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本发明公开了一种微倾斜基坑围护结构的安全系数解算方法，其特征在于当竖井维护结构产生了一个小角度的反向转动时，可以作为类似带阳角（反向转动）基坑边坡进行处理，即可将反向转动的竖井维护结构类比于相同条件下阳角基坑边坡计算其安全系数。主要包括初始应力场的建立、维护结构嵌入土钉和锚固、安全系数求解。本发明可使用上述等效理论，考虑地质、结构和支护等条件，使用FLAC3D进行建模，解算维护结构的一面产生了微小阳角面的安全系数。可广泛用于竖井施工过程中，产生变形的围护结构的安全分析。
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一种矿山地区地震监测仪，包括回转底座、半球平台、左右旋架、上下旋架和检测装置；左右旋架和上下旋架安装于回转底座上方；半球平台水平置于左右旋架内，上下旋架套在左右旋架外，且半球平台、上下旋架、左右旋架的圆心重合，半球平台与左右旋架固定连接，上下旋架与左右旋架连接，左右旋架连接到回转底座，左右旋架上端插有第三铰接杆；检测装置安装在半球平台上，检测装置包括次声波共振装置、球面地磁场扰动感应装置、电源和变压器；本发明结构简单，使用方便，能避免由于大型机械工作或者矿上放炮等因素引起的次声波扰动，排除干扰因素，使地震检测更加准确，可以在检测到地震的同时多向调节检测仪一遍更加全面的检测和验证地质灾害的存在。
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一种露天煤矿端帮陡边坡的形态优化方法，属于露天开采领域。该方法定性分析露天煤矿端帮边坡稳定性影响因素及潜在滑坡模式。分析端帮边坡的重要程度、服务时间、边坡岩土体物理力学指标，确定压帮前后的陡边坡安全储备系数。选取典型的工程地质剖面，在端帮边坡角度现状基础上进行加陡，分析边坡稳定性与边坡角度的定量关系，确定陡边坡最佳开采角度；根据确定角度，调整边坡下部运输平盘的宽度提出不同的陡边坡开采形态，兼顾经济性与安全性，得到陡边坡的最优开采形态；计算陡边坡在不同压帮高度下的稳定性，得到边坡稳定性与压帮高度之间的定量关系，进而确定出压帮高度。用该方法优化，能够充分回收煤炭资源、降低生产剥采比、提高经济效益。
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一种强冲击地压巷道支护方法是在冲击地压巷道中采用锚网、U型棚、吸能防冲支架三级联合支护的方式，包括以下步骤：⑴在冲击地压矿井巷道掘进100cm后，用金属网铺设顶板及巷道帮部，安装并固定吸能防冲锚杆；⑵在巷道顶板打出锚索安装孔并把锚索安装在其中；⑶放置U型棚并锁固U型棚搭接位置；⑷随矿井巷道掘进，循环完成步骤1、2、3，当巷道掘进600～800cm时开始安装吸能防冲支架，随矿井巷道掘进，循环完成步骤1、2、3、4；在掘进的同时根据巷道地质条件采用防冲支架进行加固支撑，保证巷道稳定与安全。该方法对保障煤矿安全高效开采、节约生产成本、提高经济效益、维护社会稳定等方面具有重要的现实意义和重大的社会效益，具有广泛的应用前景。
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本发明公开了一种随机森林与灰狼优化的煤体瓦斯含量预测方法，该算法包含两个阶段，分别为随机森立预测模型的构建和灰狼优化算法的使用，目的使用灰狼优化算法来对随机森林预测模型相关参数进行最优值的选择确定，从而增强媒体瓦斯含量预测模型的识别和预测效果。其中瓦斯基础数据经过缺失值填充及特征选取两个步骤进行初始化。不同地域的煤体地质特征不同，特征选取可以对不同地域的矿井煤体数据进行针对性选取，从而增强瓦斯含量预测的精准度，因此该方法适用于不同地域的矿井。该方法可以实现瓦斯含量的有效预测，提高了工作效率，同时可以指导煤炭开采过程中瓦斯灾害预防措施的实施，对于瓦斯灾害事故的防治与煤炭的精准开采具有重要意义。
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本发明涉及基坑支护技术领域，提供一种基坑降水条件下土钉墙中土钉几何尺寸的确定方法，首先对基坑进行岩土工程勘察，确定基坑土体的基本物理力学指标，根据基坑工程地质条件和总体设计布局，初选土钉布置方式；然后，进行土体的非饱和性质试验，确定出降水条件下的非饱和土主动土压力分布方程；最后，依据非饱和土主动土压力分布方程计算作用于土钉的土压力，进行土钉墙中土钉抗拉断、抗拔稳定性计算，确定土钉几何尺寸。本发明基于基坑降水的实际工况和非饱和土主动土压力分布方程进行土钉墙中土钉几何尺寸设计，考虑了土体实际状态及土钉实际受力特征，设计结果可靠，能够满足支护结构安全稳定的要求。
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本发明公开了一种消减负摩阻力的上直杆下扩底结构灌注桩及其施工方法，包括混凝土灌注桩、位于混凝土灌注桩中的预应力钢筋、位于混凝土灌注桩外的桩体外部套管、以及设置于混凝土灌注桩上端的承台；所述混凝土灌注桩由上部的直杆段与下部的扩底段直接相连，预应力钢筋与混凝土灌注桩同轴线设置，形成上直杆下扩底结构灌注桩；混凝土灌注桩的直杆部分外壁上套有所述桩体外部套管；所述桩体外部套管包括内层套管和外层套管，所述预应力钢筋预留超出混凝土灌注桩的桩顶部分的接头与所述承台相连接。本发明在软土、湿陷性黄土、吹填土等高压缩性土层地质条件下都有较好的消减负摩阻力的效果。
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一种底抽巷一巷三用煤与瓦斯共采的方法，步骤为：根据近距离煤层群地质赋存条件，在本煤层工作面回风巷向上、下邻近煤层施工顶、底板钻孔，探测上、下邻近煤层与本煤层间距，取煤样并测试分析各煤岩层物理力学参数；确定底抽巷在下邻近煤层中的施工位置；当需要预抽下邻近煤层瓦斯时，根据下邻近煤层的煤层厚度和倾角，在底抽巷内施工顺层钻孔，封孔并接入高负压抽采系统；当需要截抽高位裂隙带内瓦斯时，根据上覆煤岩体物理力学参数，在底抽巷内施工高位钻孔，终孔位置落在本煤层的裂隙带内，封孔并接入高负压抽采系统；当需要抽采现采空区瓦斯时，在底抽巷内向本煤层工作面回风巷施工联络巷，砌筑密闭墙，插抽采管路并接入高负压抽采系统。
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本发明公开了一种无损瓦斯的煤样取样装置及方法，包括密封球阀、齿轮、齿条、齿条限位器和密封推动开关，密封球阀为两组，呈前、后分布在钻杆内壁的前端部，两个密封球阀形成煤样取样区域；各密封球阀的两个端部均安装有齿轮，位于同侧的齿轮之间通过齿条相连接，齿条的前端部均连接有密封推动开关，密封推动开关与位于前部的密封球阀之间设置有齿条限位器。本发明通过对钻杆内壁前端部的改进，增加了用于两个密封球阀，形成煤样取样区域，工艺简单、操作方便，煤样取样完全密封，解决了由于瓦斯煤样失真所带来的开采事故的发生，对地质勘探、石油开采取样等领域，具有良好的推广前景。
本发明提供一种复杂煤层条件下露天矿开采境界与开采程序协同优化方法，优化方法包括：构建开采境界模型和外排土场境界模型；构建三维地质模型；确定开采程序方案；确定生产剥采比，编制露天矿剥、采工程进度计划，确定各年度采剥工程位置及工程量；规划采场内各工程位置、各类剥离物的流向流量，优化内、外排土场利用方案；优化剥离、采煤各开采工艺服务范围及工艺系统布置方案；确定最优的开采程序。本发明的优化方法能够较好地将开采境界与开采程序进行同步协同优化，不仅可操作性较强，而且能够显著降低露天矿的剥离开采成本，同时也能够保证剥离物排弃与排土场规划的协调性。
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本发明公开了一种井下防爆车无人加油系统，包括控制中心系统、监测系统、供油系统、加油机器车以及定位导航系统。加油机器车通过液压泵从供油系统油罐中补满油液后，加油机器车根据规划路径，配合搭载摄像头进行视觉识别避障，前往加油工作点。加油工作结束后，控制加油机械车返回至加油站补充油量休息，或继续执行系统下发的新任务。该井下防爆车无人加油系统通过联动配合智能化控制，能够精准完成加油工作，运行流畅快捷，降低工作人员的工作量，大大提高工作的效率，速度快、成本低、劳动强度低、可靠性高，解决现在复杂地质条件煤矿环境下效率低、劳动强度大、可靠性差等诸多问题，大大改善了现场的工作条件，满足智能化工作方式的需求。
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本发明提供一种基于BRep模型的多面域地层有限元网格生成方法，涉及三维地质建模技术领域。主要研究内容包括：对建模区域的钻孔数据进行处理，以Delaunay三角剖分为基础，生成露天矿采场面，结合距离幂次反比法对地层界面以及断层界面等进行插值生成；根据建模所需范围建立模型范围网格；对地层界面与断层界面之间进行处理，建立地层界面与断层界面之间的BRep模型；然后，建立模型范围网格与地层界面以及断层界面之间的BRep模型，即为多面域地层的BRep模型；对多面域地层空间进行不规则四面体剖分，实现基于BRep模型的多面域地层空间有限元网格生成。结果表明，该方法能精确地生成多面域地层空间的有限元网格，有效提高工作效率。
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本发明公开了一种铁路沿线下伏煤矿采空区注浆处治方法，通过钻孔布置、钻孔施工方法、注浆方式、注浆参数、注浆孔止浆、注浆施工顺序以及注浆质量检测的合理设计，通过采空区注浆工程，减少深部地层采空对浅部地基土强度产生的影响，减少不均匀沉降量，提高地基岩土体整体性能。通过治理消除或最大限度的减少采空区地质灾害隐患，确保铁路安全运行和社会和谐稳定。
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本发明属于煤矿充填开采岩层控制领域，具体涉及一种基于板壳理论的充填开采覆岩断裂带高度确定方法，该方法首先判断坚硬岩层的位置，其次获得坚硬岩层的临界载荷与极限位移，再获得坚硬岩层下方自由空间高度和坚硬岩层上覆载荷，通过比较临界载荷与坚硬岩层上覆载荷、极限位移与坚硬岩层下方自由空间高度，判断断裂带是否发育；该方法中涉及的各项基础参数，均可以在工作面开采设计完成之后，根据地质资料、实验室试验等方法获得，本发明能够为充填开采过程中采取覆岩破坏的防治措施提供理论和数据依据，降低充填开采工作面覆岩破坏引发的灾害，本发明对充填开采覆岩活动规律的分析具有广泛的实用性。
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本发明公开了一种流‑固耦合模型试验相似材料，由细沙、滑石粉、石膏、液体石蜡和水按照规定的配比均匀混合搅拌而成。本发明还公开了一种流‑固耦合模型试验相似材料的制作方法，步骤为：根据材料配比计算并称量细沙、滑石粉、石膏、液体石蜡和水的质量；先将沙、滑石粉和石膏混合均匀，然后加入称量好的液体石蜡和水充分搅拌至均匀；将搅拌均匀的相似材料装入模具中并夯实；夯实后放入恒温箱中进行养护，取出试件放置在干燥环境下干燥。本发明的流‑固耦合模型试验相似材料制作工艺简单、廉价易获得且无毒副作用，相似材料的力学性、水理性参数变化范围广泛，可应用于采矿、水利、地质及岩土工程等多种工程领域的流‑固耦合模型试验。
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一种定量分析粉煤灰地聚物反应程度的方法。包括以下步骤：准备原材料水泥，粉煤灰，纯96％以上的NaOH，水玻璃。应用ICP‑OES技术分别检测原材料Si元素含量。按照粉煤灰地质聚合物的配合比得出原材料内的Si元素总量，用HCl稀释，研磨、过筛子并溶解；震荡，过滤，将残渣调PH值显中性，烘干称重；再用HCl溶解，对地聚物的残渣称重。用ICP‑OES检测残渣活性Si元素含量，可得出残渣的Si元素总含量，计算该地聚物的反应程度。本发明方法在实际应用中可以做到快速简洁且准确地计算出地聚物的实际反应程度，对其后续的施工以及本身的耐久性提供了一个强有力的支撑。
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本发明提供了一种基于露天矿分区开采工艺的开采方案优化方法，优化方法包括如下步骤：步骤S1，对矿床地质模型、采场排土场现状模型及资源开采条件进行分析；步骤S2，确定边坡的形态及参数；步骤S3，对排土场边坡形态及参数进行优化；步骤S4，圈定开采境界、划分采区及确定开采顺序方案；步骤S5，确定当前采区及其相邻采区间端帮的采排方案；步骤S6，确定剥采程序、采区间过渡接续方案及采场，制定排土场建设发展规划；步骤S7，编制采排工程进度计划及实施方案。本发明技术先进、经济合理、安全可靠，能够达到缩短运距、降低剥采比、产能可靠接续的目的。
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本发明提供一种煤矿底抽巷快速掘进方法，涉及煤巷掘进技术领域。该方法确定巷道支护设计方案，包括底抽巷支护参数设计和底抽巷支护设计校核；底抽巷支护参数设计中，采用“锚网+锚索”组合支护方式，包括巷道顶板支护参数设计和巷道两帮支护参数设计；采用割矸+架棚+锚索永久支护+滞后锚杆补强支护的底抽巷快速掘进工艺；快速掘进工艺的施工工序为：割矸→架棚+锚索永久支护→施工风筒侧顶角锚杆和帮角锚杆；平行作业：在二运后锚杆补强支护→回棚。本发明很好地利用底抽巷顶板的地质条件，充分利用掘进工作面的设备、时间和空间，将掘进各个工序最大限度地实现平行作业，缩短循环时间，增加日循环次数，极大地提高底抽巷的掘进效率。
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本发明公开了一种软岩边坡稳定性有限元分析及监测、支护方法，包括以下步骤；步骤一；归纳出岩质边坡破坏类型,边坡稳定性影响因素和边坡加固支护措施，建立不同影响因素作用下工程地质模拟分析的力学模型，分析控制软岩边坡稳定性的主导因素及其潜在模式；步骤二；边坡稳定性有限元分析法，把实际的结构物或连续体用一种由多个彼此相联系的单元体所组成的近似等价物理模型来代替，通过结构及连续体力学的基本原理及单元的物理特性建立起来表征力和位移关系的方程组，该种软岩边坡稳定性有限元分析及监测、支护方法，运用有限元法分析其稳定性，对可能进一步发生危险之处进行支护和治理，对解决边坡稳定性问题有一定的指导意义。
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本发明一种充填开采导水断裂带高度预测方法，属于矿井生产安全技术领域，本发明采用岩石力学理论方法对顶板破坏带的高度进行理论分析和计算，将顶板破坏的传统经验预计提升到了理论预计。充分的考虑不同矿井的地质概况和充填技术特点，使得顶板导水断裂带的计算过程更为精确具体，弥补了现有充填开采导水断裂带理论计算方法的一个空白，为矿井安全生产提供更大支持和保证。
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一种急倾斜煤层采空区之间用于防火的隔离煤柱留设方法，所属矿井工作面采空区的防火领域，隔离煤柱留设方法为：1、确定留设煤柱参数步骤；2、水平隔离煤柱的留设；3、区间隔离煤柱的留设。本发明方法对于部分地质条件特殊、通风系统复杂的高瓦斯采区，遵循采空区之间裂隙不连通的原则，设计出能够彻底隔离采空区的合理煤柱尺寸，防止有毒有害可燃气体威胁工作面的生产安全，避免生产事故的发生，保证该矿井的安全高效生产，且本发明可以做到简单易实施，具有无需后续操作的优点。
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本发明涉及挡土墙支挡技术领域，提供一种狭小空间下锚杆复合L型悬臂式挡墙规格的确定方法，首先勘察边坡且调查近边坡范围内居民建筑物，获取工程地质条件与周围建筑概况；结合规范选取L型悬臂式挡墙基本尺寸；然后对L型悬臂式挡墙进行抗滑移稳定性验算和抗倾覆稳定性验算；接着计算锚杆复合L型悬臂式挡墙所需锚杆的抗滑移锚固力与抗倾覆锚固力，进一步计算锚杆所需的总锚固力与打入倾角；再对锚杆复合L型悬臂式挡墙进行角度与总锚固力合理性判别；最后确定出锚杆复合L型悬臂式挡墙的规格。本发明原理简单、操作简便、设计结果可靠，通过占用较小空间起到保证边坡与临近设施安全的作用，还降低施工复杂性及工程造价。
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本发明公开了一种基于煤岩电荷信号的冲击地压监测预警系统，用于对煤矿冲击地压进行智能监测预警，首先确定需要重点监测的巷道；然后在确定的巷道区域内安装数据采集模块、数据监测模块、数据传输模块；在地面安装数据处理模块、数据预测模块及数据预警模块。将数据采集模块、数据监测模块、数据传输模块、数据处理模块、数据预测模块及数据预警模块整合至冲击地压监测预警系统。目前，该方法采取多元自动分析，判断冲击地压危险等级，不需人工干预具有自动分析的能力，同时本发明适用范围广，适用于深部矿井含有地质构造区的开拓或准备大巷冲击地压预测方面，能准确预测冲击、高效发出预警信息，提前采取卸压措施，减少矿山动力灾害引起的安全事故、提高回采巷道的安全性具有重大意义。
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一种用于岩土工程基坑加固的防护结构，包括下部底座、上部底座及立柱，所述上部底座下表面和下部底座上表面均设置左侧围板导轨、右侧围板导轨、前侧围板导轨及后侧围板导轨，上部底座和下部底座之间通过多个立柱连接，沿所述立柱的轴向等间距开设有插销孔，立柱外圆面套装有套筒，位于中间的两个立柱的多个套筒上分别对称安装有用于与左侧围板和右侧围板固定连接的左侧液压伸缩杆和右侧液压伸缩杆，位于边缘的两个立柱的多个套筒上分别安装有用于与前侧围板和后侧围板固定连接的前侧液压伸缩杆和后侧液压伸缩杆。本发明针对施工现场的地质条件和对自然质环境分析，可以达到保证地基强度及稳定性。
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一种在井下利用冷热交替作用抽采煤层气的方法，属于非常规油气开采技术领域。该方法包括：(1)从地面进行竖直钻井，布置井网，钻井的井深直至煤层，井口数≥2，布置的井网中，至少一口井作为工作井，其他井作为采气生产井；(2)将热源从工作井中下入到煤层中，热源温度调至380～450℃，对煤层进行加热，待煤层温度≥350℃，停止加热；(3)通过工作井，向煤层中注入液氮，液氮的注入量根据地质条件和煤体特征不同而定，液氮汽化后，制冷结束；(4)重复(2)和(3)多次，让煤层一直处于冷热交替作业状态中，在采气生产井抽采煤层气。该方法能够有效的进行煤层气抽采，加快煤层气抽采速度和提高抽采率。
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本发明涉及一种裂隙水预警式锚杆，属于土木工程领域，是一种支护装置，主要应用于岩层裂隙发育的复杂地质。包括相互连接的自进式锚杆与裂隙水预警装置，所述自进式锚杆与裂隙水预警装置通过引流线连接，所述自进式锚杆头部设有中空合金钻头，中空合金钻头外侧及顶部设有入水孔，杆体外侧自带自进式螺纹，杆体均布注浆孔，杆身内侧设有引流线，引流线一端置于中空合金钻头内，另一端穿过止浆塞与裂隙水预警装置连接，所述自进式锚杆采用连接套加长杆体，杆体尾部由垫板、螺母、止浆塞、堵浆塞组成；所述预警装置由预警溶液与防水保护套组成，预警溶液置于防水保护套内，起预警裂隙水随裂隙发育涌入锚杆锚固地层的作用。
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本发明涉及一种基于裂隙水预警装置的自进式锚索,属于土木工程领域，是一种支护装置，主要应用于岩层裂隙发育的复杂地质。包括相互连接的自进式锚索与裂隙水预警装置，所述自进式锚索与裂隙水预警装置通过引流线连接，所述自进式锚索头部设有中空合金钻头，中空合金钻头外侧及顶部设有入水孔，杆体外侧自带自进式螺纹，杆体均布注浆孔，杆身内侧设有引流线，引流线一端置于中空合金钻头内，另一端穿过止浆塞与裂隙水预警装置连接，所述自进式锚索采用连接套加长杆体，杆体尾部由垫板、螺母、止浆塞、堵浆塞组成；所述预警装置由预警试纸与防水保护套组成，预警试纸置于防水保护套内，起预警裂隙水随裂隙发育涌入锚索锚固地层的作用。本发明结构简单，预警装置构造简单，支护效果好高、施工方便、施工速度快、经济成本低、施工步骤简单、缩短工时、降低造价。
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本发明提供一种用于预测复杂煤层开采结构的优化方法，涉及煤层开采技术领域。本发明根据煤层工作面的赋存条件，编写应用插件。以煤矿井下采样数据为基础，在仿真模型中添加包裹体、断层、夹矸岩层、顶底板的构造，融合更多的煤层地质条件信息。根据包裹体实际结构尺寸，高度还原包裹体外形、硬度；开发多矿物组成的煤岩层颗粒填充技术，打破生成颗粒材料的固值化；同时自定义煤层属性，建立自定义接触模型模拟煤岩颗粒表面的粗糙度，使其煤岩表面的凹凸性更加显著；以颗粒碰撞释放能量理论为基础，添加能量释放模块，为工作面“无人化”开采的识别与控制提供基础数据。
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本发明属于煤样检测技术领域，具体涉及一种高温水解-溴离子选择电极测定煤中溴的方法。本发明方法是首先绘制Br－浓度对数值和响应电位的标准曲线，然后对煤样高温水解，以NaOH溶液作为Br吸收液，测定吸收Br后的热解液电位值，计算煤中溴的含量。本发明方法具有经济、简便和不需要贵重仪器等优点，因而能广泛用于煤和其它地质样品中溴含量的日常分析。
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本发明公开了一种高效率矿山普查破碎取样装置，涉及矿山取样技术领域。本发明包括电机和钻杆，所述电机通过联轴器连接钻杆，钻杆底部固定安装有钻头，所述钻杆一侧通过连接轴连接有取样管，所述取样管为直角型，取样管的直角上安装有吸风机，取样管末端安装取样箱，取样管上靠近取样箱的位置安装有阀门。所述钻头呈圆锥形，所述钻头上均匀设置有若干个锥头，钻头和锥头上均设有用于收集矿石的小孔。所述联轴器两侧安装有把手，把手上套装有橡胶套。所述取样管底部安装有支撑腿。本发明钻头不受矿山地质岩层影响，轻松破碎取样层，便于取样收集。
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