專利名稱:擠壓爆破推距的測(cè)試系統(tǒng)及專用儀器的制作方法
一種爆破參數(shù)的測(cè)試系統(tǒng)及專用儀器，特別適用于測(cè)量無(wú)底柱分段崩落法的有關(guān)參數(shù)。
測(cè)量擠壓爆破推距的方法很多，比較普遍的是蘇聯(lián)的B、P、UMeHTOB法，該法是在巷道中向崩落礦石打入深2.5～4米的標(biāo)桿，標(biāo)桿的位置在每次爆破后利用儀器測(cè)量標(biāo)定，根據(jù)它的位移和轉(zhuǎn)折即可測(cè)定擠壓物料的位移。B、φ、AδpaKOB是在觀測(cè)孔內(nèi)安設(shè)系有鋼繩的鋼頭測(cè)點(diǎn)並用水泥砂漿固結(jié)后將鋼繩引出孔外，鋼繩末端加以絕緣安上等距離的金屬環(huán)，有觸點(diǎn)的傳感器安裝在孔內(nèi)，利用崩落體在爆破瞬間帶動(dòng)鋼頭、鋼繩運(yùn)動(dòng)，引起有觸點(diǎn)的傳感器閉合或斷開發(fā)出信息，測(cè)得推距值，該方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是系統(tǒng)中的有觸點(diǎn)的傳感器動(dòng)作速度慢，故障多，測(cè)量誤差較大。
鑒于以上問(wèn)題，我院開展擠壓爆破推距新測(cè)定方法的研究工作，經(jīng)多方探索試驗(yàn)，形成了一套完整可靠的測(cè)試系統(tǒng)及一臺(tái)專用儀器-BCY-3型爆破介質(zhì)位移參數(shù)測(cè)定儀。
擠壓爆破推距的測(cè)試系統(tǒng)及原理本發(fā)明的原理見(jiàn)附圖1。將帶有鋼繩(5)的表面按螺線形均分布七個(gè)螺孔的鋼制園柱體的測(cè)點(diǎn)(3)送入測(cè)孔(4)內(nèi)，並用砂漿水泥固定在端部將要崩落的礦層中，鋼繩后端連接尼龍測(cè)繩(9)，測(cè)繩上等距安裝鐵環(huán)(10)，測(cè)繩穿過(guò)固定在距測(cè)孔口1～2.5米的電磁感應(yīng)探頭(8)的中心孔內(nèi)。爆破前數(shù)分鐘，啟動(dòng)全部測(cè)試儀器進(jìn)入工作狀態(tài)，再撥動(dòng)示波器集中控制器(13)，使兩臺(tái)SC16型紫外光線示波器(12)由低速轉(zhuǎn)入高速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)起爆操作人員看到示波器高速出紙時(shí)，撥下起爆刀閘開關(guān)(14)，磁力起動(dòng)器(15)啟動(dòng)，起爆線路(6)接通，爆破時(shí)，固定的測(cè)點(diǎn)拉著鋼繩和尼龍測(cè)繩跟著崩落層礦石飛速向前移動(dòng)，探頭就感應(yīng)出連續(xù)微弱的脈沖訊號(hào)電流，通過(guò)BCY-3型爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀(11)處理放大輸送到示波器記錄顯示，根據(jù)出現(xiàn)的波形曲線，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的波形分析資料，確定標(biāo)志推距值有效波的個(gè)數(shù)，並按下式計(jì)算推距值。
△L＝K+(n-1)S……(1)式中△L-擠壓爆破推距值 mmK-尼龍繩上第一個(gè)鐵環(huán)至探頭線圈中心的距離 mmn-標(biāo)志推距有效波的個(gè)數(shù)S-尼龍繩上鐵環(huán)間距，就實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)具體條件定 mm本系統(tǒng)專用的BCY-3型爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀的電路原理，見(jiàn)附圖2。該儀器與測(cè)繩，探頭組成測(cè)試單元，測(cè)繩為普通尼龍繩，尼龍繩上一定距離裝有鐵環(huán)，且繩與環(huán)位置相對(duì)固定，探頭有普通和屏蔽探頭兩種，屏蔽探頭的示意圖見(jiàn)附圖3，儀器是接探頭和示波器的中間儀器，其作用將探頭感應(yīng)的訊號(hào)放大與處理，輸送到紫外光線示波器記錄顯示。
儀器的工作原理爆破對(duì)安有等距離鐵環(huán)的足夠長(zhǎng)度的尼龍測(cè)繩在探頭內(nèi)孔高速移動(dòng)，探頭線圈內(nèi)產(chǎn)生的微弱訊號(hào)感生電流輸入爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀，由差動(dòng)放大器放大，在二極管單向作用下，只留下上半部正脈沖輸出，經(jīng)微分電路形成尖陡的脈沖進(jìn)入倒相器，倒相器BG4基極隨著正脈沖進(jìn)入並斷續(xù)處于正電位，故斷續(xù)截止，射極跟隨器BG5斷續(xù)放大，就有脈沖訊號(hào)輸出給示波器紀(jì)錄顯示。否則;BG4基極處于負(fù)電位而飽和，BG5截止無(wú)訊號(hào)輸出。
本發(fā)明為改進(jìn)發(fā)明，與已有技術(shù)相比，其特征在于傳感器由原來(lái)有觸點(diǎn)的機(jī)械式的開關(guān)改為無(wú)觸點(diǎn)的電子開關(guān)，動(dòng)作速度快，為機(jī)械式的開關(guān)次數(shù)的40倍以上，提高了測(cè)量精度;示波器采用兩臺(tái)同時(shí)工作的線路，同時(shí)紀(jì)錄，可在一臺(tái)出故障時(shí)，系統(tǒng)仍能正常工作，提高了記錄儀工作的可靠性;采用示波器高速出紙控制起爆的方法，達(dá)到了只要炮聲響就能開始紀(jì)錄的目的;BCY-3型爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀和示波器聯(lián)合使用，可測(cè)到爆破介質(zhì)的位移量、位移時(shí)間，同時(shí)還可測(cè)到從起爆到爆破巖面脫離母體的時(shí)間，為同時(shí)取得綜合的位移參量，提高了測(cè)試的全面精度。故在結(jié)構(gòu)和計(jì)算方面具有新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性。
儀器的各項(xiàng)參數(shù)1、輸出電壓 8～11伏2、工作頻率 4～1000赫/秒3、位移量 ≥50毫米4、位移速度 3～50米/秒5、探頭和儀器的距離 200＜L≤1000米6、使用電源 正負(fù)直流電壓12伏7、環(huán)境溫度 -20℃～+40℃8、環(huán)境溫度 ＜90%9、儀器重量 5公斤
10、探頭重量 4公斤11、測(cè)繩誤差 10米±0.1米12、測(cè)量精度 位移±0.1米實(shí)施例一、實(shí)測(cè)前準(zhǔn)備工作實(shí)測(cè)準(zhǔn)備工作包括鉆測(cè)孔、安裝測(cè)點(diǎn)、埋設(shè)探頭、鋪設(shè)導(dǎo)線等工作。
1、鉆測(cè)孔采用YQ-100潛孔鉆機(jī)，按設(shè)計(jì)鉆孔徑100毫米的測(cè)孔。布置測(cè)孔時(shí)應(yīng)避免與炮孔相交。
2、安裝測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)孔的深度和方向，繪制成圖。如測(cè)孔符合設(shè)計(jì)要求則可安裝測(cè)點(diǎn)。將直徑為20毫米鋼繩兩端用鐵絲扎牢，將其一端插入固定頭是鋼制的，外徑68毫米，長(zhǎng)200毫米，重約5公斤，中心孔直徑22毫米，在其表面按螺線形均布七個(gè)M16螺孔)的中心孔，再用M16×30螺釘固定。固定頭送入孔底，用水泥砂漿固定，采用砂漿罐注漿。最后將其準(zhǔn)確位置填入圖內(nèi)。
3、安裝探頭探頭安裝分插孔式和底板式兩種形式。插孔式探頭的安裝，把探頭用螺栓固定在木板上，木板打入孔內(nèi)，木板用鐵絲扎緊固定在礦幫上。底板式探頭的安裝，距測(cè)孔口1～2.5米處用水泥砂漿、地腳螺釘建一平臺(tái)，探頭就安在平臺(tái)上，平臺(tái)干后通過(guò)螺母把探頭固定牢。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)(一)梅山鐵礦推距實(shí)測(cè)梅山鐵礦使用無(wú)底柱分段崩落采礦法高12米，進(jìn)路間距10米，端壁傾角90°，進(jìn)路規(guī)格，高3米，寬4米。頂板復(fù)蓋巖巖層大部份為高嶺土化安山巖，厚度為142米以上。已冒至地表，擠壓爆破條件很好。測(cè)定地點(diǎn)選在-102米水平南四進(jìn)路和-125米水平3號(hào)聯(lián)絡(luò)道北三進(jìn)路。探頭安裝全部采用插孔式安裝。先后進(jìn)行了五次測(cè)定，共測(cè)得五組數(shù)據(jù)，詳見(jiàn)表1。
表1.梅山鐵礦實(shí)測(cè)結(jié)果
(二)壽王墳銅礦推距實(shí)測(cè)在壽王墳銅礦下二中段2號(hào)高端壁無(wú)底柱分段崩落法試驗(yàn)采場(chǎng)進(jìn)行兩次實(shí)測(cè)。該處礦石為蛇紋石、陽(yáng)起石磁鐵礦、上盤為灰?guī)r。下盤為花崗巖，試驗(yàn)區(qū)段長(zhǎng)約110米，礦體傾角陡，水平厚最大為40米，其上部為采空區(qū)，已被崩落廢石所充填，形成擠壓爆破條件。第一次測(cè)定時(shí)，端壁前崩落礦巖寬度12米，第二次測(cè)定時(shí)約有18米。探頭安裝因地置宜采用底板式和插孔式兩種。兩次實(shí)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 壽王墳銅礦高端壁無(wú)底柱分段崩落法擠壓爆破距實(shí)測(cè)結(jié)果
附圖描述了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
附圖1為測(cè)定系統(tǒng)原理圖附圖2為BCY-3型爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀的電路圖。
附圖3為屏蔽探頭示意圖圖1描述了擠壓爆破推距測(cè)定系統(tǒng)的原理①為崩落區(qū)，②為爆破排位(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，③為位于測(cè)孔④內(nèi)的測(cè)點(diǎn)，用鋼繩⑤聯(lián)結(jié)測(cè)點(diǎn)③，並通過(guò)聯(lián)結(jié)點(diǎn)⑦連接尼龍測(cè)繩⑨，⑩為測(cè)繩⑨上等距安裝的鐵環(huán)，(11)為BCY-3型爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀，(12)為並連的兩臺(tái)SC16型紫外光線示波器，(13)為示波器集中控制器，(14)起爆刀閘開關(guān)，(15)磁力起動(dòng)器。
圖2BCY-3型爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀電路原理圖。
圖3屏蔽探頭示意圖，①為探頭殼體，②導(dǎo)向體，③、④分別為彈性卡子及卡子座，⑤為傳感器。
權(quán)利要求
1.一種至少包括測(cè)頭、示波器、測(cè)孔及測(cè)繩組成的爆破推距測(cè)試系統(tǒng)，其特征為系統(tǒng)內(nèi)引進(jìn)了新研制的BCX-3型爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀，引用了帶傳感器的測(cè)試探頭，運(yùn)用了起爆時(shí)間用示波器高速出紙的控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求
1所述之爆破推距測(cè)試系統(tǒng)，其特征為系統(tǒng)中並聯(lián)兩臺(tái)示波器，與BCY-3型爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀聯(lián)合配置，可直接測(cè)出爆破介質(zhì)位移量、位移時(shí)間、綜合位移參量。
3.如權(quán)利要求
1所述爆破推距測(cè)試系統(tǒng)，其特征測(cè)試探頭由殼體、裝在殼體中的帶有線圈和磁環(huán)的傳感器、導(dǎo)向體、用于拉緊尼龍繩的彈性卡子及卡子座組成。
4.一種專用的爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀，其特征該儀器由電源線路、微分線路、反相器、跟隨器、內(nèi)調(diào)線路、外接線路組成。
5.如權(quán)利要求
4所述的爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀，電源線路有防止意外信號(hào)中斷的內(nèi)外兩種電源供電，外接線路有供隨意選用震子的外接限流元件，有同時(shí)可測(cè)四個(gè)爆破點(diǎn)位移參量的回聯(lián)線路。
專利摘要
本發(fā)明為一種爆破參數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)及專用儀器，特別適用于測(cè)量無(wú)底柱分段崩落法的擠壓爆破推距的測(cè)量。在該測(cè)量系統(tǒng)中運(yùn)用了本院研制的專用儀器BCY—3型爆破介質(zhì)位移參量測(cè)定儀，靈敏度高的測(cè)試探頭，雙聯(lián)示波器及高速出紙控制起爆等特有技術(shù)，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的反應(yīng)速度慢、故障多、測(cè)量誤差大等缺點(diǎn)。保證了系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和相當(dāng)高的測(cè)量精度，并可同時(shí)測(cè)出爆破介質(zhì)位移量、位移時(shí)間及綜合位移參量。
文檔編號(hào)G01L5/14GK86104345SQ86104345
公開日1987年12月30日 申請(qǐng)日期1986年6月20日
發(fā)明者郭玉, 南斗魁, 任天貴 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部馬鞍山礦山研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan