用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备及取样方法

1584 编辑：管理员来源：梅倩倩

2021-11-04 13:57:16

权利要求

1.用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，包括承载框架(3)和驱动组件(1)，其特征在于：所述承载框架(3)顶端安装有驱动组件(1)，所述承载框架(3)的顶端在位于中心处竖向穿插有钻探取样装置(5)，所述钻探取样装置(5)包括钻杆(51)、取样组件(52)和搅拌片(53)，所述钻杆(51)竖向穿插至承载框架(3)处，所述钻杆(51)转动连接于驱动组件(1)内，所述钻杆(51)的底端连接有钻头(54)，钻头(54)上方在位于钻杆(51)的表面对称连接有搅拌片(53)；所述搅拌片(53)的端头处插接有取样组件(52)。

2.根据权利要求1所述的用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，其特征在于：所述取样组件(52)包括取样球(522)，所述取样球(522)插接至搅拌片(53)处，所述取样球(522)内为空腔状，取样球(522)的侧壁处对称设置有两个槽口；所述取样球(522)的一侧槽口内嵌入有塞套(523)，塞套(523)内套接有插塞(526)，插塞(526)内插入有推杆(525)，推杆(525)的一端在位于取样球(522)的外侧连接有推盘(524)，推杆(525)的另一端在靠近取样球(522)的另一侧槽口处连接有盖板(521)，盖板(521)置于取样球(522)内；所述盖板(521)和插塞(526)之间设置有弹簧(527)，弹簧(527)套于推杆(525)处。

3.根据权利要求2所述的用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，其特征在于：所述盖板(521)的直径大于取样球(522)处槽口直径。

4.根据权利要求1所述的用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，其特征在于：所述承载框架(3)底端对称固定有支撑装置(4)，所述支撑装置(4)包括U型定位架(41)、交叉支撑组件(42)和滚轮(43)，所述U型定位架(41)对称固定于承载框架(3)的底端，所述U型定位架(41)相对于承载框架(3)为垂直状；所述U型定位架(41)自上而下分为柱体和U型架，所述交叉支撑组件(42)转动连接至U型架处。

5.根据权利要求4所述的用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，其特征在于：所述交叉支撑组件(42)包括曲形板(421)、弹性板(422)和X型转板(423)，所述X型转板(423)转动连接至U型架处，所述X型转板(423)左右夹角内对称设置有弹性板(422)，弹性板(422)夹层固定至X型转板(423)处；所述X型转板(423)的底沿连接有曲形板(421)，曲形板(421)处设置有滚轮(43)，滚轮(43)外伸固定至曲形板(421)处。

6.根据权利要求1所述的用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，其特征在于：所述承载框架(3)底端设置有刮壁装置(2)，刮壁装置(2)包括刮刀(21)、U型固定杆(23)、调节组件(27)和螺纹杆(28)，所述承载框架(3)底端固定有螺纹杆(28)，螺纹杆(28)的一端连接有U型固定杆(23)，U型固定杆(23)内转动连接有刮刀(21)，刮刀(21)套于钻探取样装置(5)处；所述刮刀(21)的外沿对称设置有连接头(22)，连接头(22)包括圆环和U型套，圆环固定至刮刀(21)的边沿，U型套转动连接至圆环处；所述螺纹杆(28)表面对称连接有导向套(25)，导向套(25)内穿插有钢丝(26)，钢丝(26)的一端连接至U型套处，连接头(22)和导向套(25)之间设置有复位弹簧(24)，复位弹簧(24)套于钢丝(26)处；所述导向套(25)的一侧在位于螺纹杆(28)的表面设置有调节组件(27)，调节组件(27)套接螺纹杆(28)；所述钢丝(26)的另一端连接至调节组件(27)处。

7.根据权利要求6所述的用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，其特征在于：所述调节组件(27)包括滑套(271)和旋拧套(272)，所述滑套(271)和旋拧套(272)均套于螺纹杆(28)处，所述滑套(271)滑动于螺纹杆(28)处，所述旋拧套(272)栓接至螺纹杆(28)处，所述滑套(271)的一端连接有环套，所述旋拧套(272)内设置有环槽，所述环套置于环槽内。

8.根据权利要求1所述的用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备的取样方法，其特征在于：所述深层开矿取样设备的取样方法如下：

1)先行明确钻探取样位置，其后通过支撑装置处滚轮将设备移动至目标位置处；

2)随后对驱动组件进行通电处理，使得驱动组件将旋转动能传递至钻探取样装置处，进而在旋转力度作用下，通过钻探取样装置对目标位置进行钻探作业；

3)且在钻探至目标点位时，通过对钻探取样装置进行反向旋转，进而在反向旋转中，经由取样组件来对目标点位进行定点取样操作。

说明书

技术领域

本发明涉及钻探领域，尤其涉及用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备及取样方法。

背景技术

钻探是工程地质勘察中应用最为广泛的一种勘探手段，它可以获得深层的地质资料，地质勘探是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动，钻探广泛应用在地质普查、地球化学勘查，以及小型工程勘察等方面。

开矿取样设备大多通过旋转，使得被取样物填充中钻管内，以达到开矿取样的目的，但通过多次实际取样操作所发现，现有取样设备难以在特定位置进行定点取样操作，使用的局限性较大。

发明内容

本发明的目的在于提供用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备及取样方法，以解决上述技术问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，包括承载框架和驱动组件，其特征在于：所述承载框架顶端安装有驱动组件，所述承载框架的顶端在位于中心处竖向穿插有钻探取样装置，所述钻探取样装置包括钻杆、取样组件和搅拌片，所述钻杆竖向穿插至承载框架处，所述钻杆转动连接于驱动组件内，所述钻杆的底端连接有钻头，钻头上方在位于钻杆的表面对称连接有搅拌片；所述搅拌片的端头处插接有取样组件。

优选的，所述取样组件包括取样球，所述取样球插接至搅拌片处，所述取样球内为空腔状，取样球的侧壁处对称设置有两个槽口；所述取样球的一侧槽口内嵌入有塞套，塞套内套接有插塞，插塞内插入有推杆，推杆的一端在位于取样球的外侧连接有推盘，推杆的另一端在靠近取样球的另一侧槽口处连接有盖板，盖板置于取样球内；所述盖板和插塞之间设置有弹簧，弹簧套于推杆处。

优选的，所述盖板的直径大于取样球处槽口直径。

优选的，所述承载框架底端对称固定有支撑装置，所述支撑装置包括U型定位架、交叉支撑组件和滚轮，所述U型定位架对称固定于承载框架的底端，所述U型定位架相对于承载框架为垂直状；所述U型定位架自上而下分为柱体和U型架，所述交叉支撑组件转动连接至U型架处。

优选的，所述交叉支撑组件包括曲形板、弹性板和X型转板，所述X型转板转动连接至U型架处，所述X型转板左右夹角内对称设置有弹性板，弹性板夹层固定至X型转板处；所述X型转板的底沿连接有曲形板，曲形板处设置有滚轮，滚轮外伸固定至曲形板处。

优选的，所述承载框架底端设置有刮壁装置，刮壁装置包括刮刀、U型固定杆、调节组件和螺纹杆，所述承载框架底端固定有螺纹杆，螺纹杆的一端连接有U型固定杆，U型固定杆内转动连接有刮刀，刮刀套于钻探取样装置处；所述刮刀的外沿对称设置有连接头，连接头包括圆环和U型套，圆环固定至刮刀的边沿，U型套转动连接至圆环处；所述螺纹杆表面对称连接有导向套，导向套内穿插有钢丝，钢丝的一端连接至U型套处，连接头和导向套之间设置有复位弹簧，复位弹簧套于钢丝处；所述导向套的一侧在位于螺纹杆的表面设置有调节组件，调节组件套接螺纹杆；所述钢丝的另一端连接至调节组件处。

优选的，所述调节组件包括滑套和旋拧套，所述滑套和旋拧套均套于螺纹杆处，所述滑套滑动于螺纹杆处，所述旋拧套栓接至螺纹杆处，所述滑套的一端连接有环套，所述旋拧套内设置有环槽，所述环套置于环槽内。

用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备的取样方法，其特征在于：所述深层开矿取样设备的取样方法如下：

1)先行明确钻探取样位置，其后通过支撑装置处滚轮将设备移动至目标位置处；

3)且在钻探至目标点位时，通过对钻探取样装置进行反向旋转，进而在反向旋转中，经由取样组件来对目标点位进行定点取样操作。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过钻探取样装置的正向和反向旋转，来进行钻探和取样操作，即正向旋转中对基层进行破碎，反向旋转中对目标点位进行取样，从而在根本上摒弃传统管内取样理念，以达到更为精准的取样效果。

2、本发明通过X型转板转动连接至U型定位架处，进而扩大支撑装置的使用范围，即平面、斜坡和沟壑等区域，X型转板都可在相对于U型定位架进行转动，从而在转动中适应地形，以获得更佳的使用体验。

3、本发明通过刮壁装置来对钻杆进行刮壁处理，即钻杆向上提拉时，通过刮刀接触钻杆的柱形外表面，来对钻杆表面黏状物进行切削处理，以避免因基层内黏状物粘连至钻杆处，所导致的后续清洗困难问题。

附图说明

图1为本发明用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备的结构示意图；

图2为本发明中钻探取样装置的结构示意图；

图3为本发明中取样组件的整体结构示意图；

图4为本发明中取样组件的分体结构示意图；

图5为本发明中支撑装置的示意图；

图6为本发明中交叉支撑组件的结构示意图；

图7为本发明中挂壁装置的结构示意图；

图8为本发明中调节组件的结构示意图；

附图标记：1、驱动组件；2、刮壁装置；3、承载框架；4、支撑装置；5、钻探取样装置；21、刮刀；22、连接头；23、U型固定杆；24、复位弹簧；25、导向套；26、钢丝；27、调节组件；28、螺纹杆；271、滑套；272、旋拧套；41、U型定位架；42、交叉支撑组件；43、滚轮；421、曲形板；422、弹性板；423、X型转板；51、钻杆；52、取样组件；53、搅拌片；54、钻头；521、盖板；522、取样球；523、塞套；524、推盘；525、推杆；526、插塞；527、弹簧。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

实施例1

如图1-4所示，用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，包括承载框架3和驱动组件1，承载框架3顶端安装有驱动组件1，承载框架3的顶端在位于中心处竖向穿插有钻探取样装置5，钻探取样装置5包括钻杆51、取样组件52和搅拌片53，钻杆51竖向穿插至承载框架3处，钻杆51转动连接于驱动组件1内，钻杆51的底端连接有钻头54，钻头54上方在位于钻杆51的表面对称连接有搅拌片53；搅拌片53的端头处插接有取样组件52。

取样组件52包括取样球522，取样球522插接至搅拌片53处，取样球522内为空腔状，取样球522的侧壁处对称设置有两个槽口；取样球522的一侧槽口内嵌入有塞套523，塞套523内套接有插塞526，插塞526内插入有推杆525，推杆525的一端在位于取样球522的外侧连接有推盘524，推杆525的另一端在靠近取样球522的另一侧槽口处连接有盖板521，盖板521置于取样球522内，盖板521的直径大于取样球522处槽口直径；盖板521和插塞526之间设置有弹簧527，弹簧527套于推杆525处。

本实施例中，基于钻探取样装置5的正向转动和反向转动，来实现钻探和取样目的，即正向转动中，钻头54对基层进行破碎，且在破碎中向下进行移动，向下移动中时，搅拌片53对钻头54所破碎的基层块进行搅拌，使得钻头54上方基层块呈蓬松状颗粒状，以便于后期进行反转取样，以及舒缓基层块对钻头54的压力。

本实施例中，当需要对目标点位进行取样操作时，可通过反向旋转钻杆51，基于取样组件52进行取样操作，即钻杆51正向转动中，推盘524受旋力和挤压力的作用，将盖板521紧密的压制于取样球522的槽口处，从而在向下钻探中，对取样球522的槽口进行闭合；相反在钻杆51进行反向转动中，基于盖板521受旋力和挤压力的作用，使得盖板521在推杆525的导向中，沿插塞526进行移动，移动后取样球522处槽口呈开放状，且在旋转中，对目标位置出基层样本进行采集作业。

实施例2

如图1、2、5和6所示，用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，承载框架3底端对称固定有支撑装置4，支撑装置4包括U型定位架41、交叉支撑组件42和滚轮43，U型定位架41对称固定于承载框架3的底端，U型定位架41相对于承载框架3为垂直状；U型定位架41自上而下分为柱体和U型架，交叉支撑组件42转动连接至U型架处。

交叉支撑组件42包括曲形板421、弹性板422和X型转板423，X型转板423转动连接至U型架处，X型转板423左右夹角内对称设置有弹性板422，弹性板422夹层固定至X型转板423处；X型转板423的底沿连接有曲形板421，曲形板421处设置有滚轮43，滚轮43外伸固定至曲形板421处。

本实施例中，基于钻探取样装置5向下进行钻探作业时，将下压力作用于承载框架3处，进而在支撑装置4的强力支撑下，对承载框架3进行固定，固定中，X型转板423经由两侧弹性板422的支撑，来将钻探时的下压力转换X型转板423进行交叉转动时所需求的力度，即X型转板423呈大角度交叉旋转后，滚轮43相对于地表呈悬空状，此时完全由曲形板421接触地表，进而将滚动摩擦转化为滑动摩擦，从而增大接触摩擦力，使得承载框架牢固的嵌于地表处。

本实施中，X型转板423转动连接至U型定位架41处，该设置可扩大支撑装置4的使用范围，即平面、斜坡和沟壑等区域，X型转板423都可在相对于U型定位架41进行转动中来适应地形，从而获得更佳的使用体验。

实施例3

如图1、2、7和8所示，用于矿山环境损害评估的深层开矿取样设备，承载框架3底端设置有刮壁装置2，刮壁装置2包括刮刀21、U型固定杆23、调节组件27和螺纹杆28，承载框架3底端固定有螺纹杆28，螺纹杆28的一端连接有U型固定杆23，U型固定杆23内转动连接有刮刀21，刮刀21套于钻探取样装置5处；刮刀21的外沿对称设置有连接头22，连接头22包括圆环和U型套，圆环固定至刮刀21的边沿，U型套转动连接至圆环处；螺纹杆28表面对称连接有导向套25，导向套25内穿插有钢丝26，钢丝26的一端连接至U型套处，连接头22和导向套25之间设置有复位弹簧24，复位弹簧24套于钢丝26处；导向套25的一侧在位于螺纹杆28的表面设置有调节组件27，调节组件27套接螺纹杆28；钢丝26的另一端连接至调节组件27处。

调节组件27包括滑套271和旋拧套272，滑套271和旋拧套272均套于螺纹杆28处，滑套271滑动于螺纹杆28处，旋拧套272栓接至螺纹杆28处，滑套271的一端连接有环套，旋拧套272内设置有环槽，环套置于环槽内。

本实施例中，为了避免钻杆51在钻探时，因表面粘连黏状物，所导致的清洗困难问题，采用了刮壁装置2来对钻杆51进行刮壁处理，刮壁处理中，刮刀21套于钻杆51处，即钻杆51向上提拉时，通过刮刀21接触钻杆51的柱形外表面，来对钻杆51表面黏状物进行切削处理。

本实施例中，刮刀21的口径可根据钻杆51的规格进行调节，即，通过旋拧套272相对于螺纹杆28进行转动，进而在滑套271相对于螺纹杆28进行滑动中，使得钢丝26相对于导向套25进行移动，钢丝26移动中，刮刀21的口径得以调节，且在调节后通过复位弹簧24的弹力，使得刮刀21紧密的套于钻杆51处，以方便进行后续清理作业。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。