一种地质矿产探测器
阅读说明：本技术 一种地质矿产探测器 (Geological mineral detector ) 是由 刘金华 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种地质矿产探测器,涉及地质勘探设备技术领域,该地质矿产探测器包括底板,所述底板上安装有液体箱、与液体箱的底部接通的增压泵、地震数据采集仪以及用于固定安装高压喷头的安装架,所述高压喷头通过液体管与所述液体箱接通,高压喷头上安装有电控流量调节阀,高压喷头的液体喷射路线上设有环形件,环形件通过滑移结构与底板连接且环形件的滑移方向与高压喷头的液体喷射路线相同；本发明结构巧妙,通过控制电控流量调节阀的档位,即可使接收传感器自动的移动至待开挖的岩体或土体的工作面处,不需要人工进入到隧道内部深处对接收传感器进行安装,提高了工作效率、节省劳动强度的同时,也提高了工作安全性。(The invention provides a geological mineral detector, which relates to the technical field of geological exploration equipment and comprises a bottom plate, wherein a liquid tank, a booster pump communicated with the bottom of the liquid tank, a seismic data acquisition instrument and an installation frame for fixedly installing a high-pressure spray head are arranged on the bottom plate; the invention has smart structure, can automatically move the receiving sensor to the working surface of the rock body or the soil body to be excavated by controlling the gear of the electric control flow regulating valve, does not need to enter the deep part inside the tunnel to install the receiving sensor manually, improves the working efficiency, saves the labor intensity and simultaneously improves the working safety.)
技术领域
本发明涉及地质勘探设备技术领域，具体是一种地质矿产探测器。
背景技术
在隧道、地下空间等地下工程施工中，地质条件对施工进度、工艺以及安全等方面影响显著。遇到不良地质段时，易发生突水突泥、塌方等地质灾害，甚至造成人身伤亡、设备毁坏等重大安全事故。为了防止地下工程施工过程中发生地质灾害和安全事故，利用超前地质预报技术对工作面前方进行探测是一条有效途径。预先探明工作面前方地质情况，及时发现不良地质体，并针对不良地质段提前制定合理的处理措施以及安全的施工预案。从而，降低施工风险，保证顺利施工。
人工震源是地震反射类超前地质预报技术的重要组成部分。人工震源主要分为两类，即炸药震源和非炸药震源。非炸药震源又分为机械撞击、气爆震源以及电能震源等。炸药震源的爆炸能量大部分消耗在造成周围岩体破碎或永久变形上，仅部分能量形成有效的地震干扰。对于干燥疏松岩石，有效能量非常低，只有在含水可塑性介质中，才能获得较好的地震波效果。近年炸药震源正在逐渐被非炸药震源替代。机械撞击类震源利用机械装置冲击地面或工作面，形成震动效果。激发的地震波频率较低，一般在100Hz之内，分辨率不高，而且能量消耗较大。气爆震源属于机械装置，是将高压气体压入容器，并在出口处瞬间释放，产生强冲击，造成震动效果。气爆震源具有频率高、频带宽的特点。电能震源是电子装置，通过微妙级别放电产生电弧气化介质形成强冲击。电能震源具有地震波频率高，对周围环境影响小等特点。非炸药震源相对炸药震源具有显著优越性，但对于地下工程施工狭小的空间，尤其是隧道掘进机掘进等空间已存在复杂机械结构的情况，仍存在设备过大、安装不便等问题，导致探测效率低，影响正常施工。
在授权公告号为CN110632645B的中国专利中公开了一种高压脉冲水射流可控主动震源超前探测装置及使用方法，探测装置包括水箱、供水泵、增压器、伺服电机、收敛型喷嘴、接收传感器和地震波数据采集仪，供水泵分别连接水箱和增压器，增压器连接收敛型喷嘴，伺服电机的输出轴连接挡块；接收传感器连接地震波数据采集仪，供水泵将水箱里的水泵入增压器，增压器进行加压形成高压水射流，伺服电机驱动挡块转动，挡块截断形成高压脉冲射流束，高压脉冲射流束冲击工作面产生激震地震波，接收传感器反射波，地震波数据采集仪实时采集反射波并传送至智能终端，智能终端分析反射波并判断不良地质体的特征。
但是上述技术方案在实际使用时本发明人发现，由于接收传感器需要安装深入到掘进地段并将接收传感器安装在待开挖的岩体或土体上，需要人工进入到隧道内部深处对接收传感器进行安装，降低了工作效率、增加劳动强度，也存在较大的安全隐患，并且收敛型喷嘴喷出的水也不能被回收使用，而将水运输至刚刚掘进施工地段也十分的繁琐，费时费力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地质矿产探测器，旨在解决现有技术中的地质矿产探测器由于接收传感器需要安装深入到掘进地段并将接收传感器安装在待开挖的岩体或土体上，需要人工进入到隧道内部深处对接收传感器进行安装，降低了工作效率、增加劳动强度，也存在较大的安全隐患，并且收敛型喷嘴喷出的水也不能被回收使用，而将水运输至刚刚掘进施工地段也十分的繁琐，费时费力的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：所述地质矿产探测器包括底板，所述底板上安装有液体箱、与液体箱的底部接通的增压泵、地震数据采集仪以及用于固定安装高压喷头的安装架，所述高压喷头 通过液体管与所述液体箱接通，高压喷头上安装有电控流量调节阀，高压喷头的液体喷射路线上设有环形件，环形件通过滑移结构与底板连接且环形件的滑移方向与高压喷头的液体喷射路线相同，所述环形件的内壁沿其圆周方向均匀的固定连接有若干空心筒，空心筒的端部活动插入有移动件，移动件通过第一弹性复位件与空心筒的内部连接，空心筒还通过单向限位机构与移动件连接，移动件的另一端固定连接有拼接板，若干的拼接板可拼接成一个完整的圆形或多边形形状且所述高压喷头的液体喷射路线经过该圆形或多边形形状的中心位置，所述拼接板朝向高压喷头的侧面固定设置有弧形板且当高压喷头喷射的液体冲击到拼接板上而发生溅射的方向朝向弧形板，弧形板的另一侧面安装有接收传感器，所述环形件的下部接通设置有储存箱，储存箱通过弹性波纹管与液体箱接通。
本发明的进一步的技术方案:本发明还包括用于调节底板的位置以实现对高压喷头的喷射位置进行调节的位置调节机构。
本发明的进一步的技术方案:所述位置调节机构包括底座，底座上固定连接有立板，立板朝向底板的侧面开设有两个平行设置的竖向槽，两个竖向槽之间设置有X型槽，X型槽的两个上侧端部与两个竖向槽的上侧端部接通且X型槽的两个上侧端部的槽深小于两个竖向槽的上侧端部的槽深，X型槽的两个下侧端部与两个竖向槽的下侧端部接通且X型槽的两个下侧端部的槽深大于两个竖向槽的下侧端部的槽深，所述底座上安装有升降装置，升降装置的上部活动端固定连接有固定杆，固定杆上滑移连接有滑套，滑套朝向立板的一侧安装有弹性复位机构，弹性复位机构的活动端安装有可沿着竖向槽和X型槽滑移的滑块，所述滑套的另一侧面固定连接有支撑杆，支撑杆与底板固定连接。
本发明的进一步的技术方案:所述弹性复位机构包括筒体，筒体朝向立板的一端活动插入有移动杆，所述滑块固定安装在移动杆上，所述筒体通过第三弹性复位件与立板连接。
本发明的进一步的技术方案:所述第三弹性复位件为压簧，所述升降装置为电动伸缩杆。
本发明的进一步的技术方案:所述底座远离支撑杆的一侧设置有配重块。
本发明的进一步的技术方案:所述液体箱的内部设置有过滤网，所述过滤网位于增压泵的进水端与弹性波纹管的出水端之间，所述液体箱的上部设置有补充水管。
本发明的进一步的技术方案:所述滑移结构包括与环形件固定连接的导向杆以及固定设置在底板和液体箱上的导向套，所述导向杆活动穿过导向套。
本发明的进一步的技术方案:所述单向限位机构包括沿着移动件的长度方向设置的若干第一限位块，所述第一限位块呈朝向空心筒的侧面为斜面而相对的另一侧面为平面的形状，所述空心筒的侧壁上活动有第二限位块，所述第二限位块呈朝向拼接板的侧面为斜面而相对的另一侧面为平面的形状，所述第一限位块和所述第二限位块位置相对应，所述第二限位块的另一端固定连接有手柄，所述手柄通过第二弹性复位件与所述空心筒连接。
本发明的进一步的技术方案:所述第二弹性复位件和所述第一弹性复位件为压簧。
本发明的有益效果是：
1、本发明结构巧妙，通过控制电控流量调节阀的档位，即可使接收传感器自动的移动至待开挖的岩体或土体的工作面处，不需要人工进入到隧道内部深处对接收传感器进行安装，提高了工作效率、节省劳动强度的同时，也提高了工作安全性；
2、当拼接板带着接收传感器移动至待开挖的岩体或土体的工作面处后，再次控制电控流量调节阀的档位，此时即可使通过水的溅射能力使弧形板自动的带着接收传感器朝向四周移动，使接收传感器移动至合适的位置，通过调节电控流量调节阀的档位，即可控制水的溅射效果并调节接收传感器的移动位置，而且弧形板带着拼接板移动后，此时拼接板相互远离，使环形件的中心处打开一个用于使高压脉冲射流束通过的区域，从而能够保证高压脉冲射流束的对待开挖的岩体或土体的冲击，因此通过操作人员只需通过控制电控流量调节阀的档位即可实现连续的操作效果；
3、当水冲击拼接板或者待开挖的岩体或土体的工作面后，溅射后的水由于环形件的遮挡，使水不会轻易的流出到环形件的外部，造成浪费，而是进入到环形件下部的储存箱，并最终通过弹性波纹管回流到液体箱内，实现对水的回收，节省水资源的同时，也解决了在设备掘进的过程中难以将地上水运至施工现场的问题，省时省力。
4、高压喷头上移时倾斜移动、下移时竖向移动，最终使高压脉冲射流束能够在待开挖的岩体或土体工作面处多处形成激振地震波以提高不良地质体的探测范围。
附图说明
图1是本发明的实施例1的主视示意图。
图2是图1中沿A-A线的剖视图。
图3是图1中沿B-B线的剖视图。
图4是图3中Ⅰ处的放大示意图。
图5是图2中拼接板相互远离状态的示意图。
图6是本发明的实施例1中拼接板和弧形板的示意图。
图7是本发明的实施例2的主视示意图。
图8是图7中Ⅱ处的放大示意图。
图9是图7中沿C-C线的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
实施例一
如图1-6所示，一种地质矿产探测器，包括底板1，所述底板1上安装有液体箱2、与液体箱2的底部接通的增压泵4、地震数据采集仪24以及用于固定安装高压喷头7的安装架8，所述高压喷头7 通过液体管5与所述液体箱2接通，高压喷头7上安装有电控流量调节阀6，高压喷头7的液体喷射路线上设有环形件9，环形件9通过滑移结构与底板1连接且环形件9的滑移方向与高压喷头7的液体喷射路线相同，所述环形件9的内壁沿其圆周方向均匀的固定连接有若干空心筒14，空心筒14的端部活动插入有移动件16，移动件16通过第一弹性复位件15与空心筒14的内部连接，优选的，所述第一弹性复位件15为压簧，空心筒14还通过单向限位机构与移动件16连接，优选的，移动件16为圆柱体形状，移动件16的另一端固定连接有拼接板21，若干的拼接板21可拼接成一个完整的圆形或多边形形状且所述高压喷头7的液体喷射路线经过该圆形或多边形形状的中心位置，所述拼接板21朝向高压喷头7的侧面固定设置有弧形板22且当高压喷头7喷射的液体冲击到拼接板21上而发生溅射的方向朝向弧形板22，弧形板22的另一侧面安装有接收传感器23，所述环形件9的下部接通设置有储存箱12，储存箱12通过弹性波纹管13与液体箱2接通。
将本发明移动到合适的位置后，使本发明中的高压喷头7朝向待开挖的岩体或土体，然后启动增压泵4，并控制电控流量调节阀6使其处于一个较小的档位，高压水通过高压喷头7喷出，并冲击拼接板21，由于在第一弹性复位件15的作用下，若干的拼接板21可拼接成一个完整的圆形或多边形形状，如图2和3所示，此时高压喷头7喷出的高压水冲击到全部的拼接板21上，并且由于环形件9通过滑移结构与底板1连接，此时即可通过高压水的冲击推动作用使拼接板21带着环形件9朝向待开挖的岩体或土体移动，直至当拼接板21背面处的接收传感器23与待开挖的岩体或土体接触，此时拼接板21不能够再继续移动，然后控制电控流量调节阀6使其处于一个较大的档位，当高压水继续冲击拼接板21后会向四周发生溅射，由于发生溅射的水冲击弧形板22，从而使弧形板22受力并带着拼接板21和接收传感器23朝向水冲击的四周方向移动，如图5所示为拼接板21相互远离状态的示意图，并且由于单向限位机构的设置，使拼接板21相互远离之后也不能够再相互的靠近复位，此时拼接板21和接收传感器23分布在水冲击点的四周，使接收传感器23能够均匀且准确的接收各处的反射波，然后控制电控流量调节阀6，使其间歇的开关与闭合，从而使高压喷头7喷出的高压脉冲射流束间歇的冲击待开挖的岩体或土体，高压脉冲射流束冲击待开挖的岩体或土体上的激振点，产生水锤效应，使待开挖的岩体或土体上产生激振地震波，激振地震波在岩体或土体中传播，当激振地震波遇到不良地质体后，激振地震波在不良地质体的阻抗界面上产生反射波，反射波向待开挖的岩体或土体工作面传播并对接收传感器23接收，地震数据采集仪24实时采集反射波信号并通过智能终端分析数据；
因此，本发明结构巧妙，通过控制电控流量调节阀6的档位，即可使接收传感器23自动的移动至待开挖的岩体或土体的工作面处，不需要人工进入到隧道内部深处对接收传感器进行安装，提高了工作效率、节省劳动强度的同时，也提高了工作安全性，并且当拼接板21带着接收传感器23移动至待开挖的岩体或土体的工作面处后，再次控制电控流量调节阀6的档位，此时即可使通过水的溅射能力使弧形板22自动的带着接收传感器23朝向四周移动，使接收传感器23移动至合适的位置，通过调节电控流量调节阀6的档位，即可控制水的溅射效果并调节接收传感器23的移动位置，而且弧形板22带着拼接板21移动后，此时拼接板21相互远离，使环形件9的中心处打开一个用于使高压脉冲射流束通过的区域，从而能够保证高压脉冲射流束的对待开挖的岩体或土体的冲击，因此通过操作人员只需通过控制电控流量调节阀6的档位即可实现连续的操作效果。
并且，当水冲击拼接板21或者待开挖的岩体或土体的工作面后，溅射后的水由于环形件9的遮挡，使水不会轻易的流出到环形件9的外部，造成浪费，而是进入到环形件9下部的储存箱12，并最终通过弹性波纹管13回流到液体箱2内，实现对水的回收，节省水资源的同时，也解决了在设备掘进的过程中难以将地上水运至施工现场的问题，省时省力。
在本发明的具体实施例中，所述液体箱2的内部设置有过滤网（图中未示出），所述过滤网位于增压泵4的进水端与弹性波纹管13的出水端之间，通过设置的过滤网可以对回流的水起到过滤效果，减少水中的杂质，保证增压泵4和高压喷头7的正常使用，所述液体箱2的上部设置有补充水管3，方便通过补充水管3对液体箱2补充水源。
在本发明的具体实施例中，所述滑移结构包括与环形件9固定连接的导向杆11以及固定设置在底板1和液体箱2上的导向套10，所述导向杆11活动穿过导向套10。
在本发明的具体实施例中，所述单向限位机构包括沿着移动件16的长度方向设置的若干第一限位块17，所述第一限位块17呈朝向空心筒14的侧面为斜面而相对的另一侧面为平面的形状，所述空心筒14的侧壁上活动有第二限位块18，所述第二限位块18呈朝向拼接板21的侧面为斜面而相对的另一侧面为平面的形状，所述第一限位块17和所述第二限位块18位置相对应，所述第二限位块18的另一端固定连接有手柄19，所述手柄19通过第二弹性复位件20与所述空心筒14连接，优选的，所述第二弹性复位件20为压簧。
当弧形板22受到水的溅射而受力时，当受到水的冲击力大于第一弹性复位件15的弹力时，则会带着移动件16朝向空心筒14移动，如图3和4所示，由于第一限位块17呈朝向空心筒14的侧面为斜面而相对的另一侧面为平面的形状，第二限位块18呈朝向拼接板21的侧面为斜面而相对的另一侧面为平面的形状，移动件16带着第一限位块17移动时与第二限位块18接触，此时第一限位块17的斜面抵接着第二限位块18的斜面，从而对第二限位块18产生朝向外部运动的分力，如图4所示，第二限位块18移动后此时第二限位块18不再对第一限位块17具有阻挡效果，从而使弧形板22受力后能够自动的沿着相互远离的方向移动，当弧形板22带着拼接板21和接收传感器23移动至合适后，此时虽然有第一弹性复位件15的弹性复位能力，但是由于当移动件16朝向远离空心筒14的方向移动时，此时第一限位块17的平面抵接着第二限位块18的平面，从而对移动件16朝向远离空心筒14的方向移动产生限位效果，从而实现单向限位的作用，当需要使拼接板21和接收传感器23复位时，则手动的拉动手柄19使第二限位块18脱离对第一限位块17的限位后即可实现自动复位。
实施例二
在实施例一的基础上，如图7-9所示，本发明还包括用于调节底板1的位置以实现对高压喷头7的喷射位置进行调节的位置调节机构，具体的，所述位置调节机构包括底座26，底座26上固定连接有立板29，立板29朝向底板1的侧面开设有两个平行设置的竖向槽30，两个竖向槽30之间设置有X型槽31，X型槽31的两个上侧端部与两个竖向槽30的上侧端部接通且X型槽31的两个上侧端部的槽深小于两个竖向槽30的上侧端部的槽深，X型槽31的两个下侧端部与两个竖向槽30的下侧端部接通且X型槽31的两个下侧端部的槽深大于两个竖向槽30的下侧端部的槽深，所述底座26上安装有升降装置37，优选的，所述升降装置37为电动伸缩杆，升降装置37的上部活动端固定连接有固定杆36，固定杆36上滑移连接有滑套35，滑套35朝向立板29的一侧安装有弹性复位机构，弹性复位机构的活动端安装有可沿着竖向槽30和X型槽31滑移的滑块（图中未示出），所述滑套35的另一侧面固定连接有支撑杆25，支撑杆25与底板1固定连接。
当需要持续的调节高压喷头7的位置以使高压脉冲射流束能够在待开挖的岩体或土体工作面处多处形成激振地震波以提高不良地质体的探测范围时，此时升降装置37 ，使升降装置37的活动端带着固定杆36往复的上下移动，如图9所示，从而带着固定杆36和滑套35也往复的上下移动，并且由于滑套35通过通过弹性复位机构连接有滑块，此时滑块移动的同时还会沿着两个平行设置的竖向槽30和X型槽31移动，并且X型槽31的两个上侧端部与两个竖向槽30的上侧端部接通且X型槽31的两个上侧端部的槽深小于两个竖向槽30的上侧端部的槽深，X型槽31的两个下侧端部与两个竖向槽30的下侧端部接通且X型槽31的两个下侧端部的槽深大于两个竖向槽30的下侧端部的槽深，如图9所示的箭头为滑块的移动轨迹，具体来说，当滑块开始上移时，由于X型槽31的两个下侧端部与两个竖向槽30的下侧端部接通且X型槽31的两个下侧端部的槽深大于两个竖向槽30的下侧端部的槽深，则通过弹性复位机构的作用，使滑块只会贴着X型槽31的内部底壁移动，而X型槽31下侧端的槽深大于竖向槽30的下侧端，此时滑块移动至竖向槽30的下侧端时会触碰到阻碍，从而使滑块上移时只能沿着X型槽31移动，当滑块移动至最上端后并开始下移后，由于X型槽31的两个上侧端部与两个竖向槽30的上侧端部接通且X型槽31的两个上侧端部的槽深小于两个竖向槽30的上侧端部的槽深，此时竖向槽30的上侧端部槽更深，则此时滑块只会沿着竖向槽30下移，也就是说，滑块上移时沿着X型槽31，而滑块下移时沿着竖向槽30，则滑套35跟随滑块沿着如图9所示的轨迹移动，最终带着底板1和高压喷头7上移时倾斜移动和下移时竖向移动，最终使高压脉冲射流束能够在待开挖的岩体或土体工作面处多处形成激振地震波以提高不良地质体的探测范围。
本发明的具体实施例中，所述弹性复位机构包括筒体32，筒体32朝向立板29的一端活动插入有移动杆33，所述滑块固定安装在移动杆33上，所述筒体32通过第三弹性复位件34与立板29连接，优选的，所述第三弹性复位件34为压簧。
本发明的具体实施例中，所述底座26远离支撑杆25的一侧设置有配重块28，保证本具体实施例的稳定性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。