[发明专利]一种原位自动探测土壤中隐蔽高温位置和范围的装置及方法

说明书

本发明涉及隐蔽高温区检测技术领域，具体涉及一种原位自动探测土壤中隐蔽高温位置和范围的装置及方法，该装置包括起到稳固作用的支架，支架底部安装有万向轮，其上顶面安装一分析装置，下顶面安装一取芯组件，所述取芯组件由钻头、钻机和取芯装置组成，由燃油发动机提供动力；所述分析装置由盖格计数器、分析窗口、显示窗组成。本发明采用车载式抽取土壤样本的方法来快速检测土壤氡气浓度，不用花费长时间等待氡气积聚，检测更为快速；脱离了传统测杯的方法，直接在土壤中测量氡气，无需担心在测量过程中的氡气逸散而导致的测量误差，精确度更高。

技术领域

本发明涉及隐蔽高温区检测技术领域，具体涉及一种原位自动探测土壤中隐蔽高温位置和范围的装置及方法。

背景技术

煤层自燃是普遍发生的自然现象，其形成的煤层自燃高温区比较隐蔽，难以直接测定。由于地层中的隐蔽高温区可加速某些放射性元素分解，引起其上覆地层中放射性氡浓度异常，因此可通过测定地层中的氡异常分析高温区范围。

目前，通常通过地表挖坑预埋α探杯，当达到探杯上氡吸队平衡后，取出探杯，用探测器分析杯上的氡浓度，据此判断地层中的氡异常区，进而分析高温区的位置与范围。具有以下缺点：（1）挖坑埋α探杯和取探杯分析工作量大、工人劳动强度大；（2）探杯在地层中达到氡吸附平衡需要时间长使探测周期较长；（3）埋杯和取探杯分析过程可能造成探杯损坏或丢失；（4）在取出探杯分析过程中会有放射性氡损失，造成探测准确性降低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种原位自动探测土壤中放射性氡浓度，确定隐蔽高温位置和范围的探测装置及方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种原位自动探测土壤中隐蔽高温位置和范围的装置，包括起到稳固作用的支架，支架底部安装有万向轮，其上顶面安装一分析装置，下顶面安装一取芯组件，所述取芯组件由钻头、钻机和取芯装置组成，由燃油发动机提供动力；所述分析装置由盖格计数器、分析窗口、显示窗组成。所述取芯装置由管子和锯齿状活动钻头组成，末端为锯齿状活动钻头，通过活动铰链与管子铰接，通过发动机提供动力旋转锯齿状活动钻头打钻深入土壤或土岩混合物，土壤或土岩混合物进入管子中。所述盖格计数器置于分析窗口之中，盖格计数器分析的数据通过分析窗口显示。

进一步地，所述通过燃油发动机带动钻机使钻头钻至地面往下大约50cm处，由取芯装置采取土壤或土岩混合物样本，收集至分析窗口，然后经盖格计数器分析样本中的放射性浓度并在显示窗口中显示。

进一步地，所述取芯装置由管子和锯齿状活动钻头组成，末端为锯齿状活动钻头，通过活动铰链与管子铰接，通过发动机提供动力旋转锯齿状活动钻头打钻深入土壤或土岩混合物，土壤或土岩混合物进入管子中，然后通过燃油发动机带动钻机反向旋转，将取芯装置提升至分析窗口中，所述的管子带有均匀的开孔，当抽取的土壤或土岩混合物提升至分析窗口中时，盖格计数器可以直接分析从开孔中逸散的放射性氡值。

进一步地，所述盖格计数器置于分析窗口之中，盖格计数器分析的数据通过分析窗口显示。

本发明还提供了上述一种原位自动探测土壤中隐蔽高温位置和范围的方法， 包括如下步骤：在进行探测煤层隐蔽火源工作时，上述的装置推至采样位置，由一人将装置稳定后，另一人发动燃油发动机带动钻机，钻头钻至地面往下大约50cm处，由取芯装置采取土壤或土岩混合物样本，收集至分析窗口，然后经盖格计数器分析样本中的放射性浓度并在显示窗口中显示。

进一步地，由于取芯装置在分析过程中可能沾带土壤，具有一定放射性会导致误差，因此在每次取芯分析之后，需将取芯装置拆卸静置，直到放射性氡气完全挥发，期间换上备用取芯装置，不影响测氡进度。

本发明具有以下有益效果：

1）采用车载式抽取土壤样本的方法来快速检测土壤氡气浓度，不用花费长时间等待氡气积聚，检测更为快速。