[發(fā)明專利]一種礦排土場土壤溫濕度監(jiān)測及智能化調(diào)控系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106909182B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 馮飛勝;吳志遠;尚海麗;邢朕國;李冬
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學（北京）
• 主分類號: G05D22/02
• 分類號: G05D22/02
• 代理公司: 北京律恒立業(yè)知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙)11416
• 代理人: 顧珊,龐立巖

技術領域

本發(fā)明涉及一種礦山綠化系統(tǒng)，特別是涉及一種用于大型露天礦的礦排土場土壤溫濕度監(jiān)測及智能化調(diào)控系統(tǒng)。

背景技術

隨著大型礦山的開發(fā)，產(chǎn)生了大型堆土場，對于環(huán)境的破壞日益嚴峻，特別在西部和東部草原區(qū)，此區(qū)域環(huán)境脆弱，缺水，因此堆土場的治理和維護也顯得困難重重，型露天煤礦排土場區(qū)域大又搞，水壓上不去，灑水又存不住，特別是大型露天礦區(qū)域都是采用疏排水的方法，堆土場周邊極度缺水，因此合理地提高灌溉用水的利用率以及智能化的土壤溫濕度調(diào)控系統(tǒng)顯得尤為重要；

目前關于土壤溫濕度快速監(jiān)測的設備較多，市面上都有銷售，在此不再詳述，但是排土場的土壤溫濕度實時在線監(jiān)測領域暫時空白，同時對于排土場，由于土壤透氣性強，保水性差，如何保水綠化是一個重要的研究方向；

大型露天煤礦排土場區(qū)域大，因為礦坑疏排水造成區(qū)域水資源緊張，且排土場又高又大，地下水很難達到自然補給，都是人工灑水維持需求，而排土場水平面高，造成水資源存儲及其困難，因此如何充分利用有限的土壤水資源對于排土場綠化有及其重要作用；排土場大型機械化操作，人為的濕度監(jiān)測和調(diào)控都是不可取的，因此智能化機械化的無線操作是十分迫切的；

土壤溫度對于植物的生長，特別植物根系有重要影響；

現(xiàn)有技術主要難點有以下幾點：

1、了解大型露天礦排土場包氣帶水儲存和損失規(guī)律，明確植被水源的來源，從而針對其規(guī)律精確測量土壤溫濕度；

2、大型露天礦排土場平面高，且土壤透氣性強，保水性差，如何改善其保水性能很重要；

3、大型露天礦一般均為區(qū)域性缺水，對于西部和東部草原區(qū)的大型煤炭基地，本身就是缺水區(qū)域，因此精確性補充水分是極其必要的；

4、對于包氣帶水區(qū)域，充分利用植物的根系長短搭配，充分利用土壤空間也是難題所在。

5、因為大型儀器在堆土場操作，如拉土車和鏟車等操作，不能人工去一個個快速監(jiān)測，不安全，不全面也不智能化，必須實時在線監(jiān)測；實時在線；

6、排土場水資源緊張，且水平面高，必須要高低錯開，按照植物根系的長度，一般根系短的200-300mm，根系長的300-800mm，因此必須要監(jiān)測縱向上200-800的土壤溫濕度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本低、操作簡便的礦排土場土壤溫濕度監(jiān)測及智能化調(diào)控系統(tǒng)，通過所述系統(tǒng)能夠設計大型露天礦排土場保水層，同時精確測量包氣帶水分布，并實現(xiàn)無線傳輸和穩(wěn)定電源供電。

一種礦排土場土壤溫濕度監(jiān)測及智能化調(diào)控系統(tǒng)，所述礦排土場包括堆土場，所述系統(tǒng)設置在所述堆土場內(nèi)，包括隔水層和設置在其上部的多個土壤溫濕度監(jiān)測器。

本發(fā)明所述的礦排土場土壤溫濕度監(jiān)測及智能化調(diào)控系統(tǒng)，其中，所述土壤溫濕度監(jiān)測器包括機箱桶和與其外壁連接的卡槽，在所述卡槽內(nèi)設置有土壤監(jiān)測管；

所述土壤監(jiān)測管為長條形，由凹陷方向相同的第一弧形側(cè)壁和第二弧形側(cè)壁構成，所述第一弧形側(cè)壁的兩端與所述第二弧形側(cè)壁的兩端相連，在所述第一弧形側(cè)壁上設置有多個滲流孔，在所述第二弧形側(cè)壁上設置有多個供電極探針穿過的探針孔；多對電極探針貫穿所述第二弧形側(cè)壁和所述機箱桶的桶壁，所述電極探針包括多對溫度探針和多對濕度探針；在所述機箱桶的上部的內(nèi)壁上固定有依次與所述電極探針相連的單片機和無線傳輸裝置，在所述機箱桶的下部設置有第三線纜孔，所述單片機還與線纜管相連。

本發(fā)明所述的礦排土場土壤溫濕度監(jiān)測及智能化調(diào)控系統(tǒng)，其中，所述第一弧形側(cè)壁的橫截面為直徑40mm，圓心角219°的鈍角圓弧形，所述第二弧形側(cè)壁的橫截面為直徑60mm，圓心角77°的銳角圓弧形；所述卡槽由上下兩個鐵板構成，所述鐵板完全覆蓋所述土壤監(jiān)測管的剖面。

本發(fā)明所述的礦排土場土壤溫濕度監(jiān)測及智能化調(diào)控系統(tǒng)，其中，所述線纜管為長條形，其長度方向垂直于所述堆土場的堆土方向，多個所述線纜管平行設置在所述隔水層的上部，每個所述線纜管連接有多個所述土壤溫濕度監(jiān)測器；

所述線纜管包括第二線纜孔和設置在其兩側(cè)的左支撐塊和右支撐塊，在所述第二線纜孔的上部設置有頂板，所述頂板的兩側(cè)分別固定在所述左支撐塊和所述右支撐塊上，在所述左支撐塊內(nèi)部均勻設置有多個第一線纜孔，所述第一線纜孔的軸線方向垂直于所述第二線纜孔的軸線方向，所述第一線纜孔連通外部與所述第二線纜孔。

本發(fā)明所述的礦排土場土壤溫濕度監(jiān)測及智能化調(diào)控系統(tǒng)，其中，所述每個所述線纜管連接有3個所述土壤溫濕度監(jiān)測器，所述第一線纜孔的數(shù)量為3個；