一种矿山施工用地层垂直探测装置及其实施方法

摘要

本发明公开了一种矿山施工用地层垂直探测装置，还公开了一种矿山施工用地层垂直探测装置的实施方法，其包括承载夹持运输机构和支撑平衡探测机构，承载夹持运输机构的上端安装有支撑平衡探测机构。该装置在超声波探头工作的过程中，可关闭控制电源，并启动间断性电源，利用第一电磁铁吸引其正上方的衔铁块，此时衔铁块受到磁力影响会向下拉动长支杆，同时摆杆的另一端会利用短支杆向上提起导轨至一段距离，且由于底板的内侧通过转轴活动连接导轨，定位筒体也会随着导轨一同发生一定角度的偏转，且超声波探头也能够适时改变探测的角度，方便扩大地层的探测范围，与一般的探测装置相比，探测时也更加灵活。

说明书

技术领域

本发明涉及矿山施工勘探设备技术领域，特别涉及一种矿山施工用地层垂直探测装置及其实施方法。

背景技术

在矿山施工和地层勘探中，为了确定所勘探的底层是否具有油气开采价值，一般要通过一系列的测量、计算得到反映原状地层的参数来确定该地层的油气饱和度和油气层厚度，进而决定是否开采、开采规划W及采用的具体开采方式等。在现有的探测方法中，为了更好的识别低对比度油气层，常采用电法测井仪器来探测地层的电学参数（如电阻率、介电常数），由探测器向目标深度的地层发射一个固定频率的探测信号，通过测量目标深度的地层对探测信号的反射信号来确定地层的电阻率和介电常数。

现有的地层垂直探测装置一般在勘探过程中容易受到外界声波或震动的干扰导致其探测精度不高，且不方便对探头进行限位和固定，同时在探测时也不方便改变探测角度及不容易对其进行复位。

针对上述问题，本发明提出了一种矿山施工用地层垂直探测装置及其实施方法，它具有探测稳定性好、探测精度较高、同时在探测时探测角度可调且容易复位等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿山施工用地层垂直探测装置及其实施方法,它具有探测稳定性好、探测精度较高、同时在探测时探测角度可调且容易复位等优点，可以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿山施工用地层垂直探测装置，包括承载夹持运输机构和支撑平衡探测机构，承载夹持运输机构的上端安装有支撑平衡探测机构，承载夹持运输机构包括主载箱、底板、支撑气缸和夹持座，主载箱的两侧均设置有夹板，且夹板和主载箱的底端安装有底板，底板的两侧均设置有行走履带，且夹板的两端还固设有支撑气缸，支撑气缸的输出端设置有伸缩支脚，且底板的底面焊接有夹持座，夹持座沿垂直方向上依次设置有两组，且夹持座的内侧开设有夹持弧形槽，夹持座的内腔中还加工有固定腔室，且底板的内侧通过转轴活动连接支撑平衡探测机构，且主载箱靠近支撑平衡探测机构的一侧外壁上还固设有伸缩油缸，伸缩油缸的输出端设置有伸缩杆，伸缩杆的一端连接支撑平衡探测机构；

支撑平衡探测机构包括导轨、主支杆、摆杆以及滑动探测结构，主支杆的底端连接主载箱且其上端外侧铰接有摆杆，摆杆靠近夹持座的一侧底端通过短支杆连接导轨且短支杆铰接摆杆，且导轨的外侧活动安装有滑动探测结构，滑动探测结构分别由限位载板、拉把和控制电源组成。

进一步地，夹持座的内侧活动安装有弧形夹持衔铁块，且固定腔室的内腔中设置有主压力密封腔室，弧形夹持衔铁块的内侧通过长推杆分别活动连接固定腔室和主压力密封腔室且其底端设置有活塞密封柱，且活塞密封柱位于主压力密封腔室的内腔中，且固定腔室的内腔中还安装有压缩弹性件，弧形夹持衔铁块的内侧还通过短推杆活动连接固定腔室且短推杆的另一端连接压缩弹性件。

进一步地，摆杆远离短支杆的一侧底端设置有长支杆，长支杆的下端伸入主载箱的内腔中且其底端连接有压块，压块的底面中央处固设有衔铁块，且主载箱的内腔中安装有间断性电源，间断性电源的上端设置有第一电磁铁，第一电磁铁与间断性电源之间电性连接，且第一电磁铁与衔铁块位于同一垂直平面内。

进一步地，主载箱的内腔中还对称设置有两组辅助压力密封腔室，且压块的两侧底端均相应固设有压杆，压杆的下端活动连接辅助压力密封腔室且其底端设置有活塞体，且活塞体位于辅助压力密封腔室的内腔中。

进一步地，限位载板的背面固设有与导轨相对应的凹型滑块，限位载板通过凹型滑块活动连接导轨且导轨与凹型滑块之间相互配合，且拉把的内侧通过拉杆连接限位载板。

进一步地，控制电源靠近限位载板的一侧通过金属垫板螺接限位载板，且控制电源的底端连接有定位筒体，定位筒体的底端设置有超声波探头，且定位筒体的外侧设置有第二电磁铁，第二电磁铁的外壁沿圆周方向上下依次套接有两组限位卡环，且第二电磁铁电性连接控制电源。

本发明提出的另一种技术方案：提供的一种矿山施工用地层垂直探测装置的实施方法，包括以下步骤：

S1：将装置通过行走履带移动至目标探测点附近，待到达目标点后通过手动向下拉动拉把并将限位载板和定位筒体卡入其下方的夹持弧形槽中进行限位；

S2：启动控制电源并接通第二电磁铁中的电流，同时利用磁力吸引将弧形夹持衔铁块从夹持弧形槽的一侧移动并夹持住第二电磁铁；

S3：待定位筒体固定后，启动超声波探头并对其下方地层进行探测，且在超声波探头工作的过程中，可关闭控制电源，并启动间断性电源，利用第一电磁铁吸引其正上方的衔铁块，同时摆杆会利用短支杆向上带动导轨，且由于底板的内侧通过转轴活动连接导轨，定位筒体发生偏转，且超声波探头也会同步发生测量角度变化；

S4：待探测工作结束后，再次向上拉动拉把并将定位筒体脱离夹持弧形槽，同时启动伸缩油缸并向内收缩伸缩杆以此将导轨偏转较大角度靠在主载箱上，且结束探测工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提出的一种矿山施工用地层垂直探测装置及其实施方法，在摆杆靠近夹持座的一侧底端通过短支杆连接导轨且短支杆铰接摆杆，且间断性电源的上端设置有第一电磁铁，第一电磁铁与间断性电源之间电性连接，使得在超声波探头工作的过程中，可关闭控制电源，并启动间断性电源，利用第一电磁铁吸引其正上方的衔铁块，此时衔铁块受到磁力影响会向下拉动长支杆，同时摆杆的另一端会利用短支杆向上提起导轨至一段距离，且由于底板的内侧通过转轴活动连接导轨，定位筒体也会随着导轨一同发生一定角度的偏转，且超声波探头也能够适时改变探测的角度，方便扩大地层的探测范围，与一般的探测装置相比，探测时也更加灵活。

2.本发明提出的一种矿山施工用地层垂直探测装置及其实施方法，在压块的两侧底端均相应固设有压杆，压杆的下端活动连接辅助压力密封腔室且其底端设置有活塞体，且活塞体位于辅助压力密封腔室的内腔中，使得在改变探测角度并完成探测工作后，可适时关闭间断性电源并断开第一电磁铁中的电流，此时第一电磁铁与衔铁块之间并无产生磁力，由于导轨和控制电源一侧的重力效应，短支杆会相应向下运动，且摆杆另一侧的长支杆会相应带动压块和衔铁块同步向上移动，同时辅助压力密封腔室内由于在角度改变时受到活塞体向下的挤压从而产生一个向上的反向作用力并使压块恢复原位，整个摆杆也维持到平衡状态并复位，也方便后续探测使用。

3.本发明提出的一种矿山施工用地层垂直探测装置及其实施方法，在弧形夹持衔铁块的内侧通过长推杆分别活动连接固定腔室和主压力密封腔室且其底端设置有活塞密封柱，且短推杆的另一端连接压缩弹性件，使得在手动向下拉动拉把并将限位载板和定位筒体卡入其下方的夹持弧形槽中进行限位后，可启动控制电源并接通第二电磁铁中的电流，同时利用磁力吸引将弧形夹持衔铁块从夹持弧形槽的一侧移动并夹持住第二电磁铁以便对超声波探头进行二次限位，防止在勘探过程中受到外界声波或震动的干扰导致其探测精度不高，提高了其探测稳定性同时在改变探测角度或结束工作后，可适时关闭控制电源，此时主压力密封腔室内由于在弧形夹持衔铁块伸长时受到活塞密封柱向外的抽压从而产生一个向内的反向抽力并使弧形夹持衔铁块恢复原位，同时压缩弹性件也能够利用自身的拉伸弹力进一步地将弧形夹持衔铁块拉回原位，以便后续限位夹持使用。

附图说明

图1为本发明矿山施工用地层垂直探测装置的整体结构示意图；

图2为本发明矿山施工用地层垂直探测装置的承载夹持运输机构与支撑平衡探测机构部分安装结构示意图；

图3为本发明矿山施工用地层垂直探测装置的滑动探测结构示意图；

图4为本发明矿山施工用地层垂直探测装置的定位筒体结构示意图；

图5为本发明矿山施工用地层垂直探测装置的夹持座俯视平面结构示意图；

图6为本发明矿山施工用地层垂直探测装置的主载箱内部平面结构示意图；

图7为本发明矿山施工用地层垂直探测装置的图6中A处放大结构示意图；

图8为本发明矿山施工用地层垂直探测装置的固定腔室内部平面结构示意图。

图中：1、承载夹持运输机构；11、主载箱；111、夹板；112、伸缩油缸；1121、伸缩杆；113、间断性电源；1131、第一电磁铁；114、辅助压力密封腔室；12、底板；121、行走履带；122、转轴；13、支撑气缸；131、伸缩支脚；14、夹持座；141、夹持弧形槽；142、固定腔室；1421、主压力密封腔室；1422、压缩弹性件；143、弧形夹持衔铁块；1431、长推杆；14311、活塞密封柱；1432、短推杆；2、支撑平衡探测机构；21、导轨；22、主支杆；23、摆杆；231、短支杆；232、长支杆；2321、压块；23211、衔铁块；2322、压杆；23221、活塞体；24、滑动探测结构；241、限位载板；2411、凹型滑块；242、拉把；2421、拉杆；243、控制电源；2431、金属垫板；2432、定位筒体；24321、超声波探头；24322、第二电磁铁；24323、限位卡环。

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。

参阅图1-2、图5和图8，一种矿山施工用地层垂直探测装置，包括承载夹持运输机构1和支撑平衡探测机构2，承载夹持运输机构1的上端安装有支撑平衡探测机构2，承载夹持运输机构1包括主载箱11、底板12、支撑气缸13和夹持座14，主载箱11的两侧均设置有夹板111，且夹板111和主载箱11的底端安装有底板12，底板12的两侧均设置有行走履带121，且夹板111的两端还固设有支撑气缸13，支撑气缸13的输出端设置有伸缩支脚131，且底板12的底面焊接有夹持座14，夹持座14沿垂直方向上依次设置有两组，且夹持座14的内侧开设有夹持弧形槽141，夹持座14的内腔中还加工有固定腔室142，且底板12的内侧通过转轴122活动连接支撑平衡探测机构2，且主载箱11靠近支撑平衡探测机构2的一侧外壁上还固设有伸缩油缸112，伸缩油缸112的输出端设置有伸缩杆1121，伸缩杆1121的一端连接支撑平衡探测机构2；夹持座14的内侧活动安装有弧形夹持衔铁块143，且固定腔室142的内腔中设置有主压力密封腔室1421，弧形夹持衔铁块143的内侧通过长推杆1431分别活动连接固定腔室142和主压力密封腔室1421且其底端设置有活塞密封柱14311，且活塞密封柱14311位于主压力密封腔室1421的内腔中，且固定腔室142的内腔中还安装有压缩弹性件1422，弧形夹持衔铁块143的内侧还通过短推杆1432活动连接固定腔室142且短推杆1432的另一端连接压缩弹性件1422，使得在手动向下拉动拉把242并将限位载板241和定位筒体2432卡入其下方的夹持弧形槽141中进行限位后，可启动控制电源243并接通第二电磁铁24322中的电流，同时利用磁力吸引将弧形夹持衔铁块143从夹持弧形槽141的一侧移动并夹持住第二电磁铁24322以便对超声波探头24321进行二次限位，防止在勘探过程中受到外界声波或震动的干扰导致其探测精度不高，提高了其探测稳定性同时在改变探测角度或结束工作后，可适时关闭控制电源243，此时主压力密封腔室1421内由于在弧形夹持衔铁块143伸长时受到活塞密封柱14311向外的抽压从而产生一个向内的反向抽力并使弧形夹持衔铁块143恢复原位，同时压缩弹性件1422也能够利用自身的拉伸弹力进一步地将弧形夹持衔铁块143拉回原位，以便后续限位夹持使用。

参阅图1、图3-4和图6，一种矿山施工用地层垂直探测装置，支撑平衡探测机构2包括导轨21、主支杆22、摆杆23以及滑动探测结构24，主支杆22的底端连接主载箱11且其上端外侧铰接有摆杆23，摆杆23靠近夹持座14的一侧底端通过短支杆231连接导轨21且短支杆231铰接摆杆23，且导轨21的外侧活动安装有滑动探测结构24，滑动探测结构24分别由限位载板241、拉把242和控制电源243组成；限位载板241的背面固设有与导轨21相对应的凹型滑块2411，限位载板241通过凹型滑块2411活动连接导轨21且导轨21与凹型滑块2411之间相互配合，且拉把242的内侧通过拉杆2421连接限位载板241；控制电源243靠近限位载板241的一侧通过金属垫板2431螺接限位载板241，且控制电源243的底端连接有定位筒体2432，定位筒体2432的底端设置有超声波探头24321，且定位筒体2432的外侧设置有第二电磁铁24322，第二电磁铁24322的外壁沿圆周方向上下依次套接有两组限位卡环24323，且第二电磁铁24322电性连接控制电源243。

参阅图6-7，一种矿山施工用地层垂直探测装置，摆杆23远离短支杆231的一侧底端设置有长支杆232，长支杆232的下端伸入主载箱11的内腔中且其底端连接有压块2321，压块2321的底面中央处固设有衔铁块23211，且主载箱11的内腔中安装有间断性电源113，间断性电源113的上端设置有第一电磁铁1131，第一电磁铁1131与间断性电源113之间电性连接，且第一电磁铁1131与衔铁块23211位于同一垂直平面内，使得在超声波探头24321工作的过程中，可关闭控制电源243，并启动间断性电源113，利用第一电磁铁1131吸引其正上方的衔铁块23211，此时衔铁块23211受到磁力影响会向下拉动长支杆232，同时摆杆23的另一端会利用短支杆231向上提起导轨21至一段距离，且由于底板12的内侧通过转轴122活动连接导轨21，定位筒体2432也会随着导轨21一同发生一定角度的偏转，且超声波探头24321也能够适时改变探测的角度，方便扩大地层的探测范围，与一般的探测装置相比，探测时也更加灵活；主载箱11的内腔中还对称设置有两组辅助压力密封腔室114，且压块2321的两侧底端均相应固设有压杆2322，压杆2322的下端活动连接辅助压力密封腔室114且其底端设置有活塞体23221，且活塞体23221位于辅助压力密封腔室114的内腔中，使得在改变探测角度并完成探测工作后，可适时关闭间断性电源113并断开第一电磁铁1131中的电流，此时第一电磁铁1131与衔铁块23211之间并无产生磁力，由于导轨21和控制电源243一侧的重力效应，短支杆231会相应向下运动，且摆杆23另一侧的长支杆232会相应带动压块2321和衔铁块23211同步向上移动，同时辅助压力密封腔室114内由于在角度改变时受到活塞体23221向下的挤压从而产生一个向上的反向作用力并使压块2321恢复原位，整个摆杆23也维持到平衡状态并复位，也方便后续探测使用。

为了更好的展现矿山施工用地层垂直探测装置的实施过程，本实施例现提出一种矿山施工用地层垂直探测装置的实施方法，包括以下步骤：

步骤一：将装置通过行走履带121移动至目标探测点附近，待到达目标点后通过手动向下拉动拉把242并将限位载板241和定位筒体2432卡入其下方的夹持弧形槽141中进行限位；

步骤二：启动控制电源243并接通第二电磁铁24322中的电流，同时利用磁力吸引将弧形夹持衔铁块143从夹持弧形槽141的一侧移动并夹持住第二电磁铁24322；

步骤三：待定位筒体2432固定后，启动超声波探头24321并对其下方地层进行探测，且在超声波探头24321工作的过程中，可关闭控制电源243，并启动间断性电源113，利用第一电磁铁1131吸引其正上方的衔铁块23211，同时摆杆23会利用短支杆231向上带动导轨21，且由于底板12的内侧通过转轴122活动连接导轨21，定位筒体2432发生偏转，且超声波探头24321也会同步发生测量角度变化；

步骤四：待探测工作结束后，再次向上拉动拉把242并将定位筒体2432脱离夹持弧形槽141，同时启动伸缩油缸112并向内收缩伸缩杆1121以此将导轨21偏转较大角度靠在主载箱11上，且结束探测工作。

综上所述：本发明提供的一种矿山施工用地层垂直探测装置及其实施方法，主载箱11的两侧均设置有夹板111，且夹板111和主载箱11的底端安装有底板12，底板12的两侧均设置有行走履带121，且夹板111的两端还固设有支撑气缸13，支撑气缸13的输出端设置有伸缩支脚131，且底板12的底面焊接有夹持座14，夹持座14沿垂直方向上依次设置有两组，且夹持座14的内侧开设有夹持弧形槽141，夹持座14的内腔中还加工有固定腔室142，在弧形夹持衔铁块143的内侧通过长推杆1431分别活动连接固定腔室142和主压力密封腔室1421且其底端设置有活塞密封柱14311，且短推杆1432的另一端连接压缩弹性件1422，使得在手动向下拉动拉把242并将限位载板241和定位筒体2432卡入其下方的夹持弧形槽141中进行限位后，可启动控制电源243并接通第二电磁铁24322中的电流，同时利用磁力吸引将弧形夹持衔铁块143从夹持弧形槽141的一侧移动并夹持住第二电磁铁24322以便对超声波探头24321进行二次限位，防止在勘探过程中受到外界声波或震动的干扰导致其探测精度不高，提高了其探测稳定性同时在改变探测角度或结束工作后，可适时关闭控制电源243，此时主压力密封腔室1421内由于在弧形夹持衔铁块143伸长时受到活塞密封柱14311向外的抽压从而产生一个向内的反向抽力并使弧形夹持衔铁块143恢复原位，同时压缩弹性件1422也能够利用自身的拉伸弹力进一步地将弧形夹持衔铁块143拉回原位，以便后续限位夹持使用，且底板12的内侧通过转轴122活动连接支撑平衡探测机构2，且主载箱11靠近支撑平衡探测机构2的一侧外壁上还固设有伸缩油缸112，伸缩油缸112的输出端设置有伸缩杆1121，伸缩杆1121的一端连接支撑平衡探测机构2，主支杆22的底端连接主载箱11且其上端外侧铰接有摆杆23，摆杆23靠近夹持座14的一侧底端通过短支杆231连接导轨21且短支杆231铰接摆杆23，且导轨21的外侧活动安装有滑动探测结构24，且间断性电源113的上端设置有第一电磁铁1131，第一电磁铁1131与间断性电源113之间电性连接，使得在超声波探头24321工作的过程中，可关闭控制电源243，并启动间断性电源113，利用第一电磁铁1131吸引其正上方的衔铁块23211，此时衔铁块23211受到磁力影响会向下拉动长支杆232，同时摆杆23的另一端会利用短支杆231向上提起导轨21至一段距离，且由于底板12的内侧通过转轴122活动连接导轨21，定位筒体2432也会随着导轨21一同发生一定角度的偏转，且超声波探头24321也能够适时改变探测的角度，方便扩大地层的探测范围，与一般的探测装置相比，探测时也更加灵活，在压块2321的两侧底端均相应固设有压杆2322，压杆2322的下端活动连接辅助压力密封腔室114且其底端设置有活塞体23221，且活塞体23221位于辅助压力密封腔室114的内腔中，使得在改变探测角度并完成探测工作后，可适时关闭间断性电源113并断开第一电磁铁1131中的电流，此时第一电磁铁1131与衔铁块23211之间并无产生磁力，由于导轨21和控制电源243一侧的重力效应，短支杆231会相应向下运动，且摆杆23另一侧的长支杆232会相应带动压块2321和衔铁块23211同步向上移动，同时辅助压力密封腔室114内由于在角度改变时受到活塞体23221向下的挤压从而产生一个向上的反向作用力并使压块2321恢复原位，整个摆杆23也维持到平衡状态并复位，也方便后续探测使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。