一种矿山资源环境保护装置及方法与流程

1.本发明涉及矿山监测保护技术领域，具体是一种矿山资源环境保护装置及方法。


背景技术：

2.矿山包括煤矿、金属矿、非金属矿、建材矿和化学矿等等，矿山按产量的大小，分为大型、中型、小型3种类型，目前随着矿山资源开发的不断深入，创造了巨大的经济效益，但与此同时，采空区地面塌陷、山体开裂、水土流失、矿山土壤ph值失衡、粉尘和灰尘四散等矿山环境问题也十分突出，上述矿山环境问题与矿山的空气湿度、空气温度、矿山土壤ph值、矿山土壤湿度和矿山土壤压力等数据直接相关，如何对矿山环境进行有效地保护管理，受到人们的广泛关注；
3.矿山资源环境保护主要分为两大类：
4.一是根据已发生的环境问题，监测其变化情况；
5.二是监测并获取相关矿山环境数据，与往年矿山环境数据对比监测其变化趋势，及时预警预报，减少财产损失；
6.目前在对矿山资源环境进行保护的过程中，矿山环境数据获取不全面，矿山环境数据处理方法简单，难以实现对矿山资源环境真实状况的掌握，从而则无法保证对矿山资源环境的有效保护。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种矿山资源环境保护装置及方法，以解决上述背景技术中提出的目前在对矿山资源环境进行保护的过程中，矿山环境数据获取不全面，矿山环境数据处理方法简单，难以实现对矿山资源环境真实状况的掌握，从而则无法保证对矿山资源环境的有效保护问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种矿山资源环境保护装置及方法，包括网关、服务器和远程操作平台，所述服务器分别与网关、远程操作平台和云储存连接，所述网关通过无线通信模块与监测单元无线连接。
10.作为本发明进一步的方案：所述监测单元包括集水槽、盒体、蓄电池、监控摄像头、螺纹槽、螺纹杆、杆体、安装板、底板、电机、筒体、喷雾装置、第一皮带轮和第二皮带轮，所述底板顶部固定安装有安装板，所述安装板顶部固定安装有筒体，所述筒体内滑动设置有杆体，所述杆体的顶端伸出筒体且固定安装有盒体，所述杆体底部开设有用于与螺纹杆螺纹连接的螺纹槽，所述螺纹杆的底端通过轴承座转动安装在底板顶部，所述筒体和安装板上均开设有用于螺纹杆穿过的通孔，所述螺纹杆的底端外侧固定套设有第二皮带轮，所述安装板顶部通过螺栓固定安装有电机，所述电机的输出轴上固定连接有第一皮带轮，所述第一皮带轮通过皮带与第二皮带轮连接，所述盒体底部固定安装有监控摄像头，所述土壤湿度传感器、土压力传感器和土壤ph传感器分别通过导线与控制器电连接，所述监控摄像头
通过导线与控制器电连接，所述盒体顶部固定安装有集水槽，所述集水槽内部上方横向设置有过滤网，过滤网固定安装在集水槽内壁上，所述集水槽两侧对称设置有喷雾装置。
11.作为本发明再进一步的方案：所述底板顶部对称开设有用于与螺纹插杆螺纹连接的螺纹通孔。
12.作为本发明再进一步的方案：所述安装板为倒u型板。
13.作为本发明再进一步的方案：所述杆体为矩形杆。
14.作为本发明再进一步的方案：所述底板底部固定安装有插板，所述插板底端为尖锥设计，所述插板上开设有安装槽，安装槽内壁固定安装有土壤湿度传感器、土压力传感器和土壤ph传感器，所述土壤湿度传感器、土压力传感器和土壤ph传感器分别通过导线与控制器电连接。
15.作为本发明再进一步的方案：所述盒体两侧对称开设有第一开口和第二开口，所述盒体两侧位于第一开口和第二开口上方的位置分别固定安装有一个挡水板，所述盒体内壁固定安装有空气湿度传感器、空气温度传感器、粉尘传感器、获取模块、无线通信模块、对比模块、控制器和蓄电池，所述空气湿度传感器、空气温度传感器、粉尘传感器、获取模块、无线通信模块、对比模块和蓄电池分别通过导线与控制器电连接。
16.作为本发明再进一步的方案：所述盒体底部通过支撑连接杆固定安装有光伏太阳能发电板，所述光伏太阳能发电板为倾斜设置，所述光伏太阳能发电板的电力输出端通过导线与蓄电池的电力输入端电连接。
17.作为本发明再进一步的方案：所述喷雾装置包括喷雾头、出水盒和水泵，所述出水盒固定安装在集水槽一侧，所述出水盒一侧固定安装有若干个喷雾头，所述喷雾头的进水口与出水盒内部连通，所述出水盒的进水口通过导水管与水泵的出水口连接，所述水泵的进水口通过导水管与集水槽的出水口连接，所述水泵固定安装在集水槽一侧，所述水泵通过导线与控制器电连接。
18.一种矿山资源环境保护方法，其监测方法步骤如下：
19.步骤一：首先确定若干个矿山上需要进行资源环境保护的监测点；
20.步骤二：进一步在各个确定的监测点上分别布置监测单元；
21.步骤三：进一步将插板插入监测点地面并使底板与地面贴合，土壤湿度传感器、土压力传感器、土壤ph传感器跟随插板一同伸入地下，利用螺纹插杆转动插入地面，实现对底板位置的定位，从而实现对监测单元整体装置位置的定位；
22.步骤四：进一步利用空气湿度传感器对矿山监测点附近空气湿度进行检测并获得数据，利用空气温度传感器对矿山监测点附近空气温度进行检测并获得数据，利用粉尘传感器对矿山监测点附近空气粉尘和灰尘进行检测并获得数据，利用土壤湿度传感器对矿山监测点的土壤湿度进行检测并获得数据，利用土压力传感器对矿山监测点的土壤压力进行检测并获得数据，利用土壤ph传感器对矿山监测点的土壤ph值进行检测并获得数据；
23.步骤五：进一步利用获取模块对矿山往年的各类环境数据进行获取，并利用对比模块将步骤四中获取的数据与矿山往年的各类环境数据进行对比，当数据与往年监测数据对比明显异常时，对比模块向控制器发送信号，控制器进一步通过无线通信模块向服务器发送信号，并最终通过远程操作平台显示，实现对矿山资源环境的实时了解，便于对矿山资源环境进行保护；
24.步骤六：所述步骤四中当粉尘传感器检测到矿山监测点附近空气粉尘和灰尘超出设定值时，控制器控制水泵工作，使集水槽内的水通过导水管进入出水盒内并进一步通过喷雾头喷出，实现喷雾降尘；
25.步骤七：利用监控摄像头对矿山监测点附近进行实时监控；
26.步骤八：将获取的监控数据和步骤四中获取的数据上传至云端进行云存储。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.1、本发明通过设置若干个监测单元对矿山上需要进行资源环境保护的多个监测点进行分别监测和监控，实现对矿山环境全面、科学地监测，通过与往年矿山环境数据进行一一对比，掌握矿山环境变化的情况，及时发现、防治和化解环境问题，便于保护矿山资源环境，实现可持续发展；
29.2、设置挡水板用于对第一开口和第二开口进行遮挡；
30.3、通过光伏太阳能发电板将太阳能转化为电能，装置节能环保；
31.4、设置集水槽用于对雨水进行收集，设置过滤网用于对树叶等进行阻隔；
32.5、利用电机转动进而带动第一皮带轮转动进而带动第二皮带轮转动，从而进一步带动螺纹杆转动，从而使杆体在筒体内滑动，实现对盒体和集水槽高度的调节，满足不同矿山监测点对盒体和集水槽不同的高度需求；
33.6、利用水泵工作，使集水槽内的水通过导水管进入出水盒内并进一步通过喷雾头喷出，实现喷雾降尘。
附图说明
34.图1为矿山资源环境保护装置及方法的模块框图。
35.图2为矿山资源环境保护装置及方法中监测单元的结构示意图。
36.图3为矿山资源环境保护装置及方法中a处的结构示意图。
37.图4为矿山资源环境保护装置及方法中b处的结构示意图。
38.图5为矿山资源环境保护装置及方法中c处的结构示意图。
39.图6为矿山资源环境保护装置及方法中局部的模块框图。
40.图7为矿山资源环境保护装置及方法中局部的模块框图。
41.图8为矿山资源环境保护装置及方法中局部的模块框图。
42.图中所示：集水槽1、空气湿度传感器2、空气温度传感器3、粉尘传感器4、获取模块5、无线通信模块6、第一开口7、光伏太阳能发电板8、对比模块9、控制器10、盒体11、蓄电池12、监控摄像头13、第二开口14、挡水板15、螺纹槽16、螺纹杆17、杆体18、安装板19、插板20、底板21、螺纹插杆22、电机23、筒体24、喷雾装置25、喷雾头26、出水盒27、土壤湿度传感器28、土压力传感器29、土壤ph传感器30、第一皮带轮31、第二皮带轮32和水泵33。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.请参阅图1～8，本发明实施例中，一种矿山资源环境保护装置及方法，包括网关、服务器和远程操作平台，所述服务器分别与网关、远程操作平台和云储存连接，所述网关通过无线通信模块与监测单元无线连接，所述监测单元包括集水槽1、空气湿度传感器2、空气温度传感器3、粉尘传感器4、获取模块5、无线通信模块6、第一开口7、光伏太阳能发电板8、对比模块9、控制器10、盒体11、蓄电池12、监控摄像头13、第二开口14、挡水板15、螺纹槽16、螺纹杆17、杆体18、安装板19、插板20、底板21、螺纹插杆22、电机23、筒体24、喷雾装置25、喷雾头26、出水盒27、土壤湿度传感器28、土压力传感器29、土壤ph传感器30、第一皮带轮31、第二皮带轮32和水泵33；
45.所述底板21顶部固定安装有安装板19，所述安装板19为倒u型板，所述安装板19顶部固定安装有筒体24，所述底板21顶部对称开设有用于与螺纹插杆22螺纹连接的螺纹通孔，所述筒体24内滑动设置有杆体18，所述杆体18为矩形杆，所述杆体18的顶端伸出筒体24且固定安装有盒体11，所述杆体18底部开设有用于与螺纹杆17螺纹连接的螺纹槽16，所述螺纹杆17的底端通过轴承座转动安装在底板21顶部，所述筒体24和安装板19上均开设有用于螺纹杆17穿过的通孔，所述螺纹杆17的底端外侧固定套设有第二皮带轮32，所述安装板19顶部通过螺栓固定安装有电机23，所述电机23的输出轴上固定连接有第一皮带轮31，所述第一皮带轮31通过皮带与第二皮带轮32连接；
46.所述底板21底部固定安装有插板20，所述插板20底端为尖锥设计，所述插板20上开设有安装槽，安装槽内壁固定安装有土壤湿度传感器28、土压力传感器29和土壤ph传感器30，所述盒体11两侧对称开设有第一开口7和第二开口14，所述盒体11内壁固定安装有空气湿度传感器2、空气温度传感器3、粉尘传感器4、获取模块5、无线通信模块6、对比模块9、控制器10和蓄电池12，所述盒体11底部固定安装有监控摄像头13，所述盒体11底部通过支撑连接杆固定安装有光伏太阳能发电板8，所述光伏太阳能发电板8为倾斜设置；
47.所述盒体11两侧位于第一开口7和第二开口14上方的位置分别固定安装有一个挡水板15，设置挡水板15用于对第一开口7和第二开口14进行遮挡，所述空气湿度传感器2、空气温度传感器3、粉尘传感器4、获取模块5、无线通信模块6、对比模块9和蓄电池12分别通过导线与控制器10电连接，所述光伏太阳能发电板8的电力输出端通过导线与蓄电池12的电力输入端电连接，通过光伏太阳能发电板8将太阳能转化为电能，装置节能环保；
48.所述土壤湿度传感器28、土压力传感器29和土壤ph传感器30分别通过导线与控制器10电连接，所述监控摄像头13通过导线与控制器10电连接，所述盒体11顶部固定安装有集水槽1，所述集水槽1内部上方横向设置有过滤网，过滤网固定安装在集水槽1内壁上，所述集水槽1两侧对称设置有喷雾装置25，所述喷雾装置25包括喷雾头26、出水盒27和水泵33，所述出水盒27固定安装在集水槽1一侧，所述出水盒27一侧固定安装有若干个喷雾头26，所述喷雾头26的进水口与出水盒27内部连通，所述出水盒27的进水口通过导水管与水泵33的出水口连接，所述水泵33的进水口通过导水管与集水槽1的出水口连接，所述水泵33固定安装在集水槽1一侧，所述水泵33通过导线与控制器10电连接。
49.设置集水槽1用于对雨水进行收集，设置过滤网用于对树叶等进行阻隔；
50.所述土壤湿度传感器28用于对矿山土壤的湿度进行检测；
51.所述土压力传感器29用于对矿山土壤的压力进行检测；
52.所述土壤ph传感器30用于对矿山土壤的ph值进行检测；
53.所述空气湿度传感器2用于对监测点附近空气湿度情况进行检测；
54.所述空气温度传感器3用于对监测点附近空气温度情况进行检测；
55.所述粉尘传感器4用于对监测点附近空气中的粉尘或灰尘进行检测；
56.所述获取模块5用于对矿山往年的各类环境数据进行获取；
57.所述无线通信模块6用于与网关连接；
58.所述对比模块9用于对各类传感器检测到的数据与往年同时期同类数据进行对比分析，并判断是否存在异常数据；
59.所述监控摄像头13用于对监测点附近进行监控；
60.利用电机23转动进而带动第一皮带轮31转动进而带动第二皮带轮32转动，从而进一步带动螺纹杆17转动，从而使杆体18在筒体24内滑动，实现对盒体11和集水槽1高度的调节，满足不同矿山监测点对盒体11和集水槽1不同的高度需求；
61.所述空气湿度传感器2、空气温度传感器3、粉尘传感器4、获取模块5、无线通信模块6、光伏太阳能发电板8、对比模块9、控制器10、蓄电池12、监控摄像头13、电机23、筒体24、土壤湿度传感器28、土压力传感器29、土壤ph传感器30和水泵33均为市面在售现有产品。
62.其监测方法步骤如下：
63.步骤一：首先确定若干个矿山上需要进行资源环境保护的监测点；
64.步骤二：进一步在各个确定的监测点上分别布置监测单元；
65.步骤三：进一步将插板20插入监测点地面并使底板21与地面贴合，土壤湿度传感器28、土压力传感器29、土壤ph传感器30跟随插板20一同伸入地下，利用螺纹插杆22转动插入地面，实现对底板21位置的定位，从而实现对监测单元整体装置位置的定位；
66.步骤四：进一步利用空气湿度传感器2对矿山监测点附近空气湿度进行检测并获得数据，利用空气温度传感器3对矿山监测点附近空气温度进行检测并获得数据，利用粉尘传感器4对矿山监测点附近空气粉尘和灰尘进行检测并获得数据，利用土壤湿度传感器28对矿山监测点的土壤湿度进行检测并获得数据，利用土压力传感器29对矿山监测点的土壤压力进行检测并获得数据，利用土壤ph传感器30对矿山监测点的土壤ph值进行检测并获得数据；
67.步骤五：进一步利用获取模块5对矿山往年的各类环境数据进行获取，并利用对比模块9将步骤四中获取的数据与矿山往年的各类环境数据进行对比，当数据与往年监测数据对比明显异常时，对比模块9向控制器10发送信号，控制器进一步通过无线通信模块6向服务器发送信号，并最终通过远程操作平台显示，实现对矿山资源环境的实时了解，便于对矿山资源环境进行保护；
68.步骤六：所述步骤四中当粉尘传感器4检测到矿山监测点附近空气粉尘和灰尘超出设定值时，控制器10控制水泵33工作，使集水槽1内的水通过导水管进入出水盒27内并进一步通过喷雾头26喷出，实现喷雾降尘；
69.步骤七：利用监控摄像头13对矿山监测点附近进行实时监控；
70.步骤八：将获取的监控数据和步骤四中获取的数据上传至云端进行云存储。
71.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本
发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种矿山资源环境保护装置，包括网关、服务器和远程操作平台，所述服务器分别与网关、远程操作平台和云储存连接，其特征在于：所述网关通过无线通信模块与监测单元无线连接。2.根据权利要求1所述的矿山资源环境保护装置，其特征在于：所述监测单元包括集水槽(1)、盒体(11)、蓄电池(12)、监控摄像头(13)、螺纹槽(16)、螺纹杆(17)、杆体(18)、安装板(19)、底板(21)、电机(23)、筒体(24)、喷雾装置(25)、第一皮带轮(31)和第二皮带轮(32)，所述底板(21)顶部固定安装有安装板(19)，所述安装板(19)顶部固定安装有筒体(24)，所述筒体(24)内滑动设置有杆体(18)，所述杆体(18)的顶端伸出筒体(24)且固定安装有盒体(11)，所述杆体(18)底部开设有用于与螺纹杆(17)螺纹连接的螺纹槽(16)，所述螺纹杆(17)的底端通过轴承座转动安装在底板(21)顶部，所述筒体(24)和安装板(19)上均开设有用于螺纹杆(17)穿过的通孔，所述螺纹杆(17)的底端外侧固定套设有第二皮带轮(32)，所述安装板(19)顶部通过螺栓固定安装有电机(23)，所述电机(23)的输出轴上固定连接有第一皮带轮(31)，所述第一皮带轮(31)通过皮带与第二皮带轮(32)连接，所述盒体(11)底部固定安装有监控摄像头(13)，所述监控摄像头(13)通过导线与控制器(10)电连接，所述盒体(11)顶部固定安装有集水槽(1)，所述集水槽(1)内部上方横向设置有过滤网，过滤网固定安装在集水槽(1)内壁上，所述集水槽(1)两侧对称设置有喷雾装置(25)。3.根据权利要求2所述的矿山资源环境保护装置，其特征在于：所述底板(21)顶部对称开设有用于与螺纹插杆(22)螺纹连接的螺纹通孔。4.根据权利要求2所述的矿山资源环境保护装置，其特征在于：所述安装板(19)为倒u型板。5.根据权利要求2所述的矿山资源环境保护装置，其特征在于：所述杆体(18)为矩形杆。6.根据权利要求2所述的矿山资源环境保护装置，其特征在于：所述底板(21)底部固定安装有插板(20)，所述插板(20)底端为尖锥设计，所述插板(20)上开设有安装槽，安装槽内壁固定安装有土壤湿度传感器(28)、土压力传感器(29)和土壤ph传感器(30)，所述土壤湿度传感器(28)、土压力传感器(29)和土壤ph传感器(30)分别通过导线与控制器(10)电连接。7.根据权利要求2所述的矿山资源环境保护装置，其特征在于：所述盒体(11)两侧对称开设有第一开口(7)和第二开口(14)，所述盒体(11)两侧位于第一开口(7)和第二开口(14)上方的位置分别固定安装有一个挡水板(15)，所述盒体(11)内壁固定安装有空气湿度传感器(2)、空气温度传感器(3)、粉尘传感器(4)、获取模块(5)、无线通信模块(6)、对比模块(9)、控制器(10)和蓄电池(12)，所述空气湿度传感器(2)、空气温度传感器(3)、粉尘传感器(4)、获取模块(5)、无线通信模块(6)、对比模块(9)和蓄电池(12)分别通过导线与控制器(10)电连接。8.根据权利要求2所述的矿山资源环境保护装置，其特征在于：所述盒体(11)底部通过支撑连接杆固定安装有光伏太阳能发电板(8)，所述光伏太阳能发电板(8)为倾斜设置，所述光伏太阳能发电板(8)的电力输出端通过导线与蓄电池(12)的电力输入端电连接。9.根据权利要求2所述的矿山资源环境保护装置，其特征在于：所述喷雾装置(25)包括喷雾头(26)、出水盒(27)和水泵(33)，所述出水盒(27)固定安装在集水槽(1)一侧，所述出
水盒(27)一侧固定安装有若干个喷雾头(26)，所述喷雾头(26)的进水口与出水盒(27)内部连通，所述出水盒(27)的进水口通过导水管与水泵(33)的出水口连接，所述水泵(33)的进水口通过导水管与集水槽(1)的出水口连接，所述水泵(33)固定安装在集水槽(1)一侧，所述水泵(33)通过导线与控制器(10)电连接。10.根据权利要求1所述的矿山资源环境保护方法，其特征在于：其监测方法步骤如下：步骤一：首先确定若干个矿山上需要进行资源环境保护的监测点；步骤二：进一步在各个确定的监测点上分别布置监测单元；步骤三：进一步将插板(20)插入监测点地面并使底板(21)与地面贴合，土壤湿度传感器(28)、土压力传感器(29)、土壤ph传感器(30)跟随插板(20)一同伸入地下，利用螺纹插杆(22)转动插入地面，实现对底板(21)位置的定位，从而实现对监测单元整体装置位置的定位；步骤四：进一步利用空气湿度传感器(2)对矿山监测点附近空气湿度进行检测并获得数据，利用空气温度传感器(3)对矿山监测点附近空气温度进行检测并获得数据，利用粉尘传感器(4)对矿山监测点附近空气粉尘和灰尘进行检测并获得数据，利用土壤湿度传感器(28)对矿山监测点的土壤湿度进行检测并获得数据，利用土压力传感器(29)对矿山监测点的土壤压力进行检测并获得数据，利用土壤ph传感器(30)对矿山监测点的土壤ph值进行检测并获得数据；步骤五：进一步利用获取模块(5)对矿山往年的各类环境数据进行获取，并利用对比模块(9)将步骤四中获取的数据与矿山往年的各类环境数据进行对比，当数据与往年监测数据对比明显异常时，对比模块(9)向控制器(10)发送信号，控制器进一步通过无线通信模块(6)向服务器发送信号，并最终通过远程操作平台显示，实现对矿山资源环境的实时了解，便于对矿山资源环境进行保护；步骤六：所述步骤四中当粉尘传感器(4)检测到矿山监测点附近空气粉尘和灰尘超出设定值时，控制器(10)控制水泵(33)工作，使集水槽(1)内的水通过导水管进入出水盒(27)内并进一步通过喷雾头(26)喷出，实现喷雾降尘；步骤七：利用监控摄像头(13)对矿山监测点附近进行实时监控；步骤八：将获取的监控数据和步骤四中获取的数据上传至云端进行云存储。

技术总结
本发明公开了一种矿山资源环境保护装置及方法，包括网关、服务器和远程操作平台，所述服务器分别与网关、远程操作平台和云储存连接，利用电机转动进而带动第一皮带轮转动进而带动第二皮带轮转动，从而进一步带动螺纹杆转动，从而使杆体在筒体内滑动，实现对盒体和集水槽高度的调节，满足不同矿山监测点对盒体和集水槽不同的高度需求，所述网关通过无线通信模块与监测单元无线连接，本发明通过设置若干个监测单元对矿山上需要进行资源环境保护的多个监测点进行分别监测和监控，实现对矿山环境全面、科学地监测，掌握矿山环境变化的情况，及时发现、防治和化解环境问题，便于保护矿山资源环境，实现可持续发展。实现可持续发展。实现可持续发展。


技术研发人员：刘文涛 王长宝 曾强 李海龙 王成锋 李畅 李科 郑盛哲 杜思敏 岳州 张茂淳 杨辉 陈林 赵倩 杨明 罗轶 张鹏 曲晨豪 马游 罗珏坪 王双峰
受保护的技术使用者：四川省地质工程勘察院集团有限公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/10/20