金属矿山井下采空区三维扫描辅助装置

摘要

本实用新型公开了一种金属矿山井下采空区三维扫描辅助装置，包括操作平台、设置于操作平台上的人员操作台和扫描仪支撑机构，所述人员操作台提供人员站立或坐的操作空间；扫描仪支撑机构包括设置于操作平台上的底座、设置在底座上的支撑筒组件和设置在支撑筒组件内的支撑套管组件；在支撑套管组件一端端部设置扫描仪，并伸入到采空区内，另一端固定设置在支撑筒组件内。相比于现有的装置，该三维扫描辅助装置具有更好的整体性，通过合理设置并整合装置中的各功能部件，在操作过程中能够将装置稳定固定在矿道内，防止由于扫描仪伸入深度过大而需要对装置进行额外固定的问题，在矿山现场具有更好的使用性能。

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿山开采设备技术领域，特别涉及一种金属矿山井下采空区三维扫描辅助装置。

背景技术

近年来国家大力支持绿色矿山建设，而矿山采空区治理是绿色矿山建设的关键环节。在金属矿山井下开采过程中，随着可采深度的不断降低，采空区规模越来越大，危害越来越多，针对以上现状及需求，科学、安全的对井下采空区进行治理刻不容缓。井下采空区的治理首先要充分了解采空区的位置、空间形态、周边地层岩石组成及其断裂情况。目前针对采空区相关数据和信息的采集通常采用三维激光扫描仪，可实现对采空区内部的三维扫描，形成空间数据为采空区的治理提供了可靠的数据支撑。但由于部分地下金属矿山矿石的赋存位置大都处于断裂带或断裂带附近，岩石不稳固，形成采空区后附近巷道更加危险，有坍塌的危险；出于安全的考虑测量人员在进行数据采集时，往往不能深入到采空区内，这样一来导致采集的数据图像往往并不理想，给后期的数据处理造成很大的难度。

实用新型内容

本实用新型针对无法深入到采空区进行三维扫描采样的问题，提供一种金属矿山井下采空区三维扫描辅助装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

金属矿山井下采空区三维扫描辅助装置，包括操作平台、设置于操作平台上的人员操作台和扫描仪支撑机构，所述人员操作台提供人员站立或坐的操作空间；

所述扫描仪支撑机构包括设置于操作平台上的底座、设置在底座上的支撑筒组件和设置在支撑筒组件内的支撑套管组件；

在支撑套管组件一端端部设置扫描仪，并伸入到采空区内，另一端固定设置在支撑筒组件内。

该三维扫描辅助装置相比于现有装置的一个区别在于，现有的装置通常仅考虑将扫描仪伸入到采空区内，但由于伸入的长度较大，且扫描仪本身又具有较大的重量，这就要求装置在使用时能够在矿道内得到有效的固定，以防止装置在使用过程中发生倾覆，给装置的使用带来了很大的不便。本实用新型中的三维扫描辅助装置充分考虑到这一点，将装置中的各部件设置在操作平台上，使装置本身具有较大的整体重量，同时在操作平台上设置人员操作台，在操作过程中操作人员在人员操作台进行数据的采集和处理操作，利用人的重量将装置在矿道内进行有效的固定，防止由于支撑套管组件伸入长度过大而导致装置在使用过程中发生倾覆，保证采空区三维数据采集操作的正常进行。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支撑筒组件包括筒体和设置在筒体两端的套管固定件，所述套管固定件用于对应位置处的支撑套管组件夹紧固定。在筒体两端分别设置套管固定件用于对支撑套管组件在支撑筒组件内进行固定，从而将设置有扫描仪的支撑套组件固定在操作平台上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述套管固定件包括相对设置的两个夹块，所述夹块连接传动螺杆，所述夹块与传动螺杆之间活动连接，所述传动螺杆与筒体之间螺纹连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述筒体两端分别设置有转动套，所述转动套与筒体之间转动连接，使转动套可沿筒体轴线转动，所述套管固定件设置在转动套上。在筒体两端设置转动套，将套管固定件设置在转动套上，在固定支撑套管组件的同时，方便支撑套管组件的转动操作，在操作支撑套管组件转动时可带动扫描仪转动，实现扫描仪对采空区内360°全方位扫描和数据采集。

作为上述技术方案的进一步改进，所述筒体在一端与底座之间铰链连接，所述底座上位于筒体另一端设置角度调节机构，用于调节筒体的倾斜角度。在底座和筒体之间设置角度调节机构，可调节支撑套管组件的设置角度，从而更加灵活地调节扫描仪在采空区的伸入位置，进一步方便采样操作。

作为上述技术方案的进一步改进，所述角度调节机构包括伸缩件，所述伸缩件两端分别与底座和筒体之间铰链连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述伸缩件为电动撑杆。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支撑套管组件包括多个支撑套管，所述支撑套管在一端依次螺纹连接，所述支撑套管为中空结构，扫描仪的导线设置在支撑套管内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述人员操作台设置于操作平台上远离采空区的一端，所述扫描仪支撑机构设置于操作平台上靠近采空区的一端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述操作平台底部设置有滚轮。

本实用新型所具有的有益效果：

1）相比于现有的装置，该三维扫描辅助装置具有更好的整体性，通过合理设置并整合装置中的各功能部件，在操作过程中能够将装置稳定固定在矿道内，防止由于扫描仪伸入深度过大而需要对装置进行额外固定的问题，在矿山现场具有更好的使用性能。

2）该装置整体结构简单、实现方便，同时能够满足对扫描仪在采空区内伸入位置的任意调节以及扫描仪对采空区内的全方位扫描操作，在矿山现场具有很好的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，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。

图1为本实用新型三维扫描辅助装置在矿道内使用状态示意图。

图2为本实用新型三维扫描辅助装置中扫描仪支撑机构结构示意图。

图3为本实用新型三维扫描辅助装置中套管固定件在转动套上的安装结构示意图。

图中：101、扫描仪，102、计算机，103、导线；

201、操作平台，202、工作台，203、工作椅，204、滚轮；

301、底座，302、支撑筒组件，321、筒体，322、夹块，323、传动螺杆，303、支撑套管组件，331、支撑套管，304、转动套，305、伸缩件，306、轴承。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，本实施例中的金属矿山井下采空区三维扫描辅助装置，包括操作平台201、设置于操作平台上的人员操作台和扫描仪支撑机构，所述人员操作台提供人员站立或坐的操作空间；如图1中所示，人员操作台可包括用于设置扫描仪相关控制设备、计算机102等的工作台202和工作椅203，以方便在数据采集时人员的操作。

这里的扫描仪支撑机构包括设置于操作平台上的底座301、设置在底座上的支撑筒组件302和设置在支撑筒组件内的支撑套管组件303；在支撑套管组件303一端端部设置扫描仪101，并伸入到采空区内，另一端固定设置在支撑筒组件302内。整个支撑筒组件通过底座固定设置在操作平台上，对支撑套管组件进行有效的固定。其中，人员操作台设置于操作平台上远离采空区的一端，所述扫描仪支撑机构设置于操作平台上靠近采空区的一端，以更好地平衡装置在扫描操作过程中的稳定性。

该三维扫描辅助装置相比于现有装置的一个区别在于，现有的装置通常仅考虑将扫描仪伸入到采空区内，但由于伸入的长度较大，且扫描仪本身又具有较大的重量，这就要求装置在使用时能够在矿道内得到有效的固定，以防止装置在使用过程中发生倾覆，给装置的使用带来了很大的不便。本实用新型中的三维扫描辅助装置充分考虑到这一点，将装置中的各部件设置在操作平台上，使装置本身具有较大的整体重量，同时在操作平台上设置人员操作台，在操作过程中操作人员在人员操作台进行数据的采集和处理操作，利用人的重量将装置在矿道内进行有效的固定，防止由于支撑套管组件伸入长度过大而导致装置在使用过程中发生倾覆，保证采空区三维数据采集操作的正常进行。

参照图2和3，支撑筒组件302包括筒体321和设置在筒体两端的套管固定件，套管固定件用于对应位置处的支撑套管组件夹紧固定。在筒体321两端分别设置套管固定件用于对支撑套管组件在支撑筒组件内进行固定，从而将设置有扫描仪的支撑套组件固定在操作平台上。这里的套管固定件包括相对设置的两个夹块322，两个夹块322上分别连接传动螺杆323，夹块322与传动螺杆323之间活动连接，所述传动螺杆323与筒体321之间螺纹连接。通过转动传动螺杆驱动两个夹块相对运动，在夹块322上分别设置与支撑套管组件配合的夹持部，实现在筒体两端对支承套管组件的快速夹紧固定。夹块322与传动螺杆323一端端部之间活动连接，方便传动螺杆对夹块的驱动，两者之间的活动连接结构可采用现有的常规结构，使传动螺杆在对所在夹块位置进行驱动的同时，不会带动夹块随传动螺杆转动。

作为一种可选的实施方式，在筒体321两端分别设置有转动套304，转动套304与筒体321之间转动连接，使转动套304可沿筒体轴线转动，所述套管固定件设置在转动套304上。具体地，传动螺杆323分别相对设置在转动套304上，并与转动套304之间分别螺纹连接。这里转动套与筒体之间转动连接结构可采用在转动套与筒体之间设置的轴承306或其它类似结构，两者之间的转动连接方式在现有技术的基础上是容易实现的。通过在筒体两端设置转动套，将套管固定件设置在转动套上，在固定支撑套管组件的同时，方便支撑套管组件的转动操作，在操作支撑套管组件转动时可带动扫描仪转动，从而实现扫描仪对采空区内360°全方位扫描和数据采集。

作为另外一种可选的实施方式，参照图2，筒体321在一端与底座301之间铰链连接，底座301上位于筒体321另一端设置角度调节机构，用于调节筒体的倾斜角度。这里的角度调节机构可采用伸缩件305，伸缩件305两端分别与底座301和筒体321之间铰链连接，优选伸缩件305为电动撑杆或其它手动伸缩调节结构件。在底座和筒体之间设置角度调节机构，可调节支撑套管组件的设置角度，从而更加灵活地调节扫描仪在采空区的伸入位置，进一步方便采样操作；控制伸缩件的伸缩即可实现对筒体角度的调节操作。

本实施例中的支撑套管组件303包括多个支撑套管331，支撑套管331在一端依次螺纹连接，所述支撑套管331为中空结构，扫描仪101的导线103设置在支撑套管331内。这样可根据需要方便调节支撑套管的整体长度，调节扫描仪伸入到采空区内的深度，支撑套管之间的连接组合方便。

在操作平台201底部设置滚轮204，以方便装置在矿道内的移动以及设置位置的调节。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，所采用的术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，本实用新型的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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