一种地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置

1.本发明涉及金属矿床地下开采领域，特别是涉及一种地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置。


背景技术：

2.目前，对有色金属矿体的勘探，往往需要现场凿岩取芯，收集大量岩芯后，再搬运回检测中心进行离线式检测，该过程耗费大量人力物力，且不能实时对现场凿岩爆破工作进行指导，极大的延长了工期，且效果相比原位检测差，给现场带来了诸多不确定性。


技术实现要素：

3.基于此，本发明实施例提供一种地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置，以在现场实时监测磁性矿物的含量和赋存状态，降低时间成本，提高测量的准确性。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置，包括：磁性矿物检测装置和钻孔监测系统；所述磁性矿物检测装置，包括：矿浆收集托盘、线圈传感器和数据测量处理仪；
6.所述矿浆收集托盘套设在凿岩台车的钻杆上；所述矿浆收集托盘用于收集由所述凿岩台车的钻头处沿所述钻杆流入的目标矿体的矿浆；所述矿浆收集托盘与所述线圈传感器的内部连通；所述线圈传感器用于检测所述矿浆流动时的电压，得到传感器电压；所述数据测量处理仪与所述线圈传感器连接；所述数据测量处理仪用于根据所述传感器电压计算所述线圈传感器的电感值，并根据所述电感值确定所述矿浆中磁性矿物的含量；
7.所述钻孔监测系统用于测量所述钻杆的钻进位移和钻进扭矩，并根据所述钻进位移与钻进时间的关系，计算钻杆推进速度，根据所述钻杆推进速度和所述钻进扭矩确定所述目标矿体的赋存状态；所述赋存状态至少包含矿体厚度、夹矸位置和矿体边界。
8.可选地，所述线圈传感器，具体包括：玻璃钢管、漆包线圈和磁性套筒；
9.所述漆包线圈缠绕在所述玻璃钢管外部；所述磁性套筒套设在所述漆包线圈的外部；所述玻璃钢管的一端与所述矿浆收集托盘连通；所述漆包线圈与所述数据测量处理仪连接；所述漆包线圈用于当所述矿浆在所述玻璃钢管内流动时，检测得到传感器电压，并将所述传感器电压发送至所述数据测量处理仪。
10.可选地，所述钻孔监测系统，具体包括：激光位移传感器和扭矩传感器；
11.所述激光位移传感器用于发出激光，以照射至钻杆推进装置的一端；所述钻杆推进装置的另一端连接动力头连接杆的一端；所述动力头连接杆的另一端连接所述钻杆；所述扭矩传感器位于所述动力头连接杆与所述钻杆的连接处；所述激光位移传感器用于测量所述钻杆的钻进位移；所述扭矩传感器用于测量所述钻杆的钻进扭矩。
12.可选地，所述钻孔监测系统，还包括：数据处理系统；
13.所述数据处理系统分别与所述激光位移传感器和所述扭矩传感器连接；所述数据
处理系统用于根据所述钻进位移与钻进时间的关系，计算钻杆推进速度，并根据所述钻杆推进速度和所述钻进扭矩确定所述目标矿体的赋存状态。
14.可选地，所述数据测量处理仪，具体包括：单片机、第一处理电路和第二处理电路；
15.所述单片机的输出端通过所述第一处理电路与所述线圈传感器的输入端连接；所述单片机用于输出方波信号；所述第一处理电路用于将所述方波电路转换为正弦电流激励信号；所述线圈传感器用于在所述正弦电流激励信号的激励下，检测所述矿浆流动时的电压，得到传感器电压；
16.所述第二处理电路的输入端分别与所述线圈传感器的输入端、所述线圈传感器的输出端连接；所述第二处理电路的输出端与所述单片机的输入端连接；所述第二处理电路用于对所述线圈传感器的内部电阻电压和所述传感器电压进行放大转换处理，得到处理后的内部电阻电压和处理后的传感器电压；所述单片机还用于根据处理后的内部电阻电压和处理后的传感器电压计算所述线圈传感器的电感值，并根据所述电感值确定所述矿浆中磁性矿物的含量。
17.可选地，所述第一处理电路，具体包括：带通滤波电路和电压电流转换电路；
18.所述单片机的输出端通过所述带通滤波电路与所述电压电流转换电路的输入端连接；所述电压电流转换电路的输出端与所述线圈传感器的输入端连接；
19.所述带通滤波电路用于对所述方波信号进行整定，得到正弦电压信号；所述电压电流转换电路用于将所述正弦电压信号转换为正弦电流激励信号。
20.可选地，所述第二处理电路，具体包括：相量电压测量电路、电压平移电路和模数转换电路；
21.所述相量电压测量电路的输入端分别与所述线圈传感器的输入端、所述线圈传感器的输出端连接；所述相量电压测量电路的输出端与所述电压平移电路的输入端连接；所述电压平移电路的输出端与所述模数转换电路的输入端连接；所述模数转换电路的输出端与所述单片机的输入端连接；
22.所述相量电压测量电路用于对所述线圈传感器的内部电阻电压和所述传感器电压进行放大，得到电阻相量电压和传感器相量电压；所述电压平移电路用于将所述电阻相量电压和所述传感器相量电压转换到设定电压范围内，得到转换后的电阻相量电压和转换后的传感器相量电压；所述模数转换电路用于对转换后的电阻相量电压和转换后的传感器相量电压分别进行模数转换，得到处理后的内部电阻电压和处理后的传感器电压。
23.可选地，所述磁性矿物检测装置，还包括：连接管；
24.所述矿浆收集托盘上开设通孔；所述连接管用于将所述通孔与所述玻璃钢管连通。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.本发明实施例提出了一种地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置，矿浆收集托盘套设在凿岩台车的钻杆上；矿浆收集托盘用于收集由凿岩台车的钻头处沿钻杆流入的矿浆；矿浆收集托盘与线圈传感器的内部连通；线圈传感器用于检测矿浆流动时的电压，得到传感器电压；数据测量处理仪与线圈传感器连接；数据测量处理仪用于根据传感器电压计算线圈传感器的电感值，并根据电感值确定矿浆中磁性矿物的含量；钻孔监测系统测量钻杆的钻进位移和钻进扭矩，并根据钻进位移结合钻进时间计算钻杆推进速度，结合钻
杆推进速度和钻进扭矩确定目标矿体的赋存状态。本发明利用电感原理，实时收集钻孔过程中钻头处的矿浆，利用线圈传感器和数据测量处理仪实时检测矿浆中磁性矿物的含量，利用钻孔系统探测磁性矿物的赋存状态，实现了在现场实时监测磁性矿物的含量和赋存状态的目的，与取样离线式检测相比，节约了工时，大大降低了时间成本，提高了测量的准确性。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明实施例提供的地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置的结构图；
29.图2为本发明实施例提供的矿浆收集托盘分别与线圈传感器、钻杆的装配示意图；
30.图3为本发明实施例提供的数据测量处理仪的结构示意图。
31.图4为本发明实施例提供的地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置中钻孔监测系统的结构图。
32.符号说明：
33.1-钻头；2-冲水管；3-钻杆；4-矿浆收集托盘；5-连接管；6-磁性套筒；7-漆包线圈；8-玻璃钢管；9-连接线；10-数据测量处理仪；11-固定支架；12-固定底座；13-激光位移传感器；14-标准靶靶心；15-动力头辅助装置；16-扭矩传感器；17-动力头连接杆；18-岩体。
具体实施方式
34.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。
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
36.中国铁矿产资源丰富，但目前常规的探矿、凿岩爆破方法存在诸多问题，列举如下：
37.(1)探矿网络过大，地质工作开展不足。目前，常用的探矿方法是通过设计勘探网络，钻凿地质钻孔进行地质勘探，但大多数勘探网格参数通常设计为50
×
50m，即平均2500m2内钻凿一个地质钻孔，有的甚至达到100
×
100m，如果设置精密的探矿网络，精细勘探，又会耗费大量人力、物力。由此带来的问题包括：
①
岩层内部详细信息难以准确获取。有如矿体内夹矸情况、矿石品位分区、精确的矿体厚度、矿体内空洞及破碎带情况等。这些问题会导致：矿石损化率的大大增高；钻孔过长和炸药不匹配，使得钻孔成本和炸药成本的增加；钻凿到地质风险区后时未能及时干预带来的灾害及隐患等。
②
难以建立精细化的三维地质模型。金属矿地下开采中贫化率、损失率依赖地质三维模型，它们是矿山服务年限及主
要的技术经济指标，但在采矿过程中难以控制及统计，主要是由于矿产资源地质工作开展不足，但在目前的地质勘探流程下，精细化的地质工作，构造透明矿山，需要大量的人力物力，难以开展。(2)地质取芯离线检测，耗时长。
38.为解决以上问题，本发明提供了地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置，使凿岩台车与相关配件组合，利用电感原理，实时收集钻孔过程中冲洗得到的矿浆，随即利用相关仪器，实时检测矿浆中磁性矿物的含量，判定矿体在岩层中的赋存情况，并从钻凿岩体、矿体、地质灾害风险区的力学性质不同的角度，运用一些传感器及配套的数据采集及处理系统(基于钻进参数的矿体赋存情况识别系统)，在凿岩过程中收集岩石的力学参数，及时反馈计算结果，与钻浆磁性物含量实时监测装置判定的矿体的厚度、夹矸赋存情况、矿石品位分区等两相比照，进一步提高识别系统的精确度与可信度。此外，基于钻进参数的矿体赋存情况识别系统还可以识别地质灾害风险区，并及时进行风险评估。
39.下面提供了具体实施例对本发明的地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置进行具体说明。
40.参见图1，本实施例的地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置，包括：磁性矿物检测装置；所述磁性矿物检测装置，包括：矿浆收集托盘4、线圈传感器和数据测量处理仪10。所述矿浆收集托盘4套设在凿岩台车的钻杆3上；所述矿浆收集托盘4用于收集由所述凿岩台车的钻头1处沿所述钻杆3流入的目标矿体的矿浆；所述矿浆收集托盘4与所述线圈传感器的内部连通；所述线圈传感器用于检测所述矿浆流动时的电压，得到传感器电压；所述数据测量处理仪10与所述线圈传感器采用连接线9连接；所述数据测量处理仪10用于根据所述传感器电压计算所述线圈传感器的电感值，并根据所述电感值确定所述矿浆中磁性矿物的含量。所述钻孔监测系统用于测量所述钻杆3的钻进位移和钻进扭矩，并根据所述钻进位移与时间的关系，计算钻杆推进速度，根据所述钻杆推进速度和所述钻进扭矩确定所述目标矿体的赋存状态；所述赋存状态至少包含矿体厚度、夹矸位置和矿体边界。
41.本实施例中的磁性矿物检测装置，结构相对简单，测量系统完整，性能稳定、测量准确，不受温度漂移影响，能够适应现场复杂的电磁环境。
42.在一个示例中，所述线圈传感器，具体包括：玻璃钢管8、漆包线圈7和磁性套筒6。
43.所述漆包线圈7缠绕于所述玻璃钢管8外部；所述磁性套筒6套设在所述漆包线圈7的外部；所述玻璃钢管8的一端与所述矿浆收集托盘4连通；所述漆包线圈7与所述数据测量处理仪连接；所述漆包线圈7用于当所述矿浆在所述玻璃钢管8内流动时，检测得到传感器电压，并将所述传感器电压发送至所述数据测量处理仪10。
44.具体的，所述磁性矿物检测装置，还包括：连接管5；所述矿浆收集托盘4上开设通孔；所述连接管5用于将所述通孔与所述玻璃钢管8连通。
45.在实际应用中，所述连接管5与传感器内部玻璃钢管8直接相连，内有磁性物矿浆流过，所述漆包线圈7密绕于玻璃钢管8外周，所述磁性套筒6密包于漆包线圈7外周，磁性套筒6分为内外两层，均由钢材制成，其能有效防止漏磁。
46.所述线圈传感器内漆包线圈7中部电感受介质的影响较两端灵敏，漆包线圈7可以选择螺管式电磁线圈，在选择螺管式电磁线圈时，应选择短粗型的线圈，且连接线起点连接线圈传感器正中部。
47.所述漆包线圈7可以选择正弦电流作为激励信号，可防止温度漂移对系统测量结
果造成不必要的影响。
48.在一个示例中，参见图2，矿浆收集托盘4底部与顶部超出一定距离之间为一椎台，锥台中空，中部有凿岩台车的钻杆3穿过，锥台顶部与钻杆3密合但不贴合，不影响钻杆3转动。
49.在一个示例中，参见图3，所述数据测量处理仪10，具体包括：单片机、第一处理电路、第二处理电路和显示电路。
50.所述单片机的输出端通过所述第一处理电路与所述线圈传感器的输入端连接；所述单片机用于输出方波信号；所述第一处理电路用于将所述方波电路转换为正弦电流激励信号；所述线圈传感器用于在所述正弦电流激励信号的激励下，检测所述矿浆流动时的电压，得到传感器电压。
51.所述第二处理电路的输入端分别与所述线圈传感器的输入端、所述线圈传感器的输出端连接；所述第二处理电路的输出端与所述单片机的输入端连接；所述单片机的输出端还与显示电路连接；所述第二处理电路用于对所述线圈传感器的内部电阻电压和所述传感器电压进行放大转换处理，得到处理后的内部电阻电压和处理后的传感器电压；所述单片机还用于根据处理后的内部电阻电压和处理后的传感器电压计算所述线圈传感器的电感值，并根据所述电感值确定所述矿浆中磁性矿物的含量。所述显示电路用于显示所述矿浆中磁性矿物的含量。其中，由处理后的内部电阻电压和处理后的传感器电压的相量比值便能够获得传感器的电感值。
52.具体的，所述单片机的型号可以为pic16f877型单片机，是一款8位的单片机，采用精简指令集哈佛结构、二级流水线取指令方式，晶振频率能够达到20mhz，单位周期指令的执行时间可达200ms，并且含有flash、eeprom、pwm输出、iic接口等外设资源，具有价格低廉、指令集精简、功耗较低等特性，适宜工业现场使用。
53.具体的，所述第一处理电路，具体包括：带通滤波电路和电压电流转换电路。
54.所述单片机的输出端通过所述带通滤波电路与所述电压电流转换电路的输入端连接；所述电压电流转换电路的输出端与所述线圈传感器的输入端连接；所述带通滤波电路用于对所述方波信号进行整定，得到正弦电压信号；所述电压电流转换电路用于将所述正弦电压信号转换为正弦电流激励信号。
55.具体的，所述第二处理电路，具体包括：相量电压测量电路、电压平移电路和模数转换电路。
56.所述相量电压测量电路的输入端分别与所述线圈传感器的输入端、所述线圈传感器的输出端连接；所述相量电压测量电路的输出端与所述电压平移电路的输入端连接；所述电压平移电路的输出端与所述模数转换电路的输入端连接；所述模数转换电路的输出端与所述单片机的输入端连接。
57.所述相量电压测量电路用于对所述线圈传感器的内部电阻电压和所述传感器电压进行放大，得到电阻相量电压和传感器相量电压；所述电压平移电路用于将所述电阻相量电压和所述传感器相量电压转换到设定电压范围(如0-5v)内，得到转换后的电阻相量电压和转换后的传感器相量电压，以满足模数转换电路对输入信号的电压要求；所述模数转换电路用于对转换后的电阻相量电压和转换后的传感器相量电压分别进行模数转换，得到处理后的内部电阻电压和处理后的传感器电压，以达到对测量信号进行数字采样的目的。
58.在一个示例中，相量电压测量电路采用ad632放大器，ad632放大器对所述线圈传感器的内部电阻电压和所述传感器电压进行精密放大，同时抑制干扰信号，得到高质量的电阻相量电压和传感器相量电压。
59.在一个示例中，凿岩台车在生产中自配备冲孔装置和冲水管2，冲孔装置位于所述钻头1处；所述冲水管2设置在所述钻杆3的内部；所述冲水管2与所述冲水装置连通。所述冲水装置用于冲洗所述钻头1处的矿浆，以使得所述矿浆沿所述钻杆3流入所述矿浆收集托盘4。
60.在一个示例中，所述磁性矿物检测装置，还包括：固定支架11；所述固定支架11一端支撑于地面，一端支撑于矿浆收集托盘4和线圈传感器，固定这些仪器。
61.在一个示例中，所述钻孔监测系统可以为dpm型钻孔过程监测系统。
62.所述钻孔监测系统与所述数据测量处理仪连接；所述钻孔监测系统用于测量所述钻杆3的钻进位移和钻进扭矩；所述数据测量处理仪用于根据所述矿浆中磁性矿物的含量、所述钻进位置和所述钻进扭矩确定矿体信息；所述矿体信息至少包括夹矸位置、矿体边界和矿体厚度。所述数据测量处理仪中的显示电路还用于显示所述矿体信息。
63.目前dpm型钻孔过程监测系统中配备距离传感器：用来监测钻机动力转滑机身在链条上的位置，从而测得所用钻杆数量和每根钻杆长度，以及潜孔锤钻孔深度和钻孔深度。本发明优选激光位移传感器13予以替代，以与凿岩台车配套，并在该系统中配套扭矩传感器16。
64.具体的，参见图4，所述钻孔监测系统，具体包括：激光位移传感器13和扭矩传感器16。所述激光位移传感器13用于发出激光，以照射至钻杆推进装置的一端，照射点为标准靶靶心14，标准靶靶心14具体位于钻杆推进装置的端部的动力头辅助装置15上；所述钻杆推进装置的另一端连接动力头连接杆17的一端；所述动力头连接杆17的另一端连接所述钻杆3，钻杆3进入岩体18中；所述扭矩传感器16位于所述动力头连接杆17与所述钻杆3的连接处；所述激光位移传感器13用于测量所述钻杆3的钻进位移；所述扭矩传感器16用于测量所述钻杆3的钻进扭矩。
65.在实际应用中，所述激光位移传感器13位于钻杆推进装置下部，与凿岩台车专用的固定底座12固定，实时监测钻进位移，并记录钻进时刻，用于计算钻进速率。因该传感器与磁性矿物检测装置同步工作，故记录的钻进位移和钻进时刻，可与磁性矿物检测装置在各时间点反馈的数据相对应，可协助该装置准确记录矿体中的夹矸位置和矿体的边界。
66.所选dpm型钻孔监测系统只配套激光位移传感器13和扭矩传感器16，目的是凿岩台车控制钻进压力和钻头1转速恒定，以监测钻机的钻进速率和钻进扭矩，原因是在海量的测量参数中，钻头1转速与钻进压力为独立参数，不受钻进岩体岩性影响，而旋转扭矩和钻进速率为影响参数，其不仅取决于钻机本身还受岩石力学性质影响，根据岩石力学性质不同，传感器测量的影响参数响应不同的原则，可以进行矿体识别。
67.激光位移传感器13一端固定在专用的固定底座12上，根据实际情况与不同结构台车配套，激光照射垂直于钻杆推进装置。
68.所述扭矩传感器16为两端圆柱形的轴，安装于钻杆3与动力头连接杆17之间，以实时监测钻进过程中钻杆3扭矩变化。
69.在一个示例中，所述钻孔监测系统，还包括：数据处理系统。所述数据处理系统分
别与所述激光位移传感器13和所述扭矩传感器16连接；所述数据处理系统用于根据所述钻进位置和所述钻进扭矩确定所述目标矿体的赋存状态。
70.所述激光位移传感器13与扭矩传感器16均通过连接线9与数据记录仪相连，数据记录仪可以通过数据转接线与数据处理系统连接，数据处理系统可以是计算机终端，以实现数据展示与处理。
71.本实施例的地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置，具有如下优点：
72.(1)磁性矿物的含量和赋存状态的现场实时监测获取，能精确圈定矿体边界，现场指导爆破参数设计，减小不必要的钻孔长度，能够显著降低钻孔成本、提高工作效率，降低因炮孔过长而破碎矿体外的岩石带来的矿石贫化，显著降低矿石搬运成本和选矿成本。
73.(2)磁性矿物的含量和赋存状态的现场实时监测获取，与取样离线式检测相比，节约了工时，大大降低了时间成本。
74.下面给出一个更为具体的实现方式对上述实施例进行进一步说明。
75.磁性矿物检测装置与钻孔监测系统同步启动测量。
76.1.磁性矿物检测装置
77.如图1和图2所示，磁性矿物检测装置，包括矿浆收集托盘4、线圈传感器、数据测量处理仪10和固定支架11等，凿岩台车钻杆3穿过矿浆收集托盘4，矿浆收集托盘4、线圈传感器连接管、线圈传感器统一用固定支架11支撑牢固，线圈传感器中部通过连接线9与数据测量处理仪10连接，仪器归零处理，准备测量工作。
78.凿岩台车钻凿上向炮孔，钻头1处备有冲洗钻屑的冲水装置，冲洗下的矿浆顺钻凿的炮孔全部流入钻杆3底部的矿浆收集托盘4中，矿浆通过连接管5匀速通过线圈传感器，测量系统开始工作并实时记录。
79.1)检测装置工作原理：
80.含有铁磁性矿物的矿浆动态地经过线圈传感器的玻璃钢管8时，只有磁性重介质会引起线圈电感值发生改变，而其他成分不会造成电感值的改变。通过实时检测其电感值，就能够达到对磁性重介质含量值进行实时检测的目的。
81.2)检测原理：
82.如公式(1)所示，线圈传感器的电感值只和线圈长度l、匝数n、横截面积s有关系，当这些参数固定不变时，其电感值l只与磁导率μ0有关，并且与电感值呈线性关系。而磁导率受玻璃钢管8内磁性物含量的大小影响，其它物质成分不会引起其值变化，因此磁性物含量越多磁导率越大，电感值越大。
83.l＝μ0n2s/l
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
84.悬浮液流经线圈传感器的玻璃钢管8时，铁磁磁性重介质含量影响传感器电感值l的大小，根据楞次定律推导得：
[0085][0086]
i表示感应电流，t表示时间，由公式(1)和公式(2)可知，传感器电压v1随着管内磁性物含量的变化而变化，其含量越高，此电压越高。因此线圈传感器电压值，就能够反映玻璃钢管8中磁性物含量的变化。
[0087]
3)检测装置工作过程介绍：
[0088]
a.首先由单片机控制生成激励信号，并将其施加给线圈传感器，线圈传感器两端产生感应电动势。在测量过程中，线圈传感器内阻会随温度的改变而改变，为防止温度漂移对测量结果产生影响，选用正弦电流信号作为激励信号可避免内阻干扰。为得到稳定的激励信号，利用单片机生成稳定可靠的方波信号，其值为100hz，再将该信号通过滤波方式整定，用有源滤波电路整定后获取对应频率的正弦电压信号。通过电压电流转换电路，将正弦电压激励信号转变为正弦电流激励信号，幅值约为20ma。
[0089]
b.对线圈传感器电压值进行测量并发送至单片机。通过相量电压测量电路、电压平移电路、ad转换电路，即可测量出传感器电压v1以及内部电阻电压v2，由铁磁性矿物含量测量原理可知，通过采集传感器电压v1以及内部电阻电压v2信号的相量比值便能够获得传感器电感值。
[0090]
c.通过相关计算获得线圈传感器电感大小，由电感值的大小与铁磁性矿物的含量值成正比的关系，对应可知磁性矿物含量的多少，以时间-磁性物含量相对值的格式展示。因同步工作的原因，记录的时间与dpm型钻孔监测系统中记录的时间可对应，通过时间可将钻进位移与矿浆中磁性物含量相对应，以将磁性物含量值精确匹配到矿体中的具体位置。
[0091]
2.钻孔监测系统
[0092]
钻孔监测系统是基于钻进参数的铁矿体识别法实现。
[0093]
如图4所示，以某类型凿岩台车实例，将钻孔监测系统与凿岩设备配套，对于其他凿岩设备，也可根据实际情况进行安装。该监测系统选用配套装置包括激光位移传感器13、扭矩传感器16、数据记录仪、计算机。激光位移传感器13一端固定在专用的固定底座12上，根据实际情况与不同结构台车配套，激光照射垂直于钻杆推进装置。扭矩传感器16为两端圆柱形的轴，安装于钻杆3与动力头连接杆17之间。激光位移传感器13和扭矩传感器16均通过连接线9与数据记录仪相连，数据记录仪通过数据转接线与计算机相连，启动凿岩设备，并设置凿岩设备参数，即控制钻进压力和钻头1转速恒定，启动钻孔监测系统，进行钻进参数收集。
[0094]
测量原理：
[0095]
岩石的力学性质与铁矿石的力学性质明显不同，岩石的rqd值远小于铁矿石，而钻进扭矩和钻进速率作为影响参数，其大小受岩石力学性质影响，根据岩石力学性质不同，影响参数响应不同的原则，可以进行矿体识别。因力学性质的差异，钻进过程中若出现钻进速率和钻进扭矩的阶跃性变化时，或者经过大量的现场试验经验，明确铁矿体钻进速率和钻进扭矩的变化阈值，可判定钻机穿越了矿体与岩体边界或穿越了矿体中的夹矸，此时记录激光位移传感器13所测数据，即矿岩边界或夹矸在钻孔中的具体高度。
[0096]
本发明突破现有离线式检测的方法和传统的探矿方法，克服无法实时获取磁性矿物含量进行品位分区、无法精确圈定矿体厚度、无法精确探测夹矸位置的技术缺陷，提供一种采矿现场，在凿岩台车打钻过程中，及时检测冲洗矿浆内磁性物含量和赋存状态的探测装置，该装置旨在将磁性矿物检测装置与基于钻进参数的铁矿体识别法实现的钻孔监测系统结合，以达到现场实时监测，节省时间成本，精确矿体厚度和矿体边界，明确夹矸位置，降低矿石贫化，大大减小穿孔成本、矿石搬运成本、选矿成本的目的。该探测装置配套的两套监测设备中，以磁性矿物检测装置为主，钻孔监测系统为辅助，两相比照，相互完善，更加提高了探测精度。
[0097]
具体的，将磁性矿物检测装置与钻孔监测系统结合，能够实时记录钻进位移、钻进时刻，该位移可对应到矿浆铁磁性矿物含量现场实时检测装置中测得的含量数据，使钻进位置、钻进时刻与监测到的磁性物含量相对应，其次记录的钻进位移可进一步转化为钻进速率，结合扭矩传感器16监测到的钻进扭矩，根据岩石力学性质不同，钻进扭矩与钻进速率响应不同的原则，可进一步识别磁性物矿体准确方位，两种系统的识别结果相互比对，能够进一步提高该发明的精确性和稳定性，使该发明能够快速实时得到所穿矿层夹矸具体方位和矿体具体厚度，降低了采矿活动的时间成本、穿孔成本和爆破成本。其次，对探矿和精确放矿工程具有重要意义，进而降低了原矿石搬运成本和选矿成本。
[0098]
本发明的地下采区磁性矿体赋存状态随钻实时探测装置，还具有如下优点：
[0099]
(1)精确探测矿体中的夹矸位置，对夹矸进行合理的炸药匹配，能够避免夹矸的过度破碎带来的爆破成本的增加。
[0100]
(2)对矿石进行品位分区，指导放矿，对于夹矸与矿石进行分别放矿，可以很大程度上减少矿石与夹矸混杂，从而减少矿石搬运成本与选矿成本。
[0101]
(3)在钻孔过程中，进行精确的地质灾害区识别，及时对软弱顶板进行合理支护，降低安全隐患，减少灾害发生。
[0102]
此外，根据计算，原矿石的搬运选矿成本约为50元/t，若有效排除夹矸，可节约矿石搬运成本和选矿成本约20元/t，可为企业节省巨大成本。且凿岩炮孔可实现2m一孔，满足建立精细化透明矿山的标准。
[0103]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0104]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。