CN115788574A - 充填气体空腔窥镜式料浆观测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，涉及充填采矿技术领域，包括砌筑板墙，砌筑板墙的顶部预留有圆形开口，圆形开口内设置有探管，且探管与圆形开口为无缝密封，探管内嵌有充气体，充气体为圆柱形气球状，充气体的进气端为圆形钢圈，且圆形钢圈内置于探管内，圆形钢圈与探管衔接处设置有橡胶密封套，充气体内还设置有数据线，数据线的一端连接有探头。本发明可实时对浆料充填情况进行观测，减少浆料充填时的误差，并且提高了充填区域的安全性以及浆料填充效果，满足多种使用需求。

Description

充填气体空腔窥镜式料浆观测装置

技术领域

本发明涉及充填采矿技术领域，尤其是涉及充填气体空腔窥镜式料浆观测装置。

背景技术

充填采矿法是指伴随落矿、运搬及其他作业的同时，用充填料充填采空区的采矿方法。充填的目的是支护采空区两帮岩石，并为继续进行上面分层回采造成立足的底板。它适用于矿石和围岩不稳固，不允许有较大暴露面的矿床；地表需要保护的矿床；稀有贵金属或高品位的矿床；有自燃性的硫化矿床；赋存条件复杂的矿床。

公开号为CN201096658Y的专利文件公开了一种充填采矿法充填浆体取样的装置，其特征在于该装置为两端带有与充填管道配合连接的法兰、中间管壁上焊有带有阀门的斜通管的取样节管。该实用新型的装置取样准确方便、快捷。取样地点随意，可全方面检验浆体质量。

但是上述发明存在以下不足之处：对于封堵墙内的数据采集缺少科学有效的方法，充填料浆大多是根据空区的立方量提前计算获得，这种方法产生的误差较大，容易造成充填料浆或多或少、充填体边界耦合不充分、充填体胶固等情况，并且工作人员不能及时掌握第一手资料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，包括砌筑板墙，所述砌筑板墙的顶部预留有圆形开口，圆形开口内设置有探管，且探管与圆形开口为无缝密封，探管内嵌有充气体，充气体为圆柱形气球状，充气体的进气端为圆形钢圈，且圆形钢圈内置于探管内，圆形钢圈与探管衔接处设置有橡胶密封套，充气体内还设置有数据线，数据线的一端连接有探头。

优选的，所述数据线长度与探管长度相同，且数据线的外部包裹有塑料层，数据线远离探头的一端设置有信号发射装置，且信号发射装置与手机APP或与地面调度中心电性连接。

优选的，还包括底座，底座上对称开设有滑槽，滑槽内活动设置有移动座，移动座上表面的一侧固定有支撑机构，支撑机构包括支撑箱，支撑箱的一侧设置有开口，开口内设置有气囊，且气囊的一侧固定在支撑箱的内壁上，支撑箱靠近砌筑板墙的侧壁顶部设置有缓冲条，支撑箱与移动座之间设置有斜撑一，支撑箱的顶壁上设置有两根支撑杆，两根支撑杆的顶部共同固定有支撑托板，且支撑托板与两根支撑杆之间均固定有斜撑二。

优选的，所述支撑箱远离缓冲条侧壁的底部固定有充气箱，充气箱远离支撑箱的侧壁上阵列设置有进气孔，且进气孔内设置有防尘网，充气箱内安装有气泵，气泵的充气口连接有充气管，充气管的一端贯穿充气箱和支撑箱的侧壁与气囊连通，支撑箱内设置有密封隔板，密封隔板位于气囊的上方，密封隔板与气囊之间连接有连通管，且连通管上安装有单向阀，密封隔板的上方设置有活动板，活动板与支撑箱为滑动密封，两根支撑杆活动设置在支撑箱的顶部，且两根支撑杆的底部均与活动板固定连接。

优选的，所述支撑箱顶壁的一侧设置有排气口，支撑箱的一侧连接有排气管，位于活动板和密封隔板之间，且排气管上安装有排气阀。

优选的，所述底座上设置有定位机构，定位机构包括定位框，定位框固定在底座上，底座上还开设有定位口，定位口位于定位框的下方，定位框内活动设置有铁板，铁板的下表面固定有多根定位杆，定位杆的底部为圆锥形结构，定位框的两侧内壁上均设置有限位块，且限位块位于铁板的上方。

优选的，所述支撑箱上设置有捶打机构，捶打机构包括电机，电机的输出轴连接有转轴，转轴的一端连接有绕线筒，充气箱的顶部固定有托杆，且转轴与托杆通过轴承转动连接，绕线筒上缠绕有吊绳，移动座上固定有导向筒，吊绳的一端伸入导向筒连接有配重块，配重块的底部设置有吸铁石，且吸铁石与铁板接触。

优选的，所述绕线筒远离电机的一端固定有辅助震动机构，辅助震动机构包括转动杆和立板，转动杆的一端与绕线筒固定连接，转动杆的另一端固定有十字杆，十字杆四个端部的侧壁上均固定有凸块一，立板固定在底座上，立板靠近十字杆的侧壁上设置有四个凸块二，且四个凸块二呈圆周阵列分布在立板上，立板与移动座之间连接有缓冲弹簧。

本发明通过改进在此提供一种充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：本发明将制作的探管、充气体和探头等结构提前安装在砌筑板墙顶部，探管与砌筑板墙连接处为密封结构，探管内安装探头，充填时通过充入气体延长内置充气体长度，探头随充气体延长相应送入探管的末端，从而实现对砌筑板墙内料浆充填情况的观测。

其二：本发明通过设置底座、支撑箱、支撑杆和支撑托板等结构，在充填过程中，可对砌筑板墙以及充填区域的顶部进行稳定的支撑，从而保证施工时的安全性，避免出现岩石掉落砸伤操作人员或设备的情况；

其三：本发明通过设置气囊、充气箱、活动板和密封隔板等结构，可以根据填充区域的高度，调整支撑托板的高度，适用于不同的工作环境，满足不同的使用需求；

其四：本发明通过定位机构，将底座放置在砌筑板墙的一侧后，可方便的固定在地面上，从而避免底座受外力而移动，提高设备的稳定性；

其五：本发明通过设置捶打机构，底座放置好后，利用捶打机构，自动的将定位机构的定位杆捶打进入地面内，从而使得定位杆伸入地面，进一步提高底座的稳定性；

其六：本发明通过设置辅助震动机构，在捶打机构工作的过程中，辅助震动机构可带动滑动座不断的小距离移动，使得支撑板和气囊撞击砌筑板墙，对填充的料浆起到夯实的作用，使得浆料的充填量准确，提高了观测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的立体结构示意图一；

图2为本发明的立体结构示意图二

图3为本发明的探管的结构示意图；

图4为本发明的探管的剖视图；

图5为本发明的支撑机构的结构示意图；

图6为本发明的定位框和导向筒的剖视图。

附图标记：

1、砌筑板墙；2、圆形开口；3、探管；4、充气体；5、数据线；6、探头；7、橡胶密封套；8、底座；9、滑槽；10、移动座；11、支撑机构；111、支撑箱；112、气囊；113、缓冲条；114、斜撑一；115、支撑杆；116、支撑托板；117、斜撑二；118、充气箱；119、进气孔；151、充气管；152、密封隔板；153、连通管；154、单向阀；155、活动板；156、排气口；157、排气管；158、气泵；

12、定位机构；121、定位框；122、定位口；123、铁板；124、定位杆；125、限位块；13、捶打机构；131、电机；132、转轴；133、托杆；134、绕线筒；135、吊绳；136、导向筒；137、配重块；138、吸铁石；14、辅助震动机构；141、转动杆；142、十字杆；143、凸块一；144、立板；145、凸块二；146、缓冲弹簧。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，本发明的技术方案是：

实施例一：

如图1、图3和图4所示，本发明实施例提供了一种充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，包括砌筑板墙1，砌筑板墙1的顶部预留有圆形开口2，圆形开口2内设置有探管3，且探管3与圆形开口2为无缝密封，探管3内嵌有充气体4，充气体4为圆柱形气球状，充气体4的进气端为圆形钢圈，且圆形钢圈内置于探管3内，圆形钢圈与探管3衔接处设置有橡胶密封套7，充气体4内还设置有数据线5，数据线5的一端连接有探头6。

在浆料充填完成后，砌筑板墙1的顶部预留有圆形开口2，将制作好的探管3提前安装在砌筑板墙1顶部的圆形开口2内，探管3与砌筑板墙1连接处为密封结构，充气时利用充气设备（未图示）的软管与充气体4连接，气体通过软管进入充气体4内，充气体4随气体进入快速膨胀与探管3内壁内贴，并随着充气的进行向前延伸至探管3末端，圆形钢圈后安装一个卡扣式松紧装置（未图示），松紧装置弹性较强，用于气体密封，圆形钢圈后面的卡扣随气体加入扩大，充气完毕后软管拔出卡扣紧缩，用于封闭充气体4内的气体，探头6可自由向前延伸，充气体4为透明材质，不会影响探头6的监测，内置数据线5上的探头6根据采集的图像进行实时数据传输，从而实现砌筑板墙1内的数据采集，充气状态下探管3内的料浆受压力作用被挤压至空区内（即充填接近满状态时），充气体4布满整个探管3内部形成空腔，探头6在空腔内自由移动从而实现前端数据采集。

进一步的，为了保护数据线5以及方便操作人员获取采集的数据，数据线5长度与探管3长度相同，且数据线5的外部包裹有塑料层，数据线5远离探头6的一端设置有信号发射装置，且信号发射装置与手机APP或与地面调度中心电性连接，采集的信息通过数据线5与手机或者地表控制中心进行连接，工作人员根据采集的信息查看充填情况；

通过上述设计：本发明采用充气压差实现探管3内挤压料浆功能；利用制作的活动式探头6实现动态观测，充分利用充气体4充气时形成的空腔实现空间自由移动；还可借助信息技术实现手机实时观测；充气体4胶固后探头6实现回收再利用，避免造成浪费，同时拆除橡胶密封圈后可当作引流管使用。

实施例二：

在实施例一的基础上，为了提高砌筑板墙1的稳定性以及充填区的安全性，本实施例中，如图1、图2、图5所示，还包括底座8，底座8上对称开设有滑槽9，滑槽9内活动设置有移动座10，移动座10上表面的一侧固定有支撑机构11，支撑机构11包括支撑箱111，支撑箱111的一侧设置有开口，开口内设置有气囊112，且气囊112的一侧固定在支撑箱111的内壁上，支撑箱111靠近砌筑板墙1的侧壁顶部设置有缓冲条113，支撑箱111与移动座10之间设置有斜撑一114，支撑箱111的顶壁上设置有两根支撑杆115，两根支撑杆115的顶部共同固定有支撑托板116，且支撑托板116与两根支撑杆115之间均固定有斜撑二117。

在砌筑板墙1的一侧设置底座8，底座8的上方设置有支撑机构11，支撑机构11的支撑箱111靠近砌筑板墙1，且支撑箱111内设置有气囊112，气囊112贴紧砌筑板墙1，对砌筑板墙1进行支撑，并且支撑箱111的顶部设置有支撑托板116，用于支撑充填区的顶部，避免出现塌方的现象，斜撑一114可提高支撑箱111与移动座10之间的强度，斜撑二117可提高支撑托板116与支撑杆115之间的强度。

实施例三：

在实施例二的基础上，为了使设备适用于不同的工作环境，提高适用性，本实施例中，如图5所示，支撑箱111远离缓冲条113侧壁的底部固定有充气箱118，充气箱118远离支撑箱111的侧壁上阵列设置有进气孔119，且进气孔119内设置有防尘网，充气箱118内安装有气泵158，气泵158的充气口连接有充气管151，充气管151的一端贯穿充气箱118和支撑箱111的侧壁与气囊112连通，支撑箱111内设置有密封隔板152，密封隔板152位于气囊112的上方，密封隔板152与气囊112之间连接有连通管153，且连通管153上安装有单向阀154，密封隔板152的上方设置有活动板155，活动板155与支撑箱111为滑动密封，两根支撑杆115活动设置在支撑箱111的顶部，且两根支撑杆115的底部均与活动板155固定连接。

气泵158可向气囊112内充气，保证气囊112的保护效果，充气箱118对气泵158进行保护，且进气孔119内设置有防尘网，可避免灰尘进入充气箱118内，避免出现堵塞的现象，当支撑托板116高度不够时，利用气泵158持续向气囊112内充气，当气囊112被充满后，气体通过连通管153进入密封隔板152的上方，连通管153上设置单向阀154，可避免气体回流，在气压的作用下，推动活动板155向上移动，从而使得支撑杆115和支撑托板116向上移动，将支撑托板116紧贴充填区的顶部，保证安全性，提高装置的适用性。

进一步的，为了方便支撑托板116的提升以及降低，支撑箱111顶壁的一侧设置有排气口156，支撑箱111的一侧连接有排气管157，位于活动板155和密封隔板152之间，且排气管157上安装有排气阀；排气口156方便将活动板155上方的气体排出，使得活动板155顺利移动，需要降低支撑托板116的高度时，打开排气管157上的阀门，将活动板155与密封隔板152之间的气体排出，即可使得活动板155下降。

实施例四：

为了避免底座8在使用时位置偏移，本实施例中，如图1、图2和图6所示，底座8上设置有定位机构12，定位机构12包括定位框121，定位框121固定在底座8上，底座8上还开设有定位口122，定位口122位于定位框121的下方，定位框121内活动设置有铁板123，铁板123的下表面固定有多根定位杆124，定位杆124的底部为圆锥形结构，定位框121的两侧内壁上均设置有限位块125，且限位块125位于铁板123的上方。

进一步的，支撑箱111上设置有捶打机构13，捶打机构13包括电机131，电机131的输出轴连接有转轴132，转轴132的一端连接有绕线筒134，充气箱118的顶部固定有托杆133，且转轴132与托杆133通过轴承转动连接，绕线筒134上缠绕有吊绳135，移动座10上固定有导向筒136，吊绳135的一端伸入导向筒136连接有配重块137，配重块137的底部设置有吸铁石138，且吸铁石138与铁板123接触。

在底座8放置好后，启动电机131，电机131带动绕线筒134转动，从而使得配重块137和吸铁石138上升，在限位块125的作用下，吸铁石138脱离铁板123，在重力的作用下，铁板123与定位杆124下落接触地面，当配重块137和吸铁石138提升到一定的高度后，使电机131的输出轴反向转动，从而进行放线，配重块137和吸铁石138下坠，通过导向筒136落在铁板123上，对铁板123进行捶打，使得定位杆124进入地面，然后再重复上述操作，直到定位杆124深入地面，将底座8固定，需要说明的是，为了避免吸铁石138会将捶打后的铁板123吸起，吸铁石138的吸力不应过大，以能够将铁板123吸附为宜，避免未使用时定位杆124就接触地面。

实施例五：

为了提高料浆充填效果以及观测的准确性，本实施例中，如图1和图2所示，绕线筒134远离电机131的一端固定有辅助震动机构14，辅助震动机构14包括转动杆141和立板144，转动杆141的一端与绕线筒134固定连接，转动杆141的另一端固定有十字杆142，十字杆142四个端部的侧壁上均固定有凸块一143，立板144固定在底座8上，立板144靠近十字杆142的侧壁上设置有四个凸块二145，且四个凸块二145呈圆周阵列分布在立板144上，立板144与移动座10之间连接有缓冲弹簧146。

在进行捶打的过程中，绕线筒134带动转动杆141转动，从而带动十字杆142转动，凸块一143会不断与立板144上的凸块二145接触，配合缓冲弹簧146，可使得移动座10沿着滑槽9不断的左右往复移动，移动座10在向左移动的过程中，支撑箱111向左移动，使得气囊112与缓冲条113撞击砌筑板墙1，将充填的料浆进行夯实，提高充填的效果，并且受到滑槽9的限制，移动座10的移动幅度不会过大，在将底座8固定完成后，即完成了对料浆的夯实，再调整支撑托板116的高度以及进行观测操作，从而保证了观测结果的准确性。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，包括砌筑板墙（1），所述砌筑板墙（1）的顶部预留有圆形开口（2），圆形开口（2）内设置有探管（3），且探管（3）与圆形开口（2）为无缝密封连接，其特征在于，所述探管（3）内嵌有充气体（4），充气体（4）为圆柱形气球状，充气体（4）的进气端为圆形钢圈，且圆形钢圈内置于探管（3）内，圆形钢圈与探管（3）衔接处设置有橡胶密封套（7），充气体（4）内还设置有数据线（5），数据线（5）的一端连接有探头（6）。

2.根据权利要求1所述的充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，其特征在于：所述数据线（5）长度与探管（3）长度相同，且数据线（5）的外部包裹有塑料层，数据线（5）远离探头（6）的一端设置有信号发射装置，且信号发射装置与手机APP或与地面调度中心电性连接。

3.根据权利要求1所述的充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，其特征在于：还包括底座（8），底座（8）上对称开设有滑槽（9），滑槽（9）内活动设置有移动座（10），移动座（10）上表面的一侧固定有支撑机构（11），支撑机构（11）包括支撑箱（111），支撑箱（111）的一侧设置有开口，开口内设置有气囊（112），且气囊（112）的一侧固定在支撑箱（111）的内壁上，支撑箱（111）靠近砌筑板墙（1）的侧壁顶部设置有缓冲条（113），支撑箱（111）与移动座（10）之间设置有斜撑一（114），支撑箱（111）的顶壁上设置有两根支撑杆（115），两根支撑杆（115）的顶部共同固定有支撑托板（116），且支撑托板（116）与两根支撑杆（115）之间均固定有斜撑二（117）。

4.根据权利要求3所述的充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，其特征在于：所述支撑箱（111）远离缓冲条（113）侧壁的底部固定有充气箱（118），充气箱（118）远离支撑箱（111）的侧壁上阵列设置有进气孔（119），且进气孔（119）内设置有防尘网，充气箱（118）内安装有气泵（158），气泵（158）的充气口连接有充气管（151），充气管（151）的一端贯穿充气箱（118）和支撑箱（111）的侧壁且该端部与气囊（112）连通，支撑箱（111）内设置有密封隔板（152），密封隔板（152）位于气囊（112）的上方，密封隔板（152）与气囊（112）之间连接有连通管（153），且连通管（153）上安装有单向阀（154），密封隔板（152）的上方设置有活动板（155），活动板（155）与支撑箱（111）为滑动密封连接，两根支撑杆（115）活动设置在支撑箱（111）的顶部，且两根支撑杆（115）的底部均与活动板（155）固定连接。

5.根据权利要求4所述的充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，其特征在于：所述支撑箱（111）顶壁的一侧设置有排气口（156），支撑箱（111）的一侧连接有排气管（157），且排气管（157）位于活动板（155）和密封隔板（152）之间，排气管（157）上安装有排气阀。

6.根据权利要求3所述的充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，其特征在于：所述底座（8）上设置有定位机构（12），定位机构（12）包括定位框（121），定位框（121）固定在底座（8）上，底座（8）上还开设有定位口（122），定位口（122）位于定位框（121）的下方，定位框（121）内活动设置有铁板（123），铁板（123）的下表面固定有多根定位杆（124），定位杆（124）的底部为圆锥形结构，定位框（121）的两侧内壁上均设置有限位块（125），且限位块（125）位于铁板（123）的上方。

7.根据权利要求6所述的充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，其特征在于：所述支撑箱（111）上设置有捶打机构（13），捶打机构（13）包括电机（131），电机（131）的输出轴连接有转轴（132），转轴（132）的一端连接有绕线筒（134），充气箱（118）的顶部固定有托杆（133），且转轴（132）与托杆（133）通过轴承转动连接，绕线筒（134）上缠绕有吊绳（135），移动座（10）上固定有导向筒（136），吊绳（135）的一端伸入导向筒（136）连接有配重块（137），配重块（137）的底部设置有吸铁石（138），且吸铁石（138）与铁板（123）接触。

8.根据权利要求7所述的充填气体空腔窥镜式料浆观测装置，其特征在于：所述绕线筒（134）远离电机（131）的一端固定有辅助震动机构（14），辅助震动机构（14）包括转动杆（141）和立板（144），转动杆（141）的一端与绕线筒（134）固定连接，转动杆（141）的另一端固定有十字杆（142），十字杆（142）四个端部的侧壁上均固定有凸块一（143），立板（144）固定在底座（8）上，立板（144）靠近十字杆（142）的侧壁上设置有四个凸块二（145），且四个凸块二（145）呈圆周阵列分布在立板（144）上，立板（144）与移动座（10）之间连接有缓冲弹簧（146）。

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