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专利号: 2016111019937
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种巷道顶板岩性成分的随钻探测装置,其特征在于:它包括岩屑采集装置(1)、单体锚杆钻机(2)和增强型手持式矿石分析仪,其中单体锚杆钻机(2)垂直设置并向顶板(10)钻孔;所述的岩屑采集装置(1)包括装置外壳、岩屑采集漏斗(3)、导管(5)、烘干装置(6)、过滤管(7)、排气孔(8)和排水管(9),其中烘干装置(6)和过滤管(7)分别垂直设置在装置外壳内部,烘干装置(6)在过滤管(7)周围,装置外壳上方设有与过滤管(7)相连接的开口、侧面设有多个排气孔(8)、底部设有排水管(9),所述岩屑采集漏斗(3)下方中央设有漏斗孔(4)、一侧设有导管(5),岩屑采集漏斗(3)的上开口设置在单体锚杆钻机(2)钻孔下方,岩屑采集漏斗(3)通过导管(5)与过滤管(7)相连接;

所述的单体锚杆钻机(2)为液压式或气动式;钻杆为刻度式钻杆,沿着长度为1m的钻杆,从上至下每隔20cm加工一圈高为1cm、深为1mm的凹槽,使用反光涂料,沿钻进方向从上至下将凹槽内喷涂红黄绿青蓝5种颜色条带。

2.根据权利要求1所述的巷道顶板岩性成分的随钻探测装置,它的特征在于:所述的岩屑采集漏斗(3)底部的圆形的漏斗孔(4)直径为20 30mm,岩屑采集漏斗(3)最上端的开口为~圆形喇叭口,直径为50 60cm,使用膨胀螺栓将岩屑采集漏斗(3)固定在顶板(10)上;岩屑采~集漏斗(3)和组成导管(5)的首截50cm的短钢管焊接为一体,均为不锈钢材质,连接处位于岩屑采集漏斗的最低端。

3.根据权利要求1所述的巷道顶板岩性成分的随钻探测装置,它的特征在于:所述的导管(5)由多个50cm的短钢管组成,钢管采用螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的巷道顶板岩性成分的随钻探测装置,它的特征在于:所述的烘干装置(6)由2个内置2000W镍铬丝的电热管组成。

5.根据权利要求1所述的巷道顶板岩性成分的随钻探测装置,它的特征在于:所述的过滤管(7)底部和侧壁有过滤孔,过滤管的目数为80到120之间,过滤孔的直径为0.125mm~

0.18mm。

6.一种使用权利要求1所述装置的巷道顶板岩性成分的随钻探测方法,其特征在于包括如下步骤:

a. 凿孔前,将岩屑采集装置(1)的岩屑采集漏斗(3)的上开口升至钻孔下方,调整岩屑采集漏斗(3)位置使漏斗孔(4)正对钻孔下方,使用膨胀螺栓将岩屑采集漏斗(3)固定在顶板(10)的岩壁上;

b. 开始凿孔工序:将单体锚杆钻机的刻度式钻杆、钻头穿过岩屑采集漏斗(3)中央的漏斗孔(4)进行垂直顶板凿孔,在钻进过程根据钻孔深度需要不断加长刻度式钻杆;

c. 在凿孔过程中,刻度式钻杆每钻进20cm停止凿孔,顶板(10)内的岩石碎屑混合液通过岩屑采集漏斗(3)收集起来,经导管(5)引流入岩屑采集装置(1)的过滤管(7)中进行过滤,水分通过排水管(9)排出从而实现沉淀,同时设置在过滤管(7)周边的烘干装置(6)对过滤管(7)中沉淀留下来的岩屑进行烘干,得到此段顶板(10 )岩石的采样,更换岩屑采集装置(1)中的过滤管(7),并将已取出的过滤管(7)按顺序进行记录、编号,获得不同深度顶板(10)凿孔的岩石采样;

d. 根据凿孔深度循环b、c步骤,直到达到要求的钻孔深度;

e. 将收集到的过滤管(7)按照编号顺序,依次使用增强型手持式矿石分析仪对过滤管中的岩屑进行探测分析,对比凿孔深度记录由浅到深地确定钻孔中顶板岩层的岩性特征。