CN116223268A - 一种倾斜爆破孔地质探测装置及探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地质探测技术领域。本发明涉及一种倾斜爆破孔地质探测装置及探测方法。其包括固定装置和设置于固定装置内部的控制装置，固定装置包括钻进机构，钻进机构包括钻洞环。本发明钻洞环和钻进板配合，对岩石进行整体的撞击测试和对岩石样本单独的撞击记录，相比于常见的岩石硬度测试方法来说，可以对岩石进行两种方式测试，对岩层整体进行，并且可以对岩石进行取样，避免在测试时岩层的结构对测试结果的影响，根据两个结果对岩层的硬性进行综合判断，得出的结果更加准确，并且可以在爆破场地进行快速的连续测试，对不同位置进行测试，保证对爆破场地岩石硬度信息采集的准确性，保证爆破符合预期。

Description

一种倾斜爆破孔地质探测装置及探测方法

技术领域

本发明涉及地质探测技术领域，具体地说，涉及一种倾斜爆破孔地质探测装置及探测方法。

背景技术

爆破是利用炸药在空气、水、土石介质或物体中爆炸所产生的压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用，达到预期目的的一门技术，药包或装药在土石介质或结构物中爆炸时，使土石介质或结构物产生压缩、变形、破坏、松散和抛掷的现象，主要用于土石方工程，以及金属建筑物和构筑物的拆除等，因为相比于常见的挖掘方法来说，爆破挖掘的速度显著优于挖机挖掘，因此广泛应用于各种工程中，目前常用的爆破方法有垂直孔爆破和倾斜孔爆破两种，垂直孔爆破在爆破后大块率较高，底部留有根底，不好处理，并且台阶顶部经常发生裂缝，台阶面稳固性比较差；倾斜孔爆破可以克服垂直爆破孔的缺点，但是一般用于软质岩石中，因此在确定爆破方法时，需要判断爆破位置的岩石硬度，常见的判断方法是将岩石样本取出，在对岩石进行测试，这种方法对岩石的测试具有较大的局限性，不能根据实际情况实地进行检测，并且操作较为麻烦，因此，提出一种倾斜爆破孔地质探测装置及探测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倾斜爆破孔地质探测装置及探测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，提供了一种倾斜爆破孔地质探测装置及探测方法，包括固定装置和设置于固定装置内部的控制装置，所述固定装置包括钻进机构，所述钻进机构包括钻洞环，钻洞环用于对地面的岩石进行钻进，所述钻洞环的顶部设有传动结构，所述传动结构用于带动钻洞环转动，所述钻洞环的外部设有固定机构，所述固定机构包括固定器，所述固定器内壁的底端开设有螺纹腔，对地面进行钻进前，所述钻洞环设置于螺纹腔的内部，所述钻洞环和螺纹腔螺纹配合，所述控制装置包括控制机构，所述控制机构包括钻进板，所述钻进板设置于钻洞环的内部，所述钻进板的顶部设有控制结构，对岩石进行钻孔时，所述控制结构带动钻进板和钻洞环配合形成一个完整的钻头，对岩石进行取样检测时，所述控制结构带动钻进板在钻洞环的内部向上移动，对岩石的硬度进行检测时，所述控制结构带动钻进板移动撞击岩石。

作为本技术方案的进一步改进，所述传动结构包括驱动环，所述驱动环的外壁套接有驱动齿环，所述驱动齿环的一侧啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮的底部设有电机，所述驱动齿轮和电机的输出轴同轴连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述控制结构包括控制杆，所述螺纹腔的顶部开设有升降槽，所述控制杆的顶端贯穿固定器。

作为本技术方案的进一步改进，所述钻进板的内部滑动设置有若干呈环形排布卡块，所述卡块的一端贯穿钻进板，所述钻洞环内壁靠近底端的位置开设有定位槽，所述钻洞环和钻进板配合形成一个完整的钻头时，卡块和定位槽卡接配合，所述卡块的一侧固定连接有挡板，所述挡板的一端固定连接有卡接弹簧，所述卡接弹簧的一端和钻进板固定连接。

作为本技术方案的进一步改进，若干所述卡块之间设有转动杆，所述转动杆贯穿控制杆和钻进板，所述转动杆和控制杆螺纹连接，所述卡块靠近转动杆的一端设置为斜面，所述转动杆的底端和卡块的斜面贴合。

作为本技术方案的进一步改进，所述控制结构还包括配合机构，所述配合机构设置于驱动环的内部，所述配合机构包括定位环，所述定位环的底端固定连接有测试弹簧，所述测试弹簧的底端和环槽固定连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述驱动环的顶端固定连接有固定环，所述驱动环的内壁固定连接有阻挡环。

作为本技术方案的进一步改进，所述定位环的侧壁开设有环槽，所述驱动环的内壁开设有若干伸缩槽，所述伸缩槽的内部设有固定弹簧，所述固定弹簧的一端和伸缩槽固定连接，所述固定弹簧的另一端固定连接有定位块，所述定位块和环槽卡接配合。

作为本技术方案的进一步改进，提供了一种倾斜爆破孔地质探测方法，包括上述任意一项所述的倾斜爆破孔地质探测装置，包括如下步骤：

S1、将固定器设置于合适位置，通过螺栓将定位板固定在地面上，进而将固定器固定在地面上，电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动驱动齿环转动，驱动齿环带动驱动环转动，驱动环带动钻洞环转动，钻洞环和螺纹腔配合在地面进行钻孔；

S2、在钻洞环转动时，定位块受到离心力的影响克服固定弹簧的弹力移动，定位环可以进行移动，旋转转动杆使转动杆向上移动，卡块和定位槽结束卡接配合，钻洞环继续钻孔，在钻洞环的内部形成圆柱形岩石样本；

S3、在测试岩石的硬度时，拉动控制杆向上移动，通过测试弹簧的弹力使钻进板对岩石进行撞击。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

该倾斜爆破孔地质探测装置及探测方法中，钻洞环和钻进板配合，形成一个完整的钻头对岩层进行钻进，再通过钻进板对岩石进行撞击判断岩石的硬度；钻洞环和钻进板配合还可以在岩层中钻出一个圆柱形的样本，通过钻进板对岩石撞击判断岩石的硬度，对岩石进行整体的撞击测试和对岩石样本单独的撞击记录，相比于常见的岩石硬度测试方法来说，可以对岩石进行两种方式测试，对岩层整体进行，并且可以对岩石进行取样，避免在测试时岩层的结构对测试结果的影响，根据两个结果对岩层的硬性进行综合判断，得出的结果更加准确，并且可以在爆破场地进行快速的连续测试，对不同位置进行测试，保证对爆破场地岩石硬度信息采集的准确性，保证爆破符合预期。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图之一；

图2为本发明的整体结构示意图之二；

图3为本发明的固定装置的结构示意图；

图4为本发明的固定机构的结构示意图；

图5为本发明的钻进机构的结构示意图；

图6为本发明的控制装置的结构示意图；

图7为本发明的控制机构的结构示意图；

图8为本发明的A处的结构示意图；

图9为本发明的配合机构的结构示意图；

图10为本发明的定位环的结构示意图。

图中各个标号意义为：

1、固定装置；

11、固定机构；111、固定器；112、定位板；113、螺栓；114、升降槽；115、螺纹腔；12、钻进机构；121、电机；122、驱动齿轮；123、驱动齿环；124、驱动环；125、钻洞环；126、定位槽；127、阻挡环；128、固定环；129、伸缩槽；

2、控制装置；

21、控制机构；211、控制杆；212、钻进板；213、转动杆；214、卡块；215、卡接弹簧；22、配合机构；221、定位环；222、环槽；223、定位块；224、固定弹簧；225、测试弹簧。

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。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

实施例1

本实施例目的之一在于，软质岩石和硬质岩石通过岩石的抗压力能力进行区分，常见的测定方法都是将爆破位置的岩石采出进行测试，而这种方法比较麻烦，需要先采集样本再进行测试，不能在爆破地直接进行测试，因此，提供了一种倾斜爆破孔地质探测装置及探测方法，请参阅图1-图10所示，包括固定装置1和设置于固定装置1内部的控制装置2，固定装置1包括钻进机构12，钻进机构12包括钻洞环125，钻洞环125用于对地面的岩石进行钻进，钻洞环125的顶部设有传动结构，传动结构用于带动钻洞环125转动；

为了带动钻洞环125转动，请参阅图5所示，传动结构包括驱动环124，驱动环124用于带动钻洞环125转动，驱动环124的外壁套接有驱动齿环123，驱动齿环123用于带动驱动环124转动，驱动齿环123的一侧啮合有驱动齿轮122，驱动齿轮122用于带动驱动齿环123转动，驱动齿轮122的底部设有电机121，电机121用于带动驱动齿轮122转动，驱动齿轮122和电机121的输出轴同轴连接；

在对岩石钻进时，电机121带动驱动齿轮122转动，驱动齿轮122带动驱动齿环123转动，驱动齿环123带动驱动环124转动，驱动环124带动钻洞环125转动，在钻洞环125向下移动时，因为驱动齿环123套接在驱动环124的外部，所以驱动环124可以在转动的同时上下移动，进而完成对岩石的钻进。

为了确定钻洞环125的移动轨迹，请参阅图3-图4所示，钻洞环125的外部设有固定机构11，固定机构11包括固定器111，固定器111用于确定钻洞环125的位置，固定器111内壁的底端开设有螺纹腔115，对地面进行钻进前，钻洞环125设置于螺纹腔115的内部，钻洞环125和螺纹腔115螺纹配合，螺纹腔115用于在钻洞环125转动时使钻洞环125在竖直方向移动；

电机121固定设置于固定器111的内部，驱动齿环123转动设置于固定器111的内部，固定器111的两侧固定连接有若干定位板112，定位板112用于确定固定器111的位置，定位板112的一端螺纹连接有螺栓113，螺栓113用于将定位板112固定在地面上；

为了能够对岩石进行检测，请参阅图6-图10所示，控制装置2包括控制机构21，控制机构21包括钻进板212，钻进板212设置于钻洞环125的内部，钻进板212的顶部设有控制结构，对岩石进行钻孔时，控制结构带动钻进板212和钻洞环125配合形成一个完整的钻头，对岩石进行取样检测时，控制结构带动钻进板212在钻洞环125的内部向上移动，对岩石的硬度进行检测时，控制结构带动钻进板212移动撞击岩石；

为了使钻进板212可以在钻洞环125的内部移动，请参阅6-图8所示，控制结构包括控制杆211，控制杆211用于带动钻进板212移动，螺纹腔115的顶部开设有升降槽114，升降槽114用于确定控制杆211的移动轨迹，控制杆211的顶端贯穿固定器111。

钻进板212的内部滑动设置有若干呈环形排布卡块214，卡块214的一端贯穿钻进板212，钻洞环125内壁靠近底端的位置开设有定位槽126，卡块214和定位槽126配合确定钻进板212的位置，钻洞环125和钻进板212配合形成一个完整的钻头时，卡块214和定位槽126卡接配合，卡块214的一侧固定连接有挡板，挡板用于带动卡块214移动，挡板的一端固定连接有卡接弹簧215，卡接弹簧215用于带动挡板移动，卡接弹簧215的一端和钻进板212固定连接。

若干卡块214之间设有转动杆213，转动杆213贯穿控制杆211和钻进板212，转动杆213和控制杆211螺纹连接，卡块214靠近转动杆213的一端设置为斜面，转动杆213的底端和卡块214的斜面贴合，转动杆213用于带动卡块214移动。

对岩石进行钻孔时，转动转动杆213向下移动，转动杆213向下移动时通过和卡块214上斜面的配合带动卡块214移动，卡块214通过挡板克服卡接弹簧215的弹力滑动，此时卡块214和定位槽126卡接配合，钻洞环125和钻进板212配合形成一个完整的钻头，完成对岩石的钻孔；

在对岩石进行取样时，转动转动杆213向上移动，此时卡接弹簧215通过挡板带动卡块214移动，使卡块214缩回钻进板212的内部，此时钻进板212的位置不再被限定，在钻洞环125持续向下钻进的过程中，钻进板212受到钻洞环125内部岩石样品的影响向上移动，完成对岩石样品的采集，相比于常见的岩石硬度测试方法来说，可以对岩层进行钻进，还可以对岩石进行取样，更加方便和灵活。

为了实现对岩石硬度的检测，请参阅图9-图10所示，控制结构还包括配合机构22，配合机构22设置于驱动环124的内部，配合机构22包括定位环221，定位环221的底端固定连接有测试弹簧225，定位环221用于确定测试弹簧225的位置，测试弹簧225的底端和环槽222固定连接。

驱动环124的顶端固定连接有固定环128，固定环128用于对定位环221的移动位置进行限定，驱动环124的内壁固定连接有阻挡环127，阻挡环127用于对定位环221的移动位置进行限定。

定位环221的侧壁开设有环槽222，驱动环124的内壁开设有若干伸缩槽129，将若干伸缩槽129设置为上下两排并呈环形排列设置，伸缩槽129的内部设有固定弹簧224，固定弹簧224的一端和伸缩槽129固定连接，固定弹簧224的另一端固定连接有定位块223，定位块223和环槽222卡接配合，定位块223用于对定位环221的位置进行限定。

在钻洞环125对岩石进行钻孔时，定位环221的底端和阻挡环127贴合，此时底部的固定弹簧224推动定位块223和环槽222卡接配合，此时定位环221处于底端位置，并且卡块214和定位槽126卡接，钻进板212和钻洞环125配合形成一个完整的钻头，完成对岩层的钻孔；

在对岩石进行取样时，在钻洞环125转动时，驱动环124也在持续转动，此时定位块223受到离心力的作用克服固定弹簧224的弹力向伸缩槽129的内部滑动，此时定位环221的位置不再被限定，转动转动杆213使卡块214和定位槽126结束卡接配合，此时定位环221和钻进板212都可以滑动，在钻洞环125持续向下钻进的过程中，钻进板212向上移动，在测试弹簧225弹力的作用下带动定位环221向上移动，在钻洞环125停止转动时，顶部的固定弹簧224推动定位块223和环槽222可接，确定定位环221的位置；

在对钻孔内的岩石进行测试时，此时定位环221处于最底端位置，钻进板212和岩层贴合，测试弹簧225处于不受力的状态，拉动控制杆211使钻进板212向上移动，压缩测试弹簧225，根据弹簧的弹性系数原理F＝-kx，将控制杆211向上拉合适的距离，使弹簧的弹力处于硬质岩石和软质岩石受力的中间区域，钻进板212撞击岩石之后，根据岩石的状态判断岩石的硬度；

在对岩石的样本进行测试时，定位环221处于顶部位置，钻进板212也处于顶部位置，测试弹簧225处于不受力的状态，将控制杆211向上拉合适的距离，再撞击岩石样本，判断岩石的硬度，相比于常见的岩石硬度测试方法来说，可以对岩石进行两种方式测试，对岩层整体进行，并且可以对岩石进行取样，避免在测试时岩层的结构对测试结果的影响，根据两个结果对岩层的硬性进行综合判断，得出的结果更加准确。

本实施例的目的之二在于，提出一种倾斜爆破孔地质探测方法，包括上述任意一项的倾斜爆破孔地质探测装置，包括如下步骤：

S1、将固定器111设置于合适位置，通过螺栓113将定位板112固定在地面上，进而将固定器111固定在地面上，电机121带动驱动齿轮122转动，驱动齿轮122带动驱动齿环123转动，驱动齿环123带动驱动环124转动，驱动环124带动钻洞环125转动，钻洞环125和螺纹腔115配合在地面进行钻孔；

S2、在钻洞环125转动时，定位块223受到离心力的影响克服固定弹簧224的弹力移动，定位环221可以进行移动，旋转转动杆213使转动杆213向上移动，卡块214和定位槽126结束卡接配合，钻洞环125继续钻孔，在钻洞环125的内部形成圆柱形岩石样本；

S3、在测试岩石的硬度时，拉动控制杆211向上移动，通过测试弹簧225的弹力使钻进板212对岩石进行撞击。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，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 (9)

1.一种倾斜爆破孔地质探测装置，其特征在于：包括固定装置(1)和设置于固定装置(1)内部的控制装置(2)，所述固定装置(1)包括钻进机构(12)，所述钻进机构(12)包括钻洞环(125)，钻洞环(125)用于对地面的岩石进行钻进，所述钻洞环(125)的顶部设有传动结构，所述传动结构用于带动钻洞环(125)转动，所述钻洞环(125)的外部设有固定机构(11)，所述固定机构(11)包括固定器(111)，所述固定器(111)内壁的底端开设有螺纹腔(115)，对地面进行钻进前，所述钻洞环(125)设置于螺纹腔(115)的内部，所述钻洞环(125)和螺纹腔(115)螺纹配合，所述控制装置(2)包括控制机构(21)，所述控制机构(21)包括钻进板(212)，所述钻进板(212)设置于钻洞环(125)的内部，所述钻进板(212)的顶部设有控制结构，对岩石进行钻孔时，所述控制结构带动钻进板(212)和钻洞环(125)配合形成一个完整的钻头，对岩石进行取样检测时，所述控制结构带动钻进板(212)在钻洞环(125)的内部向上移动，对岩石的硬度进行检测时，所述控制结构带动钻进板(212)移动撞击岩石。

2.根据权利要求1所述的倾斜爆破孔地质探测装置，其特征在于：所述传动结构包括驱动环(124)，所述驱动环(124)的外壁套接有驱动齿环(123)，所述驱动齿环(123)的一侧啮合有驱动齿轮(122)，所述驱动齿轮(122)的底部设有电机(121)，所述驱动齿轮(122)和电机(121)的输出轴同轴连接。

3.根据权利要求2所述的倾斜爆破孔地质探测装置，其特征在于：所述控制结构包括控制杆(211)，所述螺纹腔(115)的顶部开设有升降槽(114)，所述控制杆(211)的顶端贯穿固定器(111)。

4.根据权利要求3所述的倾斜爆破孔地质探测装置，其特征在于：所述钻进板(212)的内部滑动设置有若干呈环形排布卡块(214)，所述卡块(214)的一端贯穿钻进板(212)，所述钻洞环(125)内壁靠近底端的位置开设有定位槽(126)，所述钻洞环(125)和钻进板(212)配合形成一个完整的钻头时，卡块(214)和定位槽(126)卡接配合，所述卡块(214)的一侧固定连接有挡板，所述挡板的一端固定连接有卡接弹簧(215)，所述卡接弹簧(215)的一端和钻进板(212)固定连接。

5.根据权利要求4所述的倾斜爆破孔地质探测装置，其特征在于：若干所述卡块(214)之间设有转动杆(213)，所述转动杆(213)贯穿控制杆(211)和钻进板(212)，所述转动杆(213)和控制杆(211)螺纹连接，所述卡块(214)靠近转动杆(213)的一端设置为斜面，所述转动杆(213)的底端和卡块(214)的斜面贴合。

6.根据权利要求5所述的倾斜爆破孔地质探测装置，其特征在于：所述控制结构还包括配合机构(22)，所述配合机构(22)设置于驱动环(124)的内部，所述配合机构(22)包括定位环(221)，所述定位环(221)的底端固定连接有测试弹簧(225)，所述测试弹簧(225)的底端和环槽(222)固定连接。

7.根据权利要求6所述的倾斜爆破孔地质探测装置，其特征在于：所述驱动环(124)的顶端固定连接有固定环(128)，所述驱动环(124)的内壁固定连接有阻挡环(127)。

8.根据权利要求6所述的倾斜爆破孔地质探测装置，其特征在于：所述定位环(221)的侧壁开设有环槽(222)，所述驱动环(124)的内壁开设有若干伸缩槽(129)，所述伸缩槽(129)的内部设有固定弹簧(224)，所述固定弹簧(224)的一端和伸缩槽(129)固定连接，所述固定弹簧(224)的另一端固定连接有定位块(223)，所述定位块(223)和环槽(222)卡接配合。

9.一种倾斜爆破孔地质探测方法，包括权利要求1-8中任意一项所述的倾斜爆破孔地质探测装置，其特征在于：包括如下步骤：

S1、将固定器(111)设置于合适位置，通过螺栓(113)将定位板(112)固定在地面上，进而将固定器(111)固定在地面上，电机(121)带动驱动齿轮(122)转动，驱动齿轮(122)带动驱动齿环(123)转动，驱动齿环(123)带动驱动环(124)转动，驱动环(124)带动钻洞环(125)转动，钻洞环(125)和螺纹腔(115)配合在地面进行钻孔；

S2、在钻洞环(125)转动时，定位块(223)受到离心力的影响克服固定弹簧(224)的弹力移动，定位环(221)可以进行移动，旋转转动杆(213)使转动杆(213)向上移动，卡块(214)和定位槽(126)结束卡接配合，钻洞环(125)继续钻孔，在钻洞环(125)的内部形成圆柱形岩石样本；

S3、在测试岩石的硬度时，拉动控制杆(211)向上移动，通过测试弹簧(225)的弹力使钻进板(212)对岩石进行撞击。

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