(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210406293.8 (22)申请日 2022.04.18 (71)申请人 陕西正通煤业有限责任公司 地址 713600 陕西省咸阳市长武县 彭公镇 齐宇河村 申请人 中国矿业大 学 (72)发明人 刘业献　乔伟　程香港　贺虎　 宋士康　谢俊霞　张玲　张磊　 闫明　孟祥胜　刘梦楠　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 余俊杰 (51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01) G01N 3/06(2006.01)G01N 3/02(2006.01) G01N 21/84(2006.01) G01N 1/28(2006.01) G01N 1/08(2006.01) (54)发明名称 一种野外岩芯鉴别和测试智能设备及其使 用方法 (57)摘要 本发明公开了一种野外岩芯鉴别和测试智 能设备及其使用方法， 包括智 能设备本体， 所述 智能设备本体设有智能切削装置、 供储电装置、 设备控制器、 岩芯岩性鉴定装置、 岩芯物理力学 测试装置； 所述智能切削装置包括切芯装置和钻 芯装置， 所述智能切削装置一侧安装有智能载物 传输器； 所述设备控制器包括显示屏、 输入装置、 输出装置、 智能芯片以及信号接收和发送器； 所 述岩芯岩性鉴定装置包括智能扫描识别模块； 所 述岩芯物理力学测试装置包括待测区、 自动变角 载物台、 液压泵和岩芯存储装置。 本发明解决了 在野外对岩芯进行鉴别及测试的问题， 提出了一 种野外岩芯鉴别和 测试智能设备及其使用方法。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114755106 A 2022.07.15 CN 114755106 A 1.一种野外岩芯鉴别和测试智能设备， 其特征在于： 包括智能设备本体(1)， 所述智能 设备本体(1)设有智能切削装置、 供储电装置、 设备控制器(15)、 岩芯岩性鉴定装置、 岩芯物 理力学测试装置； 所述智能切削装置安装在智能设备本体(1)内部， 所述智能切削装置包括切芯装置(2) 和钻芯装置(4)， 所述智能切削装置一侧安装有智能载物传输器； 所述供储电装置安装在智能设备本体(1)内部， 所述供储电装置包括电池和充电口； 所述设备控制器(15)安装在智能设备本体(1)顶部外壁上， 所述设备控制器(15)包括 显示屏、 输入 装置、 输出装置、 智能芯片以及信号接收和发送器； 所述岩芯岩性鉴定装置安装在智能设备本体(1)内部， 所述岩芯岩性鉴定装置包括智 能扫描识别模块， 所述智能扫描识别模块包括光感扫描装置(5)和矿物识别装置， 所述光感 扫描装置(5)下 方设有岩芯放置 辅助器(9)； 所述岩芯物理力学测试装置安装在智能设备本体(1)内部， 所述岩芯物理力学测试装 置包括待测区(1 1)、 自动变角载物台(12)、 液压泵(13)和岩芯存 储装置。 2.根据权利要求1所述的野外岩芯鉴别和测试智能设备， 其特征在于， 所述矿物识别装 置包括目筛、 智能伸缩目物镜(6)、 载物台(7)和智能 聚光装置(8)。 3.根据权利要求1所述的野外岩芯鉴别和测试智能设备， 其特征在于， 所述智能扫描识 别模块电性连接有智能统计模块和智能处 理模块。 4.根据权利要求1所述的野外岩芯鉴别和测试智能设备， 其特征在于， 所述智能设备本 体(1)设有智能设备外壳， 所述智能设备外壳为钢制。 5.根据权利要求1所述的野外岩芯鉴别和测试智能设备， 其特征在于， 所述智能设备本 体(1)靠近所述智能切削装置一侧设有岩芯置物口(3)， 所述岩芯置物口(3)为可变口径置 物口。 6.根据权利要求1所述的野外岩芯鉴别和测试智能设备， 其特征在于， 所述钻芯装置 (4)为筒状。 7.根据权利要求1所述的野外岩芯鉴别和测试智能设备， 其特征在于， 所述钻芯装置 (4)顶部安装有锯齿。 8.根据权利要求1所述的野外岩芯鉴别和测试智能设备， 其特征在于， 所述智能设备本 体(1)设有平衡装置， 所述平衡装置包括平衡脚(10)和平衡辅助器(14)， 所述平衡脚(10)设 于智能设备本体(1)底部， 所述平衡装置与设备控制器(15)电性连接 。 9.根据权利要求1所述的野外岩芯鉴别和测试智能设备， 其特征在于， 所述设备控制器 (15)与供储电装置、 智能切削装置、 智能载物传输器、 智能扫描识别模块、 岩芯物理力 学测 试装置电性连接 。 10.权利要求1 ‑9任一所述的野外岩芯鉴别和测试智能设备的使用方法， 其特征在于， 步骤如下： S1、 安装设备： 在场地上安装好智能设备本体(1)， 通过设备控制器(15)操控平衡装置 使智能设备本体(1)平衡， 待智能设备本体(1)水平后， 固定智能设备本体(1)； S2、 设置参数： 在设备控制器(15)上设置好工作参数， 设备控制器(15)中的智能芯片将 指令传输给 各部分装置和模块； S3、 放置岩芯： 将待鉴定测试的岩块 放置在岩芯置物口(3)中；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114755106 A 2S4、 钻芯加工： 钻芯装置(4)将 岩块加工成岩芯， 使其进一 步符合测试和鉴定需求； S5、 切芯加工： 钻芯加工完成后， 智能芯片控制切芯装置(2)进行切芯， 待岩芯切除后， 获取待测岩芯； S6、 传输岩芯： 智能载物传输器将待测岩芯传输到岩芯放置辅助器(9)上， 此时光感扫 描装置(5)开始工作； S7、 传输碎屑： 智能载物传输器将切芯装置(2)切削的碎屑传输到矿物识别 装置的载物 台(7)上， 进行矿物 识别工作； S8、 统计计算： 光感扫描装置(5)和矿物识别装置工作完成后， 智能统计模块和智能处 理模块进行统计 计算， 并将数据传输给智能芯片， 岩芯鉴定的结果会显示在显示屏上； S9、 运输岩芯： 智能载物传输器将待测岩芯运输到岩芯物理力学测试装置的待测区 (11)并将待测岩芯竖向放置， 此时岩芯物理力学测试装置开始工作； S10、 竖向加压测试： 液压泵与竖向放置的待测 岩芯接触后进行加压， 逐渐加载， 直至岩 芯破裂； S11、 运输碎芯： 岩芯破裂后， 智能载物传输器将破碎的岩芯运输到岩芯存储装置上， 岩 芯存储装置进行打包 存储； S12、 数据传输： 第一块岩芯测试完成后， 岩芯物理力学测试装置将数据传输给智能芯 片， 此时， 岩芯自然单轴抗压强度Rc和相应的应力应 变曲线显示在显示屏上； S13、 移动载物台： 设备控制器(15)控制自动变角载物台(12)移动至待测区(1 1)； S14、 水平加压测试： 在智能切削装置中另一块待测岩芯加工完成后， 智能载物传输器 直接将另 一块待测岩芯水平放置在自动变角载物台(12)上， 设备控制器(15)控制液压泵 (13)对岩芯加压测试； S15、 运输碎芯： 智能载物传输器再次将破碎的岩芯运输到岩芯存储装置上， 岩芯存储 装置进行打包 存储； S16、 数据传输： 岩芯测试完成后， 压力和位移等信息实时显示在显示屏中， 岩芯压坏 后， 智能芯片自动存 储数据； S17、 重复水平加压测试： 设备控制器(15)控制自动变角载物台(12)进行变角， 自动变 角载物台(12)需要进行至少三次变角， 每次自动变角载物 台(12)变角完成后都需重复S14 至S16操作； S18、 数据计算： 同一种类的水平放置的岩芯变角测试至少三次后， 智能芯片通过数据 计算出岩芯的内聚力C和内摩擦角φ， 此时， 野外钻孔岩芯鉴别测试工作完成。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114755106 A 3