地质矿产勘查钻探用安全防护系统的制作方法

1.本发明涉及地质勘探技术领域，具体是指地质矿产勘查钻探用安全防护系统。


背景技术：

2.在地质矿产勘查钻探过程中，岩石碎片和粉尘会从钻机中飞溅出来，对操作人员造成伤害。目前，一些传统的防护罩存在不够坚固、不够灵活或者不够易于安装和拆卸等问题，其尺寸通常固定设置，不能够根据不同型号的钻机进行适应性调整，适应范围较小，性价比低，且在钻探过程中，现有的安全防护装置通常不具备主动监测功能，不能对钻机的不稳定运行、过高温度或振动等进行检测或者检测灵敏度较低，可能导致事故的发生，存在安全隐患，现有钻探设备在现场工作，无法对现场环境、工作状态进行实时掌握，不利于企业管理。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出地质矿产勘查钻探用安全防护系统，该装置拆装方便、易于调节，能够适应不同尺寸钻机，固定牢靠，能够进行过程检测，保证施工安全。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：地质矿产勘查钻探用安全防护系统，包括：
5.固定组件，所述固定组件能够根据钻探机尺寸进行调节，对钻孔机进行稳定的限位；
6.监控系统，所述监控系统包括用于监测的传感器单元和与钻孔机电源系统相连的停机单元、接收所述传感器单元的检测信号并根据预设的安全参数判断是否需要停机的控制单元、用于远程通信的通信单元、用于远程对话的对讲单元，所述传感器单元安装在钻杆中，用于监测井道内部压力、钻机稳定性及钻杆工作状态，所述停机单元与钻机的电源系统相连，用于在检测到异常情况时接收所述控制单元的控制信号来切断钻孔机电源，停止钻机的运行；
7.警报组件，所述警报组件包括警报灯、蜂鸣器及音箱，分别与所述控制单元电性连接，用于接收所述控制单元的控制信号发出警报。
8.优选地，所述传感器单元还包括设置在现场的摄像头用于监控现场施工，所述控制单元通过所述通信单元远程通信连接有后台监控终端，所述控制单元与所述后台监控终端双向通信，将所述传感器单元的监控信息传递至所述后台监控终端并接收所述后台监控终端的控制指令。
9.优选地，所述通信单元采用gprs网络通信。
10.优选地，所述固定组件包括两个口字形设置的第一连接架，两个所述第一连接架中分别设有螺纹杆和导杆，所述螺纹杆转动设置在所述第一连接架上且其一端贯穿所述第一连接架连接有第一摇杆，所述螺纹杆上沿其芯轴的中间向两侧分别开设相反的螺纹，所
述螺纹杆和所述导杆上分别靠两侧设有相对的连接块，其中设置在所述螺纹杆上的连接块与所述螺纹杆螺纹连接，设置在所述导杆上的连接块与所述导杆滑动配合，所述连接块相对的一侧上设有连接管，相对设置的所述连接管之间设有可调节的夹持机构，两个所述第一连接架上靠两侧分别设有可调节的锚固机构。
11.优选地，所述锚固机构包括与所述第一连接架固定连接的连接板，所述连接板上螺纹连接有锚杆，所述锚杆包括与所述连接板螺纹连接的螺纹部、设置在所述螺纹部底端的锚固部及设置在所述螺纹部顶端的敲击板。
12.优选地，所述夹持机构包括两个口字形设置的第二连接架，两个所述第二连接架的两侧设有与所述连接管插接的限位杆，所述限位杆和所述连接管上分别开设有与其轴线垂直且相互连通的螺纹孔，所述螺纹孔中旋入拧紧螺栓使所述第二连接架与所述连接块连接，两个所述第二连接架上分别设有固定杆，每根所述固定杆上设有两个滑块，每个所述滑块上滑动设有限位板，所述限位板上螺纹连接有第二摇杆且位于所述第二连接架下方的所述第二摇杆与所述第二连接架转动连接，位于所述第二连接架上方的所述第二摇杆的端部与其顶面抵贴。
13.优选地，所述限位板为z型设置。
14.优选地，所述传感器单元包括用于检测井道内部压力变化的压力传感器、用于检测钻机稳定性和振动情况的加速度传感器及用于检测钻孔周围环境温度变化的温度传感器。
15.优选地，所述控制单元包括安装在所述覆盖物上的设备壳体，所述设备壳体中设有用于接收、处理和分析所述传感器单元的数据的处理器和用于存储预设的安全参数和历史数据的存储器，所述设备壳体上设有用于切断钻孔机电源的断电开关。
16.采用以上结构后，本发明具有如下优点：
17.(1)本技术装置通过设置锚固机构，设置由螺纹部、敲击板及锚固部三部分组成的锚杆，使其技能够根据钻机尺寸进行上下调节又能够扎入土地中进行固定，使装置固定牢靠，从而能够对钻机提供稳固的支撑力；
18.(2)通过设置可调节第二连接架，使其能够与任一型号的钻机的框架配合，通过设置限位板，使其能够对钻机的框架进行夹持固定，使用灵活、方便；
19.(3)通过设置监控系统，便于后台监控人员实时掌握施工现场工作状况，对施工过程进行远程监控，便于企业管理，也能够在出现紧急情况时对设备进行远程停机，并呼叫现场施工人员进行处理，避免损失扩大，保证施工设备、人员的安全，提供双保险；
20.(4)本技术装置采用模块化设计，各部件之间多采用螺纹连接，拆装方便，易于转运；
21.(5)本技术设置有停机组件，能够及时检测到异常情况，从而及时停止钻机运行，避免安全事故的发生，降低潜在风险，保护操作人员安全。
22.上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
24.图1是本发明的系统框图。
25.图2是本发明固定组件的结构示意图一。
26.图3是本发明固定组件的结构示意图二。
27.图4是本发明第一连接架的结构示意图。
28.图5是本发明第二连接架的结构示意图。
29.图6是本发明连接块的结构示意图。
30.如图所示：1、第一连接架；2、第二连接架；3、连接板；4、限位杆；5、敲击板；6、螺纹部；7、锚固部；8、螺纹杆；9、连接块；10、第一摇杆；11、第二摇杆；12、连接管；13、螺纹孔；14、导杆；15、滑块；16、固定杆；17、限位板。
具体实施方式
31.下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.结合附图1-图6，地质矿产勘查钻探用安全防护系统，包括固定组件、监控系统及警报组件。
34.固定组件能够根据钻探机尺寸进行调节，对钻孔机进行稳定的限位，包括两个口字形设置的第一连接架1，两个第一连接架1中分别设有螺纹杆8和导杆14，螺纹杆8转动设置在第一连接架1上且其一端贯穿第一连接架1连接有第一摇杆10，螺纹杆8上沿其芯轴的中间向两侧分别开设相反的螺纹，螺纹杆8和导杆14上分别靠两侧设有相对的连接块9，其中设置在螺纹杆8上的连接块9与螺纹杆8螺纹连接，设置在导杆14上的连接块9与导杆14滑动配合，连接块9相对的一侧上设有连接管12，相对设置的连接管12之间设有可调节的夹持机构，两个第一连接架1上靠两侧分别设有可调节的锚固机构，锚固机构包括与第一连接架1固定连接的连接板3，连接板3上螺纹连接有锚杆，锚杆包括与连接板3螺纹连接的螺纹部6、设置在螺纹部6底端的锚固部7及设置在螺纹部6顶端的敲击板5，锚固部7为锥形设置。
35.夹持机构包括两个口字形设置的第二连接架2，两个第二连接架2的两侧设有与连接管12插接的限位杆4，限位杆4和连接管12上分别开设有与其轴线垂直且相互连通的螺纹孔13，螺纹孔13中旋入拧紧螺栓使第二连接架2与连接块9连接，两个第二连接架2上分别设有固定杆16，每根固定杆16上设有两个滑块15，每个滑块15上滑动设有限位板17，滑块15上
纵向设有t型滑槽，限位板17与t型滑槽滑动配合设置，限位板17上螺纹连接有第二摇杆11且位于第二连接架2下方的第二摇杆11与第二连接架2转动连接，位于第二连接架2上方的第二摇杆11的端部与其顶面抵贴，限位板17为z型设置，位于同一固定杆16上的两个限位板17相互呈垂直镜像设置，对钻机框架形成上下咬合的状态。
36.监控系统包括用于监测的传感器单元和与钻孔机电源系统相连的停机单元、接收传感器单元的检测信号并根据预设的安全参数判断是否需要停机的控制单元、用于远程通信的通信单元、用于远程对话的对讲单元，传感器单元安装在钻杆中，用于监测井道内部压力、钻机稳定性及钻杆工作状态，停机单元与钻机的电源系统相连，用于在检测到异常情况时接收控制单元的控制信号来切断钻孔机电源，停止钻机的运行，传感器单元还包括设置在现场的摄像头用于监控现场施工，控制单元通过通信单元远程通信连接有后台监控终端，通信单元采用gprs网络通信，控制单元与后台监控终端双向通信，将传感器单元的监控信息传递至后台监控终端并接收后台监控终端的控制指令。
37.停机单元与钻机的电源系统相连，用于在检测到异常情况(如抱钻等情况)时切断钻孔机电源，停止钻机的运行，控制单元包括安装在施工现场的设备壳体，设备壳体中设有用于接收、处理和分析传感器单元的数据的处理器和用于存储预设的安全参数和历史数据的存储器，设备壳体上设有用于切断钻孔机电源的断电开关。
38.警报组件包括警报灯、蜂鸣器，安装在盖板上，分别与控制单元电性连接，用于接收控制单元的控制信号发出声光警报。
39.工作原理：
40.本技术装置在使用时，先对装置进行组装，将两第一连接架放置在钻机两侧，在将第二连接架设置在两第一连接架之间且靠钻机的两侧设置，将第二连接架两侧的限位杆插入连接管中，并向螺纹孔旋入拧紧螺栓使其连接固定，根据钻机尺寸，旋转锚杆从而调整装置的整体高度，至合适高度后，分别将锚杆第一摇杆入地面，进行固定，转动第一摇杆，使其带动螺纹杆上的两个连接块相对移动，至钻机框架处停止，分别转动四个第二摇杆，使限位板与钻机框架卡接固定，在钻机工作时，传感器单元对检测内容进行检测，并将现场的监测数据包括监控画面、传感器监测数据通过通信单元实时传送至后台监控终端，管理人员可通过后台监控终端对现场施工进行监督管理，若检测值超出预设的安全值时，则处理器自动控制停机单元切断钻机的电源，使其停止工作并通过警报灯发出警报，在遇紧急情况时，可通过断电开关切断钻孔机电源，若现场操作人员为及时处理，管理人员可直接经后台监控终端发送控制指令，控制设备停机。
41.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，全文中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.地质矿产勘查钻探用安全防护系统，其特征在于，包括：固定组件，所述固定组件能够根据钻探机尺寸进行调节，对钻孔机进行稳定的限位；监控系统，所述监控系统包括用于监测的传感器单元和与钻孔机电源系统相连的停机单元、接收所述传感器单元的检测信号并根据预设的安全参数判断是否需要停机的控制单元、用于远程通信的通信单元、用于远程对话的对讲单元，所述传感器单元安装在钻杆中，用于监测井道内部压力、钻机稳定性及钻杆工作状态，所述停机单元与钻机的电源系统相连，用于在检测到异常情况时接收所述控制单元的控制信号来切断钻孔机电源，停止钻机的运行；警报组件，所述警报组件包括警报灯、蜂鸣器及音箱，分别与所述控制单元电性连接，用于接收所述控制单元的控制信号发出警报。2.根据权利要求1所述的地质矿产勘查钻探用安全防护系统，其特征在于：所述传感器单元还包括设置在现场的摄像头用于监控现场施工，所述控制单元通过所述通信单元远程通信连接有后台监控终端，所述控制单元与所述后台监控终端双向通信，将所述传感器单元的监控信息传递至所述后台监控终端并接收所述后台监控终端的控制指令。3.根据权利要求2所述的地质矿产勘查钻探用安全防护系统，其特征在于：所述通信单元采用gprs网络通信。4.根据权利要求2所述的地质矿产勘查钻探用安全防护系统，其特征在于：所述固定组件包括两个口字形设置的第一连接架，两个所述第一连接架中分别设有螺纹杆和导杆，所述螺纹杆转动设置在所述第一连接架上且其一端贯穿所述第一连接架连接有第一摇杆，所述螺纹杆上沿其芯轴的中间向两侧分别开设相反的螺纹，所述螺纹杆和所述导杆上分别靠两侧设有相对的连接块，其中设置在所述螺纹杆上的连接块与所述螺纹杆螺纹连接，设置在所述导杆上的连接块与所述导杆滑动配合，所述连接块相对的一侧上设有连接管，相对设置的所述连接管之间设有可调节的夹持机构，两个所述第一连接架上靠两侧分别设有可调节的锚固机构。5.根据权利要求2所述的地质矿产勘查钻探用安全防护系统，其特征在于：所述锚固机构包括与所述第一连接架固定连接的连接板，所述连接板上螺纹连接有锚杆，所述锚杆包括与所述连接板螺纹连接的螺纹部、设置在所述螺纹部底端的锚固部及设置在所述螺纹部顶端的敲击板。6.根据权利要求2所述的地质矿产勘查钻探用安全防护系统，其特征在于：所述夹持机构包括两个口字形设置的第二连接架，两个所述第二连接架的两侧设有与所述连接管插接的限位杆，所述限位杆和所述连接管上分别开设有与其轴线垂直且相互连通的螺纹孔，所述螺纹孔中旋入拧紧螺栓使所述第二连接架与所述连接块连接，两个所述第二连接架上分别设有固定杆，每根所述固定杆上设有两个滑块，每个所述滑块上滑动设有限位板，所述限位板上螺纹连接有第二摇杆且位于所述第二连接架下方的所述第二摇杆与所述第二连接架转动连接，位于所述第二连接架上方的所述第二摇杆的端部与其顶面抵贴。7.根据权利要求4所述的地质矿产勘查钻探用安全防护系统，其特征在于：所述限位板为z型设置。8.根据权利要求4所述的地质矿产勘查钻探用安全防护系统，其特征在于：所述传感器单元包括用于检测井道内部压力变化的压力传感器、用于检测钻机稳定性和振动情况的加
速度传感器及用于检测钻孔周围环境温度变化的温度传感器。9.根据权利要求8所述的地质矿产勘查钻探用安全防护系统，其特征在于：所述控制单元包括安装在施工现场的设备壳体，所述设备壳体中设有用于接收、处理和分析所述传感器单元的数据的处理器和用于存储预设的安全参数和历史数据的存储器，所述设备壳体上设有用于切断钻孔机电源的断电开关。

技术总结
本发明涉及地质勘探技术领域，本发明地质矿产勘查钻探用安全防护系统，包括固定组件、监控系统及警报组件。本发明具有如下优点：本申请装置通过设置锚固机构，设置由螺纹部、敲击板及锚固部三部分组成的锚杆，使其技能够根据钻机尺寸进行上下调节又能够扎入土地中进行固定，使装置固定牢靠，从而能够对钻机提供稳固的支撑力；通过设置可调节第二连接架，使其能够与任一型号的钻机的框架配合；通过设置监控系统，便于后台监控人员实时掌握施工现场工作状况，对施工过程进行远程监控，便于企业管理，也能够在出现紧急情况时对设备进行远程停机，并呼叫现场施工人员进行处理，避免损失扩大，保证施工设备、人员的安全，提供双保险。提供双保险。提供双保险。


技术研发人员：何伟
受保护的技术使用者：中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心
技术研发日：2023.07.26
技术公布日：2023/9/9