CN116299759A - 一种堆体水利无损探膜机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种堆体水利无损探膜机，涉及堆体探测技术领域。该探膜机包括控制机构、执行机构和钻探组件，控制机构包括钻机组件和泵水组件，钻机组件包括机架、钻机和滑轨；执行机构包括电接点压力表、进给动力头和阀门组件，钻探组件包括钻杆和探膜钻头，钻杆的一端与泵水机构的出水端通过水管连通，钻杆的一端与进给动力头连接，探膜钻头设置于钻杆的另一端，通过泥浆泵将高压水流通过水管流经钻杆最后经探膜钻头高压喷射进行扩孔，钻杆自动跟进。当探膜钻头触及防水膜后，探膜钻头上的水流通道被堵住，导致水管内的水压升高，此压力信号通过电接点压力表传递给钻机，钻机控制钻杆自动停止跟进，精准确定地下防水膜的位置。

Description

一种堆体水利无损探膜机

技术领域

本发明涉及堆体探测技术领域，具体而言，涉及一种堆体水利无损探膜机。

背景技术

矿石在开采、分拣的过程中会产生的大量的废渣，处理这些废渣的垃圾库为尾矿库，尾矿库为了防止污染水向地下深处渗透，需要在底部铺设安装地下防水膜。为了将尾矿库中的水分排出，提高坝体强度，通常采用竖井排渗的方式排出水分，但是由于无法确定地下埋放的防水膜的位置，在进行竖井作业的时候存在打漏地下防水膜的风险。尾矿库内的水大多具有污染性，如果不慎打漏地下防水膜，则会对该部分的地质环境造成非常大的污染。

目前市面上还没有能够精准探测地下防水膜深度的设备，传统的物探方法，像重力勘探、磁法勘探、电法勘探、放射性勘探以及超声波探测等方式受环境的影响特别大，使用成本高，并且对防水膜这种非金属材料的探测精度不能满足使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种堆体水利无损探膜机，其能够针对于现有技术的不足，提出解决方案：通过泥浆泵将高压水流通过水管流经钻杆最后经探膜钻头高压喷射进行扩孔，钻杆在钻机的控制下自动跟进。当钻杆上的探膜钻头触及防水膜后，探膜钻头上的水流通道被堵住，导致水管内的水压升高，压力信号通过电接点压力表传递给钻机，钻机控制进给动力头自动停止跟进，从而精准确定地下防水膜的位置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种堆体水利无损探膜机，其包括控制机构、执行机构和钻探组件，上述控制机构包括钻机组件和泵水机构，上述钻机组件包括机架、钻机和滑轨，上述钻机设置于上述机架上，上述滑轨设置于上述机架的一端，上述泵水机构包括水管和泥浆泵，上述泥浆泵设置于上述机架上，上述水管与上述泥浆泵连接；上述执行机构包括电接点压力表、进给动力头和阀门组件，上述进给动力头滑动设置于上述滑轨上，上述电接点压力表设置于上述水管的中部，上述阀门组件设置于上述滑轨上，上述阀门组件与上述电接点压力表电性连接，上述进给动力头与上述钻机通过上述阀门组件连接；上述钻探组件包括钻杆和探膜钻头，上述钻杆的一端与上述泥浆泵的出水端通过上述水管连通，上述钻杆的一端与上述进给动力头连接，上述探膜钻头设置于上述钻杆的另一端，上述探膜钻头包括探杆、阀体和回位弹性件，上述探杆与上述回位弹性件均设置于上述阀体的内部，上述探杆的一端与上述回位弹性件的一端连接，上述探杆的另一端为自由端，上述探杆的中间段开设有过水孔，上述阀体远离上述钻杆的一端开设有多个出水孔。

进一步地，在本发明中，上述机架远离上述钻机的一面还设置有行走机构，上述行走机构为履带驱动机构。

进一步地，在本发明中，上述阀门组件包括进给动力头升降油缸和升降控制阀，上述进给动力头升降油缸的一端与上述进给动力头连接，上述进给动力头升降油缸的另一端与上述升降控制阀通过油管连通，上述升降控制阀与上述钻机连接。

进一步地，在本发明中，上述进给动力头升降油缸与上述升降控制阀之间还设置有平衡阀。

进一步地，在本发明中，上述平衡阀与上述升降控制阀之间还设置有电磁换向阀。

进一步地，在本发明中，上述泵水机构还包括水箱，上述泥浆泵的进水端与上述水箱连通。

进一步地，在本发明中，上述机架上还设置有电瓶，上述电接点压力表和上述电磁换向阀均与上述电瓶电性连接。

相对于现有技术，本发明至少具有如下优点或有益效果：

目前市面上还没有能够精准探测到地下防水膜深度的设备，传统的物探方法，像重力勘探，磁法勘探，电法勘探，放射性勘探、超声波探测等方式受环境的影响特别大，使用成本高，并且对防水膜这种非金属材料的探测精度不能满足使用要求。本堆体水利无损探膜机，通过使用探膜钻头，根据水压变化来检测防水膜的方法来对防水膜进行探测，受环境影响小、探测精度高，探测成本低。能降低竖井施工过程中防水膜钻漏的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

本说明书所绘示的结构、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得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种堆体水利无损探膜机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种堆体水利无损探膜机的阀门组件的连接示意图；

图3为本发明实施例提供的一种堆体水利无损探膜机的探膜钻头的结构示意图。

图标：1-机架；2-钻机；3-滑轨；4-水管；5-泥浆泵；6-电接点压力表；7-进给动力头；8-钻杆；9-探膜钻头；91-探杆；92-阀体；93-回位弹性件；94-过水孔；95-出水孔；96-阀盖；97-套筒；10-行走机构；11-进给动力头升降油缸；12-升降控制阀；13-平衡阀；14-电磁换向阀；15-电瓶；16-水箱；17-尾矿砂；18-防水膜；19-尾矿库底。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例

请参照图1-图3，图1为本发明实施例提供的一种堆体水利无损探膜机的结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种堆体水利无损探膜机的阀门组件的连接示意图；图3为本发明实施例提供的一种堆体水利无损探膜机的探膜钻头的结构示意图。

本实施例提供一种堆体水利无损探膜机，其可以包括控制机构、执行机构和钻探组件，控制机构可以包括钻机组件和泵水机构，钻机组件可以包括机架1、钻机2和滑轨3，钻机2设置于机架1上，滑轨3设置于机架1的一端；泵水机构可以包括水管4和泥浆泵5，泥浆泵5设置于机架1上。

执行机构可以包括电接点压力表6、进给动力头7和阀门组件，进给动力头7滑动设置于滑轨3上，电接点压力表6设置于水管4的中部，阀门组件设置于滑轨3上，阀门组件与电接点压力表6电性连接，进给动力头7与钻机2通过阀门组件连接。

钻探组件可以包括钻杆8和探膜钻头9，钻杆8的一端与泥浆泵5的出水端通过水管4连通，钻杆8的一端与进给动力头7连接，探膜钻头9设置于钻杆8的另一端，探膜钻头9可以包括探杆91、阀体92和回位弹性件93，探杆91与回位弹性件93均设置于阀体92的内部，探杆91的一端与回位弹性件93的一端连接，探杆91的另一端为自由端，探杆91的中间段开设有过水孔94，阀体92远离钻杆8的一端开设有多个出水孔95。

需要说明的是，当需要进行探膜作业时，启动钻机2，以控制阀门组件。启动钻机2的同时启动泥浆泵5，泥浆泵5泵出的水通过水管4输送给钻杆8，将水以一定的压力打进探膜钻头9，并通过探膜钻头9上的出水孔95冲击尾矿砂17，使探膜钻头9的探杆91能够正常下降。

进给动力头7在阀门组件的控制下在滑轨3上向地面移动，安装于钻杆8上的探膜钻头9从而在钻杆8的带动下自动跟进，向地下钻探。当探杆91在移动的过程中未探测到防水膜18时，水流可以从过水孔94正常流通，再从出水孔95以一定的压力喷出。当探膜钻头9触及到防水膜18后，探杆91遇到阻力，挤压回位弹性件93，探杆91上的过水孔94从而被阀体92堵住，阀体92内的水压增加，从而导致水管4内的水压同步升高，当水压达到设定值时，此压力值被电接点压力表6检测到，将信号传输给钻机2，钻机2控制阀门机构使进给动力头7停止向下移动，从而精准确定地下防水膜18的位置。

本实施例中，探膜钻头9与钻杆8采用螺纹连接，方便拆卸。

本实施例中，阀体92的两端分别还安装有阀盖96和安装回位弹性件93的套筒97，套筒97安装于阀体92上与钻杆8连接的一端，出水孔95分布于阀盖96上。阀盖96和套筒97均与阀体92可拆卸连接，需要维修或者更换零部件时方便拆卸和更换。

本实施例中，机架1远离钻机2的一面还设置有行走机构10，行走机构10为履带驱动机构。

可以理解的是，行走机构10方便探膜机的移动。探膜机的工作环境常常在凹凸不平的野外地面上行走，泥土松软或泥泞。履带驱动机构其具有：支承面积大，接地比压小，下陷度小，滚动阻力小；越野机动性好，可以在凸凹不平的地面上行走，可以跨越障碍物，能爬梯度不大的台阶，爬坡、越沟等性能优越；履带支承面上有履齿，因此不易打滑，牵引附着性能好，有利于发挥较大的牵引力等优点，因此履带驱动机构能够很好的适应探膜机的工作环境。

本实施例中，阀门组件包括进给动力头升降油缸11和升降控制阀12，进给动力头升降油缸11的一端与进给动力头7连接，进给动力头升降油缸11的另一端与升降控制阀12通过油管连通，升降控制阀12与钻机2连接。

需要说明的是，钻机2启动后，进给动力头升降油缸11在升降控制阀12的控制下，使进给动力头7在滑轨3上运动。

液压驱动方式因其具有：液压传动的各种元件、可根据需要方便、灵活地来布置；重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快；操纵控制方便，可实现大范围的无级调速；可自动实现过载保护；一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长；很容易实现直线运动；容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控等优点，因此本实施例中钻机2的驱动方式采用液压驱动，以更好的适应探膜机的工作环境。

本实施例中，进给动力头升降油缸11与升降控制阀12之间还设置有平衡阀13。

需要说明的是，平衡阀13可以避免由于载荷过大导致进给动力头升降油缸11失去控制，防止探膜钻头9继续下降将防水膜18穿透，从而使水流入尾矿库底19。

本实施例中，平衡阀13与升降控制阀12之间还设置有电磁换向阀14。

需要说明的是，电磁换向阀14用于控制液压系统中液流的方向和通断。

本实施例中，泵水机构还可以包括水箱16，泥浆泵5的进水端与水箱16通过水管4连通。

需要说明的是，水箱16为外置，水箱16可随探膜机的移动而移动。通过外设水箱16给此装置供水，可减少此探膜机的占地面积，简化结构。

本实施例中，机架1上还设置有电瓶15，电接点压力表6和电磁换向阀14均与电瓶15电性连接。

需要说明的是，电瓶15负责给电接点压力表6和电磁换向阀14提供电量。

综上所述，本发明的实施例提供一种堆体水利无损探膜机，通过泥浆泵5将高压水流通过水管4打进钻杆8，最后经探膜钻头9高压喷射进行扩孔，钻杆8在钻机2的控制下自动跟进。当钻杆8上的探膜钻头9触及防水膜18后，探膜钻头9上的水流通道被堵住，导致水管4内的水压升高，压力信号通过电接点压力表6传递给钻机2，钻机2控制进给动力头7自动停止跟进，从而精准确定地下防水膜18的位置，降低竖井施工过程中防水膜18被钻漏的风险。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种堆体水利无损探膜机，其特征在于，包括：

控制机构，所述控制机构包括钻机(2)组件和泵水机构，所述钻机(2)组件包括机架(1)、钻机(2)和滑轨(3)，所述钻机(2)设置于所述机架(1)上，所述滑轨(3)设置于所述机架(1)的一端，所述泵水机构包括水管(4)和泥浆泵(5)，所述泥浆泵(5)设置于所述机架(1)上，所述水管(4)与所述泥浆泵(5)连接；

执行机构，所述执行机构包括电接点压力表(6)、进给动力头(7)和阀门组件，所述进给动力头(7)滑动设置于所述滑轨(3)上，所述电接点压力表(6)设置于所述水管(4)的中部，所述阀门组件设置于所述滑轨(3)上，所述阀门组件与所述电接点压力表(6)电性连接，所述进给动力头(7)与所述钻机(2)通过所述阀门组件连接；

钻探组件，所述钻探组件包括钻杆(8)和探膜钻头(9)，所述钻杆(8)的一端与所述泥浆泵(5)的出水端通过所述水管(4)连通，所述钻杆(8)的一端与所述进给动力头(7)连接，所述探膜钻头(9)设置于所述钻杆(8)的另一端，所述探膜钻头(9)包括探杆(91)、阀体(92)和回位弹性件(93)，所述探杆(91)与所述回位弹性件(93)均设置于所述阀体(92)的内部，所述探杆(91)的一端与所述回位弹性件(93)的一端连接，所述探杆(91)的另一端为自由端，所述探杆(91)的中间段开设有过水孔(94)，所述阀体(92)远离所述钻杆(8)的一端开设有多个出水孔(95)。

2.根据权利要求1所述的一种堆体水利无损探膜机，其特征在于，所述机架(1)远离所述钻机(2)的一面还设置有行走机构(10)，所述行走机构(10)为履带驱动机构。

3.根据权利要求1所述的一种堆体水利无损探膜机，其特征在于，所述阀门组件包括进给动力头升降油缸(11)和升降控制阀(12)，所述进给动力头升降油缸(11)的一端与所述进给动力头(7)连接，所述进给动力头升降油缸(11)的另一端与所述升降控制阀(12)连通，所述升降控制阀(12)与所述钻机(2)连接。

4.根据权利要求3所述的一种堆体水利无损探膜机，其特征在于，所述进给动力头升降油缸(11)与所述升降控制阀(12)之间还设置有平衡阀(13)。

5.根据权利要求4所述的一种堆体水利无损探膜机，其特征在于，所述平衡阀(13)与所述升降控制阀(12)之间还设置有电磁换向阀(14)。

6.根据权利要求1所述的一种堆体水利无损探膜机，其特征在于，所述泵水机构还包括水箱(16)，所述泥浆泵(5)的进水端与所述水箱(16)连通。

7.根据权利要求5所述的一种堆体水利无损探膜机，其特征在于，所述机架(1)上还设置有电瓶(15)，所述电接点压力表(6)和所述电磁换向阀(14)均与所述电瓶(15)电性连接。

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