所述钻头固定连接，所述取样筒的另一端和所述空心钻杆固定连接；所述砂土提升组件包括提升螺杆，所述提升螺杆设置在所述空心钻杆内部，所述提升螺杆和所述空心钻杆转动连接，所述驱动组件用于驱动所述空心钻杆和所述提升螺杆旋转，所述空心钻杆和所述提升螺杆的旋转方向相反；通过所述钻进组件对高尾矿坝进行打孔，所述砂土提升组件将打孔过程中的砂土实时从取样孔中传输到地面。

Description

一种高尾矿坝深部钻进取样设备及方法

技术领域

本发明属于尾矿坝取样技术领域，特别是涉及一种高尾矿坝深部钻进取样设备及方法。

背景技术

尾矿库是金属非金属矿山三大生产设施之一。当前，我国矿石的开采品位愈来愈低，其磨矿细度及尾矿粒度也愈来愈细，再加上大部分地下矿山采用分级尾砂充填工艺，使得排放到尾矿库堆存的尾矿非常细。因此，随着选矿技术的发展和土地使用的制约，我国的尾矿库朝着细粒筑坝与高堆尾矿坝方向发展，其灾害隐患将会更加突出。因此，定期对尾矿坝进行取样研究，了解矿砂的固结形式以及力学性能，对尾矿灾害隐患的预防具有重要意义。

然而，由于尾矿堆积时间短，粒间结构强度差，矿砂土由于粘粒含量少、凝聚力小，在取样过程中，钻进中的孔壁易坍塌；同时由于尾矿砂渗透性强的特点，浸润线以上不能用水、泥浆作循环液，在浸润线以下深部饱水尾矿钻进过程中沉砂多、孔壁易坍塌、缩径、钻进效益低，因此高尾矿坝深部取样非常困难。现有技术中采用的方法是先用钻孔设备对尾矿坝进行打孔，孔打到一定深度后，在孔上套上支撑套，然后继续打孔，不停的增加支撑套，直到孔打到采样深度后取出打孔设备，换上取样设备进行取样，取样过程操作繁琐，效率低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高尾矿坝深部钻进取样设备及方法，用于解决现有技术中高尾矿坝深部取样困难，取样过程繁琐，效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高尾矿坝深部钻进取样设备，包括：钻进组件、砂土提升组件和驱动组件，所述钻进组件包括钻头、空心钻杆和取样筒，所述取样筒的一端和所述钻头固定连接，所述取样筒的另一端和所述空心钻杆固定连接，所述钻头沿中轴线方向开有圆形通孔，所述钻头、所述空心钻杆和所述取样筒的中轴线在同一条直线上，所述钻头、所述空心钻杆和所述取样筒内部连通。

所述砂土提升组件包括提升螺杆，所述提升螺杆设置在所述空心钻杆的内部，所述提升螺杆和所述空心钻杆转动连接。

所述驱动组件用于驱动所述空心钻杆和所述提升螺杆旋转，所述空心钻杆和所述提升螺杆的旋转方向相反。

可选地，所述驱动组件包括机架、旋转驱动器、主动锥齿轮、第一从动锥齿轮、第二从动锥齿轮、内连接轴和外连接轴。

所述旋转驱动器固定设置在所述机架上，所述旋转驱动器的输出轴和所述主动锥齿轮同轴固定连接，所述内连接轴和所述外连接轴均与所述机架转动连接，所述外连接轴套设在所述内连接轴外面，所述内连接轴和所述外连接轴转动连接，所述内连接轴的轴线和所述外连接轴的轴线共线，所述内连接轴和所述提升螺杆同轴固定连接，所述外连接轴和所述空心钻杆同轴固定连接。

所述第一从动锥齿轮和所述内连接轴同轴固定连接，所述第二从动锥齿轮和所述外连接轴同轴固定连接，所述主动锥齿轮分别与所述第一从动锥齿轮和所述第二从动锥齿轮啮合。

可选地，所述驱动组件包括机架、第一旋转驱动器、第二旋转驱动器，第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、内连接轴和外连接轴。

所述第一旋转驱动器固定安装在所述机架上，所述第一旋转驱动器和所述第一主动齿轮同轴固定连接，所述内连接轴和所述机架转动连接，所述内连接轴和所述第一从动齿轮转动连接，所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮互相啮合。

所述第二旋转驱动器固定安装在所述机架上，所述第二旋转驱动器和所述第二主动齿轮同轴固定连接，所述外连接轴和所述机架转动连接，所述外连接轴和所述第二从动齿轮转动连接，所述第二主动齿轮和所述第二从动齿轮互相啮合。

所述外连接轴套在所述内连接轴外面，所述第一旋转驱动器的旋转方向和所述第二旋转驱动器的旋转方向相反。

可选地，所述设备还包括工作台、升降架和伸缩元件，所述工作台上设置有升降导轨，所述升降架和所述升降导轨滑动配合，所述伸缩元件固定安装在所述工作台上，所述伸缩元件的伸缩端和所述升降架固定连接，所述伸缩元件的伸缩方向和空心钻杆的中轴线方向一致，所述机架和所述升降架固定连接。

可选地，所述钻进组件还包括钻杆接头，所述钻杆接头包括钻杆螺纹段和钻杆榫接段，所述钻杆螺纹段和所述空心钻杆螺纹连接，所述钻杆榫接段截面外轮廓为多边形，所述外连接轴沿轴向开设有多边形孔，所述钻杆榫接段和所述多边形孔相匹配。

所述砂土提升组件还包括螺杆接头，所述螺杆接头包括螺杆螺纹段和螺杆榫接段，所述螺杆螺纹段和所述提升螺杆螺纹连接，所述螺杆榫接段截面外轮廓为多边形，所述内连接轴沿轴向开设有多边形孔，所述螺杆榫接段和所述内连接轴上的所述多边形孔相匹配。

可选地，所述空心钻杆一端设置有内螺纹，所述空心钻杆的另一端设置有外螺纹，相邻的所述空心钻杆之间通过螺纹连接。

所述提升螺杆的一端设置有内螺纹，所述提升螺杆的另一端设置有外螺纹，相邻所述提升螺杆之间通过螺纹连接。

可选地，所述工作台上设置有砂土台，所述砂土台倾斜设置，所述砂土台上开设有通孔，所述空心钻杆从所述通孔中穿过。

可选地，所述取样筒包括两个本体，两个所述本体对称设置，所述本体截面成半圆形，两个所述本体合在一起形成圆柱筒。

可选地，所述钻头外表面呈锥形，所述钻头的最大外径比所述提升螺杆的外径大，所述钻头的大头端和所述取样筒固定连接，所述钻头的小头端上设置有切割齿。

一种高尾矿坝深部钻进取样的方法，包括如下步骤：

启动所述驱动组件，通过所述驱动组件带动所述钻进组件上的所述钻头旋转，所述钻头上的切割齿将尾矿砂土环形切开，所述砂土沿着所述空心钻头的中心通孔进入到所述取样筒中，所述取样筒中砂土填充满后，所述砂土沿着所述取样筒进入到所述空心钻杆中，由于所述空心钻杆中所述提升螺杆旋转方向和所述空心钻杆的旋转方向相反，进入到所述空心钻杆中的砂土被所述提升螺杆传输到地面；当所述钻头钻进到采样深度后，关闭所述驱动组件，从采样孔中取出所述取样筒。

如上所述，本发明的一种高尾矿坝深部钻进取样设备及方法，至少具有以下有益效果：

1.通过所述驱动组件带动所述钻进组件和所述砂土提升组件相反的方向旋转，所述钻进组件对尾矿坝进行旋转打孔，所述钻头在钻进的时候对尾矿的砂土进行旋转切割，尾矿砂土沿着钻头的中心通孔进入到所述取样筒中，当所述取样筒中的砂土填充满后，所述砂土进入到所述空心钻杆中，通过所述提升螺杆旋转把所述空心钻杆中的砂土沿着所述空心钻杆提升到地面，所述取样筒中随时保留了最新钻取的砂土样品，在整个取样过程，只需要一次钻探取样，把钻孔和取样两个过程结合在一起，有效防止钻进过程中孔壁易坍塌问题。

2.由于所述第一从动锥齿轮和所述第二从动锥齿轮同轴心且和所述主动锥齿轮啮合，所述旋转驱动器能够带动所述第一从动锥齿轮和所述第二从动锥齿轮向相反的方向旋转，只需要一台驱动设备就能带动所述提升螺杆和空心钻杆向不同方向转动。

3.通过所述工作台上的所述伸缩元件带动所述升降架直线运动，当所述升降架往地面方向运动时，所述伸缩元件为所述钻头提供一个钻进压力，使其更轻松的钻孔。

4.由于设置有所述钻杆接头和所述螺杆接头，当所述空心钻杆大部分钻入地下，所述伸缩元件带动所述驱动组件往上运动，所述钻杆接头和所述外连接轴分离，所述螺杆接头和内连接轴分离，取下所述钻杆接头和所述螺杆接头，在所述空心钻杆上安装上一段所述空心钻杆，同样的所述提升螺杆固定安装上一段所述提升螺杆，再次套上所述钻杆接头和所述螺杆接头，所述伸缩元件带动所述驱动组件往下运动，使所述钻杆接头的所述榫接端插入所述外连接轴的所述多边形孔中，所述螺杆接头的所述榫接端插入所述内连接轴的所述多边形孔中，继续进行钻进取样，增加了钻孔取样的深度。

5. 由于所述钻头外表面呈锥形，当所述钻头在钻进过程中对尾矿砂土进行切割，切割后的部分砂土沿着所述钻头的中心圆孔进入到所述取样筒中，所述钻头外面的尾矿砂土被钻头挤压，从而使得所述钻取的孔洞更稳固。

附图说明

图1显示为本发明中高尾矿坝深部钻进取样设备的立体结构示意图；

图2显示为本发明中另一视角的高尾矿坝深部钻进取样设备的立体结构示意图；

图3显示为本发明中高尾矿坝深部钻进取样设备的剖视图；

图4显示为本发明中图1的局部A的放大图；

图5显示为本发明中图2的局部C的放大图；

图6显示为本发明中钻杆接头的立体结构示意图；

图7显示为本发明中螺杆接头的立体结构示意图；

图8显示为本发明中取样筒的立体结构示意图；

图9显示为本发明中钻头的立体结构示意图。

元件标记说明：

1、工作台；101、导轨；102、沙土台；

2、升降架；

3、伸缩元件；

401、钻头；4011、切割齿；4012、钻进螺纹；4013、锥形表面；4014、圆形通孔；402、空心钻杆；403、取样筒；404、钻杆接头；4051、钻杆榫接端，4052、钻杆螺纹端；4031、本体；

501、提升螺杆；502、螺杆接头；5031、螺杆榫接端；5032螺杆螺纹端；

6、驱动组件；601、机架；602、旋转驱动器；603、主动锥齿轮；604、第一从动锥齿轮；605、第二从动锥齿轮；606、内连接轴；607、外连接轴，6071、排砂孔。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图9。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

请参阅图1-图3，本发明提供一种高尾矿坝深部钻进取样设备，所述高尾矿坝深部钻进取样设备包括：钻进组件、砂土提升组件和驱动组件6，

所述钻进组件包括钻头401、空心钻杆402和取样筒403，所述取样筒403的一端和所述钻头401固定连接，所述取样筒403的另一端所述空心钻杆402固定连接，所述钻头沿中轴线方向开有圆形通孔，所述钻头401、空心钻杆402和取样筒403的轴线在同一条直线上，所述钻头401、空心钻杆402和取样筒403内部连通；所述砂土提升组件包括提升螺杆501，所述提升螺杆501设置在所述空心钻杆402内部，所述驱动组件6用于驱动所述空心钻杆402和所述提升螺杆501旋转，所述空心钻杆402和所述提升螺杆501方向相反。

通过所述驱动组件6带动所述钻进组件和所述砂土提升组件相反的方向旋转，所述钻进组件对尾矿坝进行旋转打孔，所述钻头401在钻进的时候对尾矿的砂土进行旋转切割，尾矿砂土沿着钻头401的中心通孔进入到所述取样筒403中，当所述取样筒403中的砂土填充满后，所述砂土进入到所述空心钻杆402中，通过所述提升螺杆501旋转把所述空心钻杆402中砂土沿着所述空心钻杆402提升到地面，所述取样筒403中随时保留了最新钻取的砂土样品，在整个取样过程，只需要一次钻探取样，把钻孔和取样两个过程结合在一起，有效防止钻进中孔壁易坍塌问题。

本实施例中，请参阅图1-5，所述驱动组件6包括机架601、旋转驱动器602、主动锥齿轮603、第一从动锥齿轮604、第二从动锥齿轮605、内连接轴606和外连接轴607，

所述旋转驱动器602固定设置在所述机架601上，所述旋转驱动器602可以为电机、气动马达或者液压马达，所述旋转驱动器602的输出轴和所述主动锥齿轮603同轴固定连接，所述内连接轴606和所述外连接轴607均与所述机架601转动连接，所述外连接轴607套在所述内连接轴606的外面，所述内连接轴606和所述外连接轴607同轴心转动连接，所述内连接轴606和所述提升螺杆501同轴固定连接，所述外连接轴607和所述空心钻杆402同轴固定连接；

所述第一从动锥齿轮604和所述内连接轴606同轴固定连接，所述第二从动锥齿轮605和所述外连接轴607同轴固定连接，所述主动锥齿轮603分别与所述第一从动锥齿轮604和所述第二从动锥齿轮605啮合。

由于所述第一从动锥齿轮604和所述第二从动锥齿轮605同轴心且和所述主动锥齿轮603啮合，所述旋转驱动器602能够带动所述第一从动锥齿轮604和所述第二从动锥齿轮605向相反的方向旋转，只需要一台驱动设备就能带动所述提升螺杆501和空心钻杆402向不同方向转动。

本实施例中，请参阅图1-3，所述驱动组件6包括机架601、第一旋转驱动器、第二旋转驱动器，第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、内连接轴606和外连接轴607。

所述第一旋转驱动器固定安装在所述机架601上，所述第一旋转驱动器和所述第一主动齿轮同轴固定连接，所述内连接轴606和所述机架601转动连接，所述内连接轴606和所述第一从动齿轮转动连接，所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮互相啮合，所述第二旋转驱动器固定安装在所述机架601上，所述第二旋转驱动器和所述第二主动齿轮同轴固定连接，所述外连接轴607和所述机架601转动连接，所述外连接轴607和所述第二从动齿轮转动连接，所述第二主动齿轮和所述第二从动齿轮互相啮合，所述外连接轴607套在所述内连接轴606外面，所述第一旋转驱动器的旋转方向和所述第二旋转驱动器的旋转方向相反，所述第一旋转驱动器和所述第二旋转驱动器可以为电机、气动马达或者液压马达。

本实施例中，请参阅图1-7， 所述设备还包括工作台1、升降架2和伸缩元件3，所述工作台1上设置导轨101，所述升降架2和所述导轨101滑动配合，所述伸缩元件3固定安装在所述工作台1上，所述伸缩元件3为电动推杆、气缸或者液压油缸，所述伸缩元件3的伸缩端和所述升降架2连接，所述伸缩元件3的伸缩方向和所述升降架2的滑动方向一致，所述机架601和所述升降架2固定连接。

通过所述工作台1上的所述伸缩元件3带动所述升降架2直线运动，当所述升降架2往地面方向运动时，所述伸缩元件3为所述钻头401提供一个压力，使其更轻松的钻孔。

本实施例中，请参阅图1-7， 所述钻进组件还包括钻杆接头404，所述砂土提升组件还包括螺杆接头502，所述螺杆接头502包括螺杆螺纹段5032和螺杆榫接段5031，所述钻杆接头404均包括钻杆螺纹段4052和钻杆榫接段4051，

所述钻杆螺纹段4052和所述空心钻杆402螺纹连接，所述钻杆榫接段4051截面外轮廓为多边形，所述外连接轴607沿轴向设置多边形孔，所述钻杆榫接段4051和所述多边形孔相匹配，所述钻杆榫接段4051插入所述多边形孔中形成榫接；

所述螺杆螺纹段5032和所述提升螺杆501螺纹连接，所述螺杆榫接段5031截面外轮廓为多边形，所述内连接轴606沿轴向设置多边形孔，所述螺杆榫接段5031和所述内连接轴606上的所述多边形孔相匹配，所述螺杆榫接段5031插入所述内连接轴606上的所述多边形孔中形成榫接。

由于设置有所述钻杆接头404和所述螺杆接头502，当所述空心钻杆402大部分钻入地下，所述伸缩元件3带动所述驱动组件6往上运动，所述钻杆接头404和所述外连接轴607分离，所述螺杆接头502和内连接轴606分离，取下所述钻杆接头404和所述螺杆接头502，在所述空心钻杆402上安装上一段所述空心钻杆402，同样的所述提升螺杆501固定安装上一段所述提升螺杆501，再次套上所述钻杆接头404和所述螺杆接头502，所述伸缩元件3带动所述驱动组件6往下运动，使所述钻杆榫接段4051插入所述外连接轴607的所述多边形孔中所述螺杆榫接段5031插入所述内连接轴606的所述多边形孔中，继续进行钻进取样。

本实施例中，请参阅图3，所述空心钻杆402一端设置有内螺纹，所述空心钻杆402的另一端设置有外螺纹，相邻的所述空心钻杆402之间通过内螺纹和外螺纹连接，若干所述空心钻杆402沿轴向依次拼接。

所述提升螺杆501的一端设置有内螺纹，所述提升螺杆501的另一端设置有外螺纹，相邻所述提升螺杆501之间通过螺纹连接，若干所述提升螺杆501沿轴向依次拼接。

通过不停的增加所述提升螺杆501和所述空心钻杆402可以增加钻孔的深度。

本实施例中，请参阅图1和图2，所述工作台1上设置有砂土台102，所述砂土台102倾斜设置，所述砂土台102上开设有通孔，所述通孔周边设置有挡土环，防止砂土再次进入到刚钻出的孔中，所述空心钻杆402从所述通孔中穿过，当所述尾矿砂土从所述外连接轴607上排砂孔6071中出来后，砂土掉落到所述砂土台102上，由于所述砂土台102倾斜设置，砂土沿着砂土台102的斜坡滑落到地面。

本实施例中，请参阅图1和图8，所述取样筒403包括两个本体4031，两个所述本体4031对称设置，所述本体4031截面成半圆形，两个所述本体4031合在一起形成圆柱筒，方便砂土样品从所述取样筒403中取出。

本实施例中，请参阅图3，所述取样筒403连接段的所述空心钻杆402中的所述提升螺杆501的螺旋叶片端部上设置有切刀。由于所述提升螺杆501的螺旋叶片上设置有切刀，当所述取样筒403中的砂土进入到所述空心钻杆402中，所述空心钻杆402中的所述提升螺杆501旋转，所述螺旋叶片端部的所述切刀将砂土切散，方便传输。

本实施例中，请参阅图1和图9，所述钻头401外表面呈锥形，钻孔过程中，锥形表面对孔壁进行挤压，增强孔壁的稳定性，所述钻头沿中轴线方向开有圆形通孔4014，所述钻头401的最大外径比所述提升螺杆501的外径大，所述钻头401的锥形表面4013上设置有钻进螺纹4012，有利于钻头钻孔，所述钻头上设置有切割齿4011，所述切割齿4011对尾矿砂土进行切割钻进。

一种高尾矿坝深部钻进取样的方法，包括如下步骤：

启动所述驱动组件6，通过所述驱动组件6带动所述钻进组件上的钻头401旋转，所述钻头401上的切割齿4011将尾矿的砂土环形切开，所述砂土沿着所述空心钻头401的中心通孔进入到所述取样筒403中；在钻进的过程中实现取样。所述取样筒403中砂土填充满后，所述砂土沿着所述取样筒403进入到所述空心钻杆402中，由于空心钻杆402中所述提升螺杆501旋转方向和所述空心钻杆402旋转方向相反，所述空心钻杆402中砂土被所述提升螺杆501传输到地面。当所述钻头401钻进到采样深度后，关闭驱动组件6，从采样孔中取出所述取样筒403。

本实施例中，请参阅图1和图4，通过所述驱动组件6带动所述钻进组件上的钻头401旋转钻进打孔，当取样孔打到所需深度的时候，所述驱动组件6停止旋转，所述伸缩元件3带动所述驱动组件6向上运动，所述外连接轴607脱离所述螺杆接头502，所述螺杆接头502和所述空心钻杆402之间增加一根所述空心钻杆402，此时不新增所述提升螺杆501，并用绳索将所述空心钻杆402中的所述提升螺杆501固定，所述绳索套从新增的所述空心钻杆402中穿过，并经过所述排砂孔6071并固定在所述工作台1的所述导轨101上，防止所述空心钻杆402向下运动过程中，所述提升螺杆501向下运动，所述伸缩元件3向下运动，所述外连接轴607和所述空心钻杆402连接，所述伸缩元件3继续向下运动，并驱动所述钻头401强行切割尾矿砂土，完成环形挤压切割取样，在钻孔过程中，根据所述提升螺杆501提升上来的砂土成分判断采用何种取样方式，不同的砂土成分采用不同的取样方式能够保证取出尾矿样品保持最好的原状性能。

综上所述，通过所述驱动组件6带动所述钻进组件和所述砂土提升组件相反的方向旋转，所述钻进组件对尾矿坝进行旋转打孔，所述钻头401在钻进的时候对尾矿的砂土进行旋转切割，尾矿砂土沿着钻头401的中心的圆形通孔4014进入到所述取样筒403中，当所述取样筒403中的砂土填充满后，所述砂土进入到所述空心钻杆402中，通过所述提升螺杆501旋转把所述空心钻杆402中砂土沿着所述空心钻杆402提升到地面，所述取样筒403中随时保留了最新钻取的砂土样品，在整个取样过程，只需要一次钻探取样，把钻孔和取样两个过程结合在一起，有效防止钻进中孔壁易坍塌问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种高尾矿坝深部钻进取样设备，其特征在于，包括：

钻进组件；

所述钻进组件包括钻头、空心钻杆和取样筒，所述取样筒的一端和所述钻头固定连接，所述取样筒的另一端和所述空心钻杆固定连接，所述钻头沿中轴线方向开有圆形通孔，所述钻头、所述空心钻杆和所述取样筒的中轴线在同一条直线上，所述钻头、所述空心钻杆和所述取样筒内部连通；

砂土提升组件，

所述砂土提升组件包括提升螺杆，所述提升螺杆设置在所述空心钻杆的内部，所述提升螺杆和所述空心钻杆转动连接；

驱动组件，

所述驱动组件用于驱动所述空心钻杆和所述提升螺杆旋转，所述空心钻杆和所述提升螺杆的旋转方向相反；

所述驱动组件包括机架、第一旋转驱动器、第二旋转驱动器，第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、内连接轴和外连接轴，

所述第一旋转驱动器固定安装在所述机架上，所述第一旋转驱动器和所述第一主动齿轮同轴固定连接，所述内连接轴和所述机架转动连接，所述内连接轴和所述第一从动齿轮转动连接，所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮互相啮合，

所述第二旋转驱动器固定安装在所述机架上，所述第二旋转驱动器和所述第二主动齿轮同轴固定连接，所述外连接轴和所述机架转动连接，所述外连接轴和所述第二从动齿轮转动连接，所述第二主动齿轮和所述第二从动齿轮互相啮合，所述内连接轴和所述提升螺杆同轴固定连接，所述外连接轴和所述空心钻杆同轴固定连接；

所述外连接轴套在所述内连接轴外面，所述第一旋转驱动器的旋转方向和所述第二旋转驱动器的旋转方向相反；

所述钻进组件还包括钻杆接头，所述钻杆接头包括钻杆螺纹段和钻杆榫接段，所述钻杆螺纹段和所述空心钻杆螺纹连接，所述钻杆榫接段截面外轮廓为多边形，所述外连接轴沿轴向开设有多边形孔，所述钻杆榫接段和所述多边形孔相匹配；

所述砂土提升组件还包括螺杆接头，所述螺杆接头包括螺杆螺纹段和螺杆榫接段，所述螺杆螺纹段和所述提升螺杆螺纹连接，所述螺杆榫接段截面外轮廓为多边形，所述内连接轴沿轴向开设有多边形孔，所述螺杆榫接段和所述内连接轴上的所述多边形孔相匹配。

2.根据权利要求1所述的高尾矿坝深部钻进取样设备，其特征在于：所述设备还包括工作台、升降架和伸缩元件，

所述工作台上设置有升降导轨，所述升降架和所述升降导轨滑动配合，所述伸缩元件固定安装在所述工作台上，所述伸缩元件的伸缩端和所述升降架固定连接，所述伸缩元件的伸缩方向和空心钻杆的中轴线方向一致，所述机架和所述升降架固定连接。

3.根据权利要求1所述的高尾矿坝深部钻进取样设备，其特征在于：

所述空心钻杆一端设置有内螺纹，所述空心钻杆的另一端设置有外螺纹，相邻的所述空心钻杆之间通过螺纹连接；

所述提升螺杆的一端设置有内螺纹，所述提升螺杆的另一端设置有外螺纹，相邻所述提升螺杆之间通过螺纹连接。

4.根据权利要求2所述的高尾矿坝深部钻进取样设备，其特征在于：所述工作台上设置有砂土台，所述砂土台倾斜设置，所述砂土台上开设有通孔，所述空心钻杆从所述通孔中穿过。

5.根据权利要求1所述的高尾矿坝深部钻进取样设备，其特征在于：所述取样筒包括两个本体，两个所述本体对称设置，所述本体截面成半圆形，两个所述本体合在一起形成圆柱筒。

6.根据权利要求1所述的高尾矿坝深部钻进取样设备，其特征在于：所述钻头外表面呈锥形，所述钻头的最大外径比所述提升螺杆的外径大，所述钻头的大头端和所述取样筒固定连接，所述钻头的小头端上设置有切割齿。

7.一种高尾矿坝深部钻进取样的方法，其特征在于：适用于权利要求2所述的高尾矿坝深部钻进取样设备，包括如下步骤：

旋转取样步骤：启动所述驱动组件，通过所述驱动组件带动所述钻进组件上的所述钻头旋转，所述钻头上的切割齿将尾矿砂土环形切开，所述砂土沿着所述钻头的中心通孔进入到所述取样筒中，所述取样筒中砂土填充满后，所述砂土沿着所述取样筒进入到所述空心钻杆中，由于所述空心钻杆中所述提升螺杆旋转方向和所述空心钻杆的旋转方向相反，进入到所述空心钻杆中的砂土被所述提升螺杆传输到地面；当所述钻头钻进到采样深度后，关闭所述驱动组件，从采样孔中取出所述取样筒；

挤压取样步骤：通过所述驱动组件带动所述钻进组件上的钻头旋转钻进打孔，当取样孔打到所需深度的时候，所述驱动组件停止旋转，所述伸缩元件带动所述驱动组件向上运动，所述外连接轴脱离所述螺杆接头，所述螺杆接头和所述空心钻杆之间增加一根所述空心钻杆，此时不新增所述提升螺杆，并用绳索将所述空心钻杆中的所述提升螺杆固定，所述绳索从新增的所述空心钻杆中穿过，并经过排砂孔并固定在所述工作台的所述导轨上，所述提升螺杆向下运动，所述伸缩元件向下运动，所述外连接轴和所述空心钻杆连接，所述伸缩元件继续向下运动，并驱动所述钻头强行切割尾矿砂土，完成环形挤压切割取样。

Images