[发明专利]一种矿排土场多水种实时监测装置及使用方法

摘要

本发明一种矿排土场多水种实时监测装置，包括地上部分和地下部分，所述地上部分为位于原来地表上方的堆土场(1)，所述矿排土场多水种实时监测装置包括第一测量井(2)和第二测量井(3)；所述第一测量井(2)由多个自密封套管(11)上下连接而成；在最上端的所述自密封套管(11)上设置有包气带水检测装置，其包括数据处理箱(14)、多对电极探针(15)、卡槽(16)和土壤监测管(17)。本发明所述的矿排土场多水种实时监测装置结构简单、成本低、操作简便。 1

主权项

1.一种矿排土场多水种实时监测装置，其特征在于：所述矿排土场包括地上部分和地下部分，所述地上部分为位于原来地表上方的堆土场(1)，所述矿排土场多水种实时监测装置包括第一测量井(2)和第二测量井(3)；

所述第一测量井(2)设置于所述堆土场(1)的中部，在所述第一测量井(2)的下部设置有第一水位传感器(4)和位于其上部的固定套筒(5)，在所述堆土场(1)上方设置有线圈车(6)，在所述线圈车(6)上设置有第一无线传输模块，所述第一水位传感器(4)连接第一线缆(7)的一端，所述第一线缆(7)的另一端穿过所述固定套筒(5)与所述第一无线传输模块相连；所述第一测量井(2)由多个自密封套管(11)上下连接而成；

所述第二测量井(3)包括依次连接的竖直段(301)、水平段(302)和自由段(303)，其中，所述竖直段(301)设置在地下，在所述竖直段(301)和所述水平段(302)连接处设置有固定滑轮(8)，在所述竖直段(301)的下部设置有第二水位传感器(9)，所述第二水位传感器(9)通过第二线缆(10)与所述自由段(303)外部的第二无线传输模块相连；

在最上端的所述自密封套管(11)上设置有包气带水检测装置，其包括数据处理箱(14)、多对电极探针(15)、卡槽(16)和土壤监测管(17)；所述数据处理箱(14)设置在所述自密封套管(11)的上部，与所述线圈车(6)相连，所述卡槽(16)设置在所述数据处理箱(14)的下部，在所述卡槽(16)内设置有所述土壤监测管(17)，所述电极探针(15)的一端设置在所述自密封套管(11)内，并与所述数据处理箱(14)相连，另一端设置在所述土壤监测管(17)内；

所述土壤监测管(17)为长条形，由凹陷方向相同的第一弧形侧壁(101)和第二弧形侧壁(102)构成，所述第一弧形侧壁(101)的两端与所述第二弧形侧壁(102)的两端相连，在所述第一弧形侧壁(101)上设置有多个渗流孔(103)，在所述第二弧形侧壁(102)上设置有多个供所述电极探针(15)穿过的探针孔。

2.根据权利要求1所述的矿排土场多水种实时监测装置，其特征在于：所述第一弧形侧壁(101)的横截面为直径15mm，圆心角191°的钝角圆弧形，所述第二弧形侧壁(102)的横截面为直径80mm，圆心角169°的钝角圆弧形；所述卡槽(16)由上下两个铁板构成，所述铁板完全覆盖所述土壤监测管(17)的剖面。

3.根据权利要求2所述的矿排土场多水种实时监测装置，其特征在于：所述自密封套管(11)由两个直径不同的中空管体套接固定而成，所述自密封套管(11)的下部内径与上部外径一致；所述电极探针(15)的数量为5对，从上至下沿竖直方向排列；所述电极探针(15)的处于所述自密封套管(11)内部的部分涂覆有绝缘漆；

所述数据处理箱(14)与所述电极探针(15)之间采用第三线缆连接，所述第三线缆垂直布置并采用胶固定在所述自密封套管(11)的内壁上，所述电极探针(15)与所述探针孔之间的空隙也采用胶封堵，所述数据处理箱(14)与所述线圈车(6)之间有线连接。

4.根据权利要求3所述的矿排土场多水种实时监测装置，其特征在于：相邻的两对所述电极探针(15)之间的距离为200mm，每对所述电极探针(15)内正负电极之间的距离为2mm，所述电极探针(15)长度为28mm，其中，处于所述自密封套管(11)管壁中的长度为14mm，处于所述土壤监测管(17)内的长度为10mm，处于所述自密封套管(11)内的长度为4mm；

所述固定套筒(5)为圆柱形，在所述固定套筒(5)的外侧壁上设置有多个向内凹陷的第一凹槽(501)，在所述固定套筒(5)的中心设置有上下贯通的通孔(502)；所述固定套筒(5)和所述自密封套管(11)之间采用塑胶固定；在所述自密封套管(11)上设置有连通其内部和外部的第一线缆缝(12)；在所述固定套筒(5)上设置有连通其内部和外部的第二线缆缝(13)。

5.根据权利要求1所述的矿排土场多水种实时监测装置，其特征在于：所述第一水位传感器(4)的内部从下至上包括依次连接的第一压力探头(401)、长条形电池组(402)和第一单片机(403)，所述第一单片机(403)还与所述第一压力探头(401)相连，在所述第一水位传感器(4)的底部设置有向上凹陷的第二凹槽(404)，所述第二凹槽(404)的顶部即为所述第一压力探头(401)的底部。

6.根据权利要求1所述的矿排土场多水种实时监测装置，其特征在于：所述第二水位传感器(9)的内部从下至上包括依次连接的第二压力探头(901)、变压装置(902)和第二单片机(903)，所述第二单片机(903)还与所述第二压力探头(901)相连，在所述第二水位传感器(9)的底部设置有向上凹陷的第三凹槽(904)，所述第三凹槽(904)的顶部即为所述第二压力探头(901)的底部；所述变压装置(902)与外部电源相连。

7.根据权利要求4所述的矿排土场多水种实时监测装置，其特征在于：

所述固定滑轮(8)由第一固定滑轮和第二固定滑轮构成，所述第一固定滑轮设置在所述竖直段(301)中，包括第一滑轮(801)和与其相连的第一滑轮杆(802)，所述第二固定滑轮设置在所述水平段(302)中，包括第二滑轮(803)和与其相连的第二滑轮杆(804)，所述第一滑轮杆(802)与所述第二滑轮杆(804)均固定在所述竖直段(301)与所述水平段(302)的连接处；

所述第一滑轮(801)的直径为40mm，所述第一滑轮杆(802)与竖直方向的夹角为30°，长85mm，所述第二滑轮(803)的直径为10mm，所述第二滑轮杆(804)与水平方向的夹角为30°，长25mm；所述第一滑轮杆(802)和所述第二滑轮杆(804)均为钢筋材质，直径为10mm；所述第一滑轮(801)和所述第二滑轮(803)的宽度均为25mm。

8.根据权利要求7所述的矿排土场多水种实时监测装置，其特征在于：所述第二测量井(3)的竖直段(301)为钻孔，所述水平段(302)采用所述自密封套管(11)左右连接而成，所述水平段(302)设置在所述堆土场(1)和原地表之间，所述自由段(303)由中空橡胶材料制成，所述自由段(303)竖直设置在所述堆土场(1)的外部；

所述的矿排土场多水种实时监测装置还包括控制中心，分别与所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块通讯相连。

9.根据权利要求8所述的矿排土场多水种实时监测装置，其特征在于：所述第一测量井(2)的底端与原地表之间的距离为5‑8m，横截面为直径80mm的圆形，所述第一线缆(7)的长度比所述堆土场(1)的高度长30m；

所述第二测量井(3)的竖直段(301)为直径80mm的钻孔，高度比1.2倍的矿坑深度高40m，所述自由段(303)的高度为5m以上；

所述线圈车(6)能够在直径15m的范围内自由移动，所述固定套筒(5)的底端距离原地表之间的距离为40m，所述第一线缆缝(12)和所述第二线缆缝(13)的宽度为15mm，所述固定套筒(5)的所述通孔(502)的直径为15mm；所述自密封套管(11)中部的外径为94mm，内径为80mm，底部的外径为94mm，内径为87mm，上部的外径为87mm，内径为80mm；

所述固定套筒(5)的材质为高强度塑胶，所述自密封套管(11)的材质为钢。

10.权利要求1‑9中任意一项所述的矿排土场多水种实时监测装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

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