一种研究用煤柱地面数据取样装置的制作方法

本技术涉及大断层领域，具体而言，涉及一种研究用煤柱地面数据取样装置。

背景技术：

1、煤炭开采时由于为了安全，采煤时在采面留下不采的那部分，就是煤柱，它是衡量一个采区开采率的一个重要标准。也是煤炭安全生产的一个重要指标。

2、但是，在断层煤柱支撑的时候，断层中容易发生突水路径，不对突水路径进行防护，就会容易造成煤柱的损坏，发生煤巷坍塌事故，十分的危险，这样就需要对突水路径的各项数据信息进行采集。

3、目前针对矿井突水探测主要有以下几种方法及各自问题：

4、瞬变电磁技术：岩层变化差异大、地质形态复杂，探测结果以定性为主，缺乏定量数据描述，且部分情况下探测精度较低，探测结果不准。

5、地质雷达技术：可探查岩层深度浅、精度低，对突涌水通道无法识别。

6、地质勘探技术：对水体的识别率较低，无法有效定位突涌水通道。

7、其他探测装置：获取数据单一。

8、上述的采集设备在使用的，均存在有一定的缺陷，即缺点具有缺乏定量数据描述，探测精度较低，探测结果不准，无法有效定位和识别突涌水通道，并且数据单一等问题。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种研究用煤柱地面数据取样装置，旨在改善缺乏定量数据描述，探测精度较低，探测结果不准，无法有效定位和识别突涌水通道，并且数据单一等问题。

2、本实用新型实施例提供了一种研究用煤柱地面数据取样装置，包括数据取样设备；

3、所述数据取样设备中包括有柔性外壳机构和刚性内壳机构，所述柔性外壳机构和所述刚性内壳机构之间设有若干支撑机构；

4、所述柔性外壳机构包括有第一柔性外壳体和第二柔性外壳体，所述刚性内壳机构包括有第一刚性内壳体和第二刚性内壳体，所述刚性内壳机构的内侧固定设有安装机构，所述安装机构包括有设置在所述第二刚性内壳体的端部的四个第二支撑板，所述第一刚性内壳体的端部内侧固定设有四个第一支撑板，四个所述第二支撑板和四个所述第一支撑板对应设置，所述第二支撑板上固定设有连接腔柱，所述连接腔柱的内侧开设有若干第一限位槽，所述第一支撑板的下部固定设有连接杆，所述连接杆的外侧设有若干第一限位环，所述连接杆卡合连接在所述连接腔柱的内部，所述第一限位环卡合连接在所述第一限位槽的内部；

5、所述刚性内壳机构的内部安装有电路板，所述电路板上固定安装有信号集成发射芯片、流速记录模块和位置记录模块，所述电路板的四角处开设有贯穿孔，所述电路板通过所述贯穿孔贯穿连接在所述连接腔柱上。

6、在上述实现过程中，本实用新型的数据取样设备形似球体的微型装置，由柔性外壳机构、刚性内壳机构、支撑机构、压力探测模块、流速记录模块、位置记录模块、以及信号集成发射芯片组成，整体为外柔内刚式，通过向水体中投放若干探测装置，收集含水层水体运动过程中水压力、水流速以及水体运行路径，实时将信号返回到工作人员以便于对突涌水进行精确分析，指导突涌水治理。

7、在一种具体的实施方案中，所述支撑机构设有若干个，且成轴向环绕设置，所述支撑机构包括有第一安装座和第二安装座，所述第一安装座固定设置在所述柔性外壳机构的内侧，所述第二安装座固定设置在所述刚性内壳机构的外侧。

8、在上述实现过程中，通过第一安装座和第二安装座实现对支撑机构进行安装连接，提高稳定性，并且实现对柔性外壳机构进行支撑。

9、在一种具体的实施方案中，所述第二安装座的内侧固定安装有压力探测模块，所述第一安装座的内侧固定安装有伸缩筒，所述伸缩筒的内部活动安装有伸缩杆，所述伸缩杆的一端连接在所述压力探测模块的一侧，所述伸缩筒和所述伸缩杆的外侧套接有弹簧，所述弹簧的两端分别固定连接在所述第一安装座和所述第二安装座上。

10、在上述实现过程中，通过压力探测模块实现对水压进行检测，并且通过弹簧、伸缩筒和伸缩杆实现对柔性外壳机构进行支撑，并且实现对水压的大小进行检测获取。

11、在一种具体的实施方案中，所述第一柔性外壳体和所述第一刚性内壳体的端部固定设有第一固定环，所述第一固定环的两侧固定设有第二固定环，所述第二柔性外壳体和所述第二刚性内壳体的端部开设有第一固定槽，所述第一固定槽的两侧开设有第二固定槽，所述第一固定环卡合连接在所述第一固定槽的内部，所述第二固定环卡合连接在所述第二固定槽的内部。

12、在上述实现过程中，通过第一固定环、第二固定环、第一固定槽和第二固定槽实现对第一柔性外壳体、第一刚性内壳体、第二柔性外壳体和第二刚性内壳体进行连接，提高密封性和连接的稳定性。

13、在一种具体的实施方案中，所述连接杆的一端固定设有覆压板，所述电路板的底部贴合在所述第二支撑板上，所述电路板的上部贴合在所述覆压板的下表面。

14、在上述实现过程中，覆压板的设定便于将电路板压合在第二支撑板上，提高电路板的稳定性。

15、在一种具体的实施方案中，所述电路板的一侧电性连接有充电接口，所述电路板的另一侧固定安装有蓄电池模组，所述蓄电池模组与所述充电接口电性连接。

16、在上述实现过程中，充电接口的设定便于实现对蓄电池模组进行充电，使得蓄电池模组能够实现对系统进行供电运行。

17、在一种具体的实施方案中，所述信号集成发射芯片上电性连接有数据采集模块，所述数据采集模块与所述压力探测模块、所述流速记录模块和所述位置记录模块，所述信号集成发射芯片上电性连接有数据收发天线，所述信号集成发射芯片与所述蓄电池模组电性连接。

18、在上述实现过程中，数据采集模块实现对检测的数据信息进行获取，并且通过信号集成发射芯片和数据收发天线进行信号的发送，以及蓄电池模组实现对系统进行供电运行。

19、与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

20、本实用新型的数据取样设备形似球体的微型装置，由柔性外壳机构、刚性内壳机构、支撑机构、压力探测模块、流速记录模块、位置记录模块、以及信号集成发射芯片组成，整体为外柔内刚式，通过向水体中投放若干探测装置，收集含水层水体运动过程中水压力、水流速以及水体运行路径，实时将信号返回到工作人员以便于对突涌水进行精确分析，指导突涌水治理。

技术特征：

1.一种研究用煤柱地面数据取样装置，其特征在于，包括数据取样设备，所述数据取样设备中包括有柔性外壳机构(10)和刚性内壳机构(20)，所述柔性外壳机构(10)和所述刚性内壳机构(20)之间设有若干支撑机构(40)；

2.根据权利要求1所述的一种研究用煤柱地面数据取样装置，其特征在于，所述支撑机构(40)设有若干个，且成轴向环绕设置，所述支撑机构(40)包括有第一安装座(410)和第二安装座(420)，所述第一安装座(410)固定设置在所述柔性外壳机构(10)的内侧，所述第二安装座(420)固定设置在所述刚性内壳机构(20)的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种研究用煤柱地面数据取样装置，其特征在于，所述第二安装座(420)的内侧固定安装有压力探测模块(430)，所述第一安装座(410)的内侧固定安装有伸缩筒(440)，所述伸缩筒(440)的内部活动安装有伸缩杆(450)，所述伸缩杆(450)的一端连接在所述压力探测模块(430)的一侧，所述伸缩筒(440)和所述伸缩杆(450)的外侧套接有弹簧(460)，所述弹簧(460)的两端分别固定连接在所述第一安装座(410)和所述第二安装座(420)上。

4.根据权利要求1所述的一种研究用煤柱地面数据取样装置，其特征在于，所述第一柔性外壳体(110)和所述第一刚性内壳体(210)的端部固定设有第一固定环(211)，所述第一固定环(211)的两侧固定设有第二固定环(212)，所述第二柔性外壳体(120)和所述第二刚性内壳体(220)的端部开设有第一固定槽(221)，所述第一固定槽(221)的两侧开设有第二固定槽(222)，所述第一固定环(211)卡合连接在所述第一固定槽(221)的内部，所述第二固定环(212)卡合连接在所述第二固定槽(222)的内部。

5.根据权利要求1所述的一种研究用煤柱地面数据取样装置，其特征在于，所述连接杆(521)的一端固定设有覆压板(523)，所述电路板(30)的底部贴合在所述第二支撑板(510)上，所述电路板(30)的上部贴合在所述覆压板(523)的下表面。

6.根据权利要求3所述的一种研究用煤柱地面数据取样装置，其特征在于，所述电路板(30)的一侧电性连接有充电接口(340)，所述电路板(30)的另一侧固定安装有蓄电池模组(360)，所述蓄电池模组(360)与所述充电接口(340)电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种研究用煤柱地面数据取样装置，其特征在于，所述信号集成发射芯片(330)上电性连接有数据采集模块，所述数据采集模块与所述压力探测模块(430)、所述流速记录模块(310)和所述位置记录模块(320)，所述信号集成发射芯片(330)上电性连接有数据收发天线，所述信号集成发射芯片(330)与所述蓄电池模组(360)电性连接。

技术总结
本技术提供了一种研究用煤柱地面数据取样装置，属于大断层技术领域。包括断层，在断层和工作面之间存在有突水路径，以及向突水路径中投放的数据取样设备；所述数据取样设备中包括有柔性外壳机构和刚性内壳机构，所述柔性外壳机构和所述刚性内壳机构之间设有若干支撑机构；所述刚性内壳机构的内侧固定设有安装机构，所述刚性内壳机构的内部安装有电路板，本技术的数据取样设备整体为外柔内刚式，通过向水体中投放若干探测装置，收集含水层水体运动过程中水压力、水流速以及水体运行路径，实时将信号返回到工作人员以便于对突涌水进行精确分析，指导突涌水治理。

技术研发人员：靳卫虎,陈辉亭,王进,潘妍奇
受保护的技术使用者：淮北矿业股份有限公司
技术研发日：20230220
技术公布日：2024/1/14