CN116290034A - 一种废弃采石场边坡高效生态修复装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种废弃采石场边坡高效生态修复装置，具体涉及生态修复技术领域，包括水平设置的定位板、底端与定位板铰接的转架、一端与转架侧部铰接的电推杆，电推杆的底端铰接在定位板上，转架的顶端设置有梯形架，梯形架的一端通过上转轴转动连接在转架上，上转轴的一端与电机一连接，梯形架的另一端设置有用于边坡加固的钻孔浇筑结构，钻孔浇筑结构通过角度调节结构与梯形架连接，钻孔浇筑结构与防护网结构可分离式的连接。本发明提供的废弃采石场边坡高效生态修复装置，避免了现有技术中混凝土用量大且防护网面积大，导致铺设不方便、成本高的问题，同时增加了工人操作的安全性。

Description

一种废弃采石场边坡高效生态修复装置

技术领域

本发明属于生态修复技术领域，具体涉及一种废弃采石场边坡高效生态修复装置。

背景技术

近些年，随着矿产资源的需求不断增大，对矿山的山体开采后的环境问题日益严峻。开采后废弃的矿山不仅有碍景观美化，同时由于没有植被和表土的覆盖，大量的水土流失造成的次生灾害 (河流淤塞、泥石流等) 给当地生态环境带来越来越严重的破坏。对废弃矿山的生态治理和修复，是目前唯一行之有效的方法。目前的边坡高效生态修复方式通常是采用先喷混凝土，加强边坡固定，再喷射客土，即土壤与有机基材、粘结剂、保水剂、肥料、酸碱调节剂和种子等按一定比例混合，经过机械充分搅拌均匀后，利用客土喷播机提供的动力喷射到坡面上形成植物生长的土壤层，种子发芽、生长成坪后，可以达到重建植被生态系统和生物护坡的目的。

然而，采用传统的喷混凝土技术和客土喷播技术存在以下问题：一是混凝土用量大，成本较高，且在喷射混凝土或者客土的时候，混凝土或者客土容易从斜坡上滚落，造成喷射的无效和浪费；二是为了避免混凝土或者客土容易从斜坡上滚落，往往要在边坡上铺设防护网，但是现有的防护网往往是整体结构，面积很大，铺设并不方便，费时费力；最后，废弃采石场边坡一般较陡较高，喷混凝土和客土喷播施工需要首先搭设脚手架，工人站在脚手架上手持喷头进行喷射施工作业，由于废弃采石场边坡整体稳定性较差，同时局部存在落石可能，导致喷射过程中的施工安全问题十分突出。

本方案中提出一种废弃采石场边坡高效生态修复装置，来解决现有技术中出现的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废弃采石场边坡高效生态修复装置，解决了现有技术中混凝土用量大且防护网面积大，导致铺设不方便、成本高的问题，同时增加了工人操作的安全性。

一种废弃采石场边坡高效生态修复装置，包括水平设置的定位板、底端与所述定位板铰接的转架、一端与所述转架侧部铰接的电推杆，所述电推杆的底端铰接在所述定位板上，所述转架的顶端设置有梯形架，所述梯形架的一端通过上转轴转动连接在所述转架上，所述上转轴的一端与电机一连接，所述梯形架的另一端设置有用于边坡加固的钻孔浇筑结构，所述钻孔浇筑结构通过角度调节结构与所述梯形架连接，所述钻孔浇筑结构与防护网结构可分离式的连接。

所述钻孔浇筑结构包括固定板、固定设置在所述固定板侧部的齿杆、与所述齿杆侧部啮合连接的驱动齿轮、与所述驱动齿轮同轴连接的驱动电机，所述驱动电机设置在滑动架上，与所述驱动齿轮同轴连接的动力轴竖直穿过所述滑动架，所述滑动架可往复滑动设置在所述齿杆上；

所述固定板上设置有若干排的通孔，所述齿杆平行设置在相邻的两排通孔之间；

所述滑动架上方通过旋转气缸连接立架，所述立架的两侧分别设置有钻孔组件和浇筑组件。

所述钻孔组件包括竖直穿过所述立架的伸缩气缸二和引导柱、连接在所述伸缩气缸二中伸缩端的升降板、垂直穿过所述升降板的钻杆、与所述钻杆连接的旋转电机、设置在所述钻杆底端的钻头，所述引导柱穿过所述升降板，所述钻头活动穿过所述通孔。

所述浇筑组件包括竖直穿过所述立架的伸缩气缸一、设置在所述伸缩气缸一中伸缩端的喷头、一端与所述喷头连接的喷管，所述喷管的另一端与料箱连接，所述料箱设置在所述角度调节结构上，所述喷头可活动的穿过所述通孔。

所述通孔与所述防护网结构可分离式连接；

所述防护网结构包括呈矩形阵列排列的若干固定筒、分别固定套设在所述固定筒上下端的上限位环和下限位环、与所述固定筒连接的绳网，所述绳网的节点位置设置有套环，所述套环滑动套设在所述固定筒的外侧，所述固定筒的上端滑动嵌入在所述通孔中。

所述角度调节结构包括与所述固定板外侧连接的支撑架、分别设置在所述支撑架两侧的吊绳一和吊绳三，所述吊绳一的一端与所述支撑架的一侧连接，且其另一端与所述梯形架的底端连接；

所述吊绳三的一端与所述支撑架的另一侧连接，且其另一端与驱动轴连接，所述驱动轴的一端与电机二连接，所述驱动轴水平穿过所述梯形架。

所述支撑架的顶端与吊绳二的一端连接，所述吊绳二的另一端与无人机连接。

所述固定板的外侧还设置有定位结构；所述定位结构包括分别平行于所述固定板四个外侧面设置的旋转轴一、旋转轴二、旋转轴三和旋转轴四，所述旋转轴一的一端通过锥齿轮一、锥齿轮二与所述旋转轴二的一端连接，所述旋转轴二的另一端通过锥齿轮三、锥齿轮四与所述旋转轴三的一端连接，所述旋转轴三的另一端通过锥齿轮五、锥齿轮六与所述旋转轴四的一端连接；

所述锥齿轮一与所述锥齿轮二啮合连接，所述锥齿轮三与所述锥齿轮四啮合连接，所述锥齿轮五与所述锥齿轮六啮合连接，所述旋转轴一的另一端设置有定位电机；

所述旋转轴一、所述旋转轴二、所述旋转轴三和所述旋转轴四的外侧均垂直设置有钉耙。

所述绳网具有两层。

本发明的积极效果在于如下几点：

（1）本方案中设置的防护网结构，具有如下的几点技术效果：

一是钻头伸入到固定筒内，并对固定筒下方的砂石钻孔操作，当钻孔完毕，向孔内注入混凝土砂浆，待凝固，便实现了固定筒在边坡上的固定；

二是固定筒的设置还有助于避免砂石、混凝土或者客土容易从斜坡上滚落的问题，实现了支撑或者隔挡的效果；

三是实现了混凝土的点式分布，避免了混凝土较大的使用量，有助于节省成本；

四是缩小了绳网的尺寸，将绳网模块化设置，增加了绳网安装的便捷性；此外，小尺寸的绳网，还有助于绳网与边坡面的紧密贴合，避免以往大面积绳网不能与边坡两个高点之间的区域紧密贴合的问题；

（2）本方案中设置的钻孔浇筑结构，具有如下的几点技术效果：

一是利用钻杆和钻头，将钻头伸入到固定筒内，并对固定筒内底端的砂石进行钻孔操作，有助于后续的混凝土砂浆浇筑工作；

二是利用浇筑组件，将混凝土砂浆注入钻孔中，实现了对固定筒的定位；

三是当需要将固定板从固定筒中取下时，在固定板上升的同时，可以用钻杆的底端按住固定筒顶端，钻杆缓慢下降，固定板缓慢上升，从而使得固定板从固定筒中分离开来，而不会影响到固定筒的固定位置；

（3）本方案中设置有角度调节结构，并与梯形架联动工作，共同实现如下的几点技术效果：

一是通过吊绳一和吊绳三的调节作用，具体来说，吊绳三实现收放过程，使得支撑架可以根据边坡的实际坡度进行调整；

二是在实际工作中，梯形架的底端压在支撑架的上端，不仅实现对钻孔浇筑结构的定位，还有助于将固定筒压入到钻孔中，有助于对固定筒嵌入在钻孔中，使得钻孔和浇筑过程更加稳固；

三是在吊绳一和吊绳三的左右下，方便了梯形架对支撑架的升降作用。

（4）本方案中的绳网设置两层，实现了对客土网住的作用，避免客土的滑落，且绳网位于客土中，充当了对客土上下内外加强连接的效果。

附图说明

图1为本发明实施例中生态修复装置的立体结构示意图。

图2为本发明实施例中生态修复装置的主视图。

图3为本发明实施例中角度调整结构的结构示意图。

图4为本发明实施例中支撑架与钻孔浇筑结构的连接结构示意图。

图5为本发明实施例中钻孔浇筑结构的结构示意图。

图6为本发明实施例中定位结构的结构示意图。

图7为本发明实施例中防护网结构的结构示意图。

其中，附图标记为：1、转架；2、上转轴；21、梯形架；22、侧杆；3、电机一；4、中转轴；5、下转轴；6、定位螺栓；7、定位板；8、电推杆；9、料箱；10、钻孔浇筑结构；101、齿杆；102、驱动齿轮；103、驱动电机；104、喷头；105、喷管；106、伸缩气缸一；107、立架；1071、旋转气缸；1072、滑动架；108、伸缩气缸二；109、引导柱；1091、升降板；1092、旋转电机；1093、钻杆；11、支撑架；110、钉耙；111、定位电机；112、旋转轴一；113、锥齿轮一；114、锥齿轮二；115、旋转轴二；116、锥齿轮三；117、锥齿轮四；118、旋转轴三；119、锥齿轮五；1191、锥齿轮六；1192、旋转轴四；1193、固定板；1194、通孔；12、吊绳一；13、吊绳二；14、电机二；15、驱动轴；16、吊绳三；17、防护网结构；171、固定筒；172、上限位环；173、绳网；174、下限位环；175、套环。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1-图7，一种废弃采石场边坡高效生态修复装置，包括水平设置的定位板7、底端与定位板7铰接的转架1、一端与转架1侧部铰接的电推杆8，电推杆8的底端铰接在定位板7上，转架1的顶端设置有梯形架21，梯形架21的一端通过上转轴2转动连接在转架1上，上转轴2的一端与电机一3连接，梯形架21的另一端设置有用于边坡加固的钻孔浇筑结构10，钻孔浇筑结构10通过角度调节结构与梯形架21连接，钻孔浇筑结构10与防护网结构17可分离式的连接。

具体来说，在转架1的侧部设置有中转轴4，中转轴4与电推杆8铰接，而转架1的底端通过下转轴5与定位板7铰接。

钻孔浇筑结构10包括固定板1193、固定贴合在固定板1193侧部的齿杆101、与齿杆101侧部啮合连接的驱动齿轮102、与驱动齿轮102同轴连接的驱动电机103，驱动电机103设置在滑动架1072上，与驱动齿轮102同轴连接的动力轴竖直穿过滑动架1072，滑动架1072可往复滑动设置在齿杆101上；

固定板1193上设置有若干排的通孔1194，齿杆101平行设置在相邻的两排通孔1194之间；

滑动架1072上方通过旋转气缸1071连接立架107，立架107的两侧分别设置有钻孔组件和浇筑组件。

在驱动电机103的作用下，驱动齿轮102沿着齿杆101转动，带动滑动架1072和立架107移动，在旋转气缸1071的作用下，可以使得滑动架1072和立架107转动180度。

钻孔组件包括竖直穿过立架107的伸缩气缸二108和引导柱109、连接在伸缩气缸二108中伸缩端的升降板1091、垂直穿过升降板1091的钻杆1093、与钻杆1093连接的旋转电机1092、设置在钻杆1093底端的钻头，引导柱109穿过升降板1091，钻头活动穿过通孔1194。

钻头为现有技术，其结构和形状为本领域技术人员熟知，为了简化设计，在附图中不再详细标注。

浇筑组件包括竖直穿过立架107的伸缩气缸一106、设置在伸缩气缸一106中伸缩端的喷头104、一端与喷头104连接的喷管105，喷管105的另一端与料箱9连接，料箱9设置在角度调节结构上，喷头104可活动的穿过通孔1194。

本方案中的料箱9开始设置有混凝土砂浆，以便实现喷浆的效果，当喷浆之后，隔一段时间，待混凝土凝固，清除料箱9中的混凝土砂浆，向内部注入客土，即土壤与有机基材、粘结剂、保水剂、肥料、酸碱调节剂和种子等按一定比例的混合物，随后再向边坡上喷射客土。

关于料箱是如何喷射混凝土砂浆或者客土的，现有技术中便可以实现，例如混凝土喷射机、砂浆喷射机等，料箱与其连接，均可以实现喷射的效果。

通孔1194与防护网结构17可分离式连接；

防护网结构17包括呈矩形阵列排列的若干固定筒171、分别固定套设在固定筒171上下端的上限位环172和下限位环174、与固定筒171连接的绳网173，绳网173的节点位置设置有套环175，套环175滑动套设在固定筒171的外侧，固定筒171的上端滑动嵌入在通孔1194中。

通孔1194的下底面与上限位环172的上端面接触，实现对固定板1193定位的作用效果。

角度调节结构包括与固定板1193外侧连接的支撑架11、分别设置在支撑架11两侧的吊绳一12和吊绳三16，吊绳一12的一端与支撑架11的一侧连接，且其另一端与梯形架21的底端连接；

更优地，在梯形架21的底端垂直设置有侧杆22，这样侧杆22就可以压在支撑架11的上端，对支撑架11进行定位；

吊绳三16的一端与支撑架11的另一侧连接，且其另一端与驱动轴15连接，驱动轴15的一端与电机二14连接，驱动轴15水平穿过梯形架21。

支撑架11的顶端与吊绳二13的一端连接，吊绳二13的另一端与无人机连接。本方案中设置有无人机的目的是，有助于保护吊绳一、吊绳二和吊绳三，且有助于保护本方案中的动力系统。

固定板1193的外侧还设置有定位结构；定位结构包括分别平行于固定板1193四个外侧面设置的旋转轴一112、旋转轴二115、旋转轴三118和旋转轴四1192，旋转轴一112的一端通过锥齿轮一113、锥齿轮二114与旋转轴二115的一端连接，旋转轴二115的另一端通过锥齿轮三116、锥齿轮四117与旋转轴三118的一端连接，旋转轴三118的另一端通过锥齿轮五119、锥齿轮六1191与旋转轴四1192的一端连接；

锥齿轮一113与锥齿轮二114啮合连接，锥齿轮三116与锥齿轮四117啮合连接，锥齿轮五119与锥齿轮六1191啮合连接，旋转轴一112的另一端设置有定位电机111；

旋转轴一112、旋转轴二115、旋转轴三118和旋转轴四1192的外侧均垂直设置有钉耙110，钉耙110卡在边坡上，加强定位。

绳网173具有两层。，可以最大程度上将客土网住，避免其从边坡上滑落。

本发明的具体工作过程：

在实际工作中，可以将定位板7通过定位螺栓6固定在车厢内，方便运输；利用电推杆8，将转架1转动一定的角度，并靠近边坡位置，同时电机一3，调节上转轴2和梯形架21的转动（梯形架21的转动动力也可以不采用电机一3，例如采用电推杆8，电推杆8的底端连接在转架1上，伸缩端连接在梯形架21上），使得梯形架21带动支撑架11靠近采石场的边坡位置；

在此之前，需要将防护网结构17连接在钻孔浇筑结构10上，具体来说，是将固定筒171的上端嵌入在固定板1193的通孔中，因此相邻通孔1194的间距需要与相邻固定筒171的间距匹配起来；

随后，利用角度调节结构，并与梯形架21联动工作，具体来说，电机二14和驱动轴15工作，使吊绳三16实现缓慢释放过程，使得支撑架11可以根据边坡的实际坡度进行调整，使得固定板1193的倾斜角度与相应位置的边坡坡度一致，并将固定筒171与边坡面接触；

在实际工作中，梯形架21的底端压在支撑架11的上端，不仅实现对钻孔浇筑结构10的定位，在钻孔的过程中，还有助于将固定筒171压入到钻孔中，有助于对固定筒171嵌入在钻孔中，使得钻孔和浇筑过程更加稳固；

随后定位结构工作，利用定位电机111，在若干锥齿轮的配合下，使得旋转轴一112、旋转轴二115、旋转轴三118和旋转轴四1192转动工作，并使得钉耙110仅仅咬住边坡面，有助于实现整个装置的稳固；

随后钻孔浇筑结构10工作，在齿杆101和驱动齿轮102的作用下，滑动架1072带动旋转气缸1071、立架107往复的运动，在旋转气缸1071的作用下，当齿杆101一侧钻孔完毕后，便可以对齿杆101的另一侧钻孔，与此同时，钻孔完毕的一侧进行混凝土的浇筑，提高了工作效率；

利用钻杆1093和钻头，将钻头伸入到固定筒171内，并对固定筒171内底端的砂石进行钻孔操作，有助于后续的混凝土砂浆浇筑工作；

利用浇筑组件，将混凝土砂浆注入钻孔中，实现了对固定筒171的定位；

当需要将固定板1193从固定筒171中取下时，在固定板1193上升的同时，可以用钻杆1093的底端按住固定筒171顶端，钻杆1093缓慢下降，固定板1193缓慢上升，从而使得固定板1193从固定筒171中分离开来，而不会影响到固定筒171的固定位置；

本方案中设置的防护网结构17，钻头伸入到固定筒171内，并对固定筒171下方的砂石钻孔操作，当钻孔完毕，向孔内注入混凝土砂浆，待凝固，便实现了固定筒171在边坡上的固定；混凝土的点式分布，避免了混凝土较大的使用量，有助于节省成本；

本方案中的绳网173设置两层，实现了对客土网住的作用，避免客土的滑落，且绳网173位于客土中，充当了对客土上下内外加强连接的效果。

最后，本方案中的动力系统，可以与PLC控制器连接，以便统筹协调工作。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种废弃采石场边坡高效生态修复装置，包括水平设置的定位板（7）、底端与所述定位板（7）铰接的转架（1）、一端与所述转架（1）侧部铰接的电推杆（8），所述电推杆（8）的底端铰接在所述定位板（7）上，其特征在于，所述转架（1）的顶端设置有梯形架（21），所述梯形架（21）的一端通过上转轴（2）转动连接在所述转架（1）上，所述上转轴（2）的一端与电机一（3）连接，所述梯形架（21）的另一端设置有用于边坡加固的钻孔浇筑结构（10），所述钻孔浇筑结构（10）通过角度调节结构与所述梯形架（21）连接，所述钻孔浇筑结构（10）与防护网结构（17）可分离式的连接。

2.根据权利要求1所述的废弃采石场边坡高效生态修复装置，其特征在于，所述钻孔浇筑结构（10）包括固定板（1193）、固定设置在所述固定板（1193）侧部的齿杆（101）、与所述齿杆（101）侧部啮合连接的驱动齿轮（102）、与所述驱动齿轮（102）同轴连接的驱动电机（103），所述驱动电机（103）设置在滑动架（1072）上，与所述驱动齿轮（102）同轴连接的动力轴竖直穿过所述滑动架（1072），所述滑动架（1072）可往复滑动设置在所述齿杆（101）上；

所述固定板（1193）上设置有若干排的通孔（1194），所述齿杆（101）平行设置在相邻的两排通孔（1194）之间；

所述滑动架（1072）上方通过旋转气缸（1071）连接立架（107），所述立架（107）的两侧分别设置有钻孔组件和浇筑组件。

3.根据权利要求2所述的废弃采石场边坡高效生态修复装置，其特征在于，所述钻孔组件包括竖直穿过所述立架（107）的伸缩气缸二（108）和引导柱（109）、连接在所述伸缩气缸二（108）中伸缩端的升降板（1091）、垂直穿过所述升降板（1091）的钻杆（1093）、与所述钻杆（1093）连接的旋转电机（1092）、设置在所述钻杆（1093）底端的钻头，所述引导柱（109）穿过所述升降板（1091），所述钻头活动穿过所述通孔（1194）。

4.根据权利要求3所述的废弃采石场边坡高效生态修复装置，其特征在于，所述浇筑组件包括竖直穿过所述立架（107）的伸缩气缸一（106）、设置在所述伸缩气缸一（106）中伸缩端的喷头（104）、一端与所述喷头（104）连接的喷管（105），所述喷管（105）的另一端与料箱（9）连接，所述料箱（9）设置在所述角度调节结构上，所述喷头（104）可活动的穿过所述通孔（1194）。

5.根据权利要求2-4任一项所述的废弃采石场边坡高效生态修复装置，其特征在于，所述通孔（1194）与所述防护网结构（17）可分离式连接；

所述防护网结构（17）包括呈矩形阵列排列的若干固定筒（171）、分别固定套设在所述固定筒（171）上下端的上限位环（172）和下限位环（174）、与所述固定筒（171）连接的绳网（173），所述绳网（173）的节点位置设置有套环（175），所述套环（175）滑动套设在所述固定筒（171）的外侧，所述固定筒（171）的上端滑动嵌入在所述通孔（1194）中。

6.根据权利要求4所述的废弃采石场边坡高效生态修复装置，其特征在于，所述角度调节结构包括与所述固定板（1193）外侧连接的支撑架（11）、分别设置在所述支撑架（11）两侧的吊绳一（12）和吊绳三（16），所述吊绳一（12）的一端与所述支撑架（11）的一侧连接，且其另一端与所述梯形架（21）的底端连接；

所述吊绳三（16）的一端与所述支撑架（11）的另一侧连接，且其另一端与驱动轴（15）连接，所述驱动轴（15）的一端与电机二（14）连接，所述驱动轴（15）水平穿过所述梯形架（21）。

7.根据权利要求6所述的废弃采石场边坡高效生态修复装置，其特征在于，所述支撑架（11）的顶端与吊绳二（13）的一端连接，所述吊绳二（13）的另一端与无人机连接。

8.根据权利要求5所述的废弃采石场边坡高效生态修复装置，其特征在于，所述固定板（1193）的外侧还设置有定位结构；所述定位结构包括分别平行于所述固定板（1193）四个外侧面设置的旋转轴一（112）、旋转轴二（115）、旋转轴三（118）和旋转轴四（1192），所述旋转轴一（112）的一端通过锥齿轮一（113）、锥齿轮二（114）与所述旋转轴二（115）的一端连接，所述旋转轴二（115）的另一端通过锥齿轮三（116）、锥齿轮四（117）与所述旋转轴三（118）的一端连接，所述旋转轴三（118）的另一端通过锥齿轮五（119）、锥齿轮六（1191）与所述旋转轴四（1192）的一端连接；

所述锥齿轮一（113）与所述锥齿轮二（114）啮合连接，所述锥齿轮三（116）与所述锥齿轮四（117）啮合连接，所述锥齿轮五（119）与所述锥齿轮六（1191）啮合连接，所述旋转轴一（112）的另一端设置有定位电机（111）；

所述旋转轴一（112）、所述旋转轴二（115）、所述旋转轴三（118）和所述旋转轴四（1192）的外侧均垂直设置有钉耙（110）。

9.根据权利要求5所述的废弃采石场边坡高效生态修复装置，其特征在于，所述绳网（173）具有两层。

Images