一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法_2

文档序号:9707240阅读:来源:国知局
而不断交替移动,并且在水平投影上也呈交错方式布置,这样有利于对竖井开挖过程中岩体产生的微破裂信号进行采集,同时也保证了微震源定位精度。
【附图说明】
[0027]图1为实施例中第一组传感器布置示意图。
[0028]图la为图1所不A-A#lj视图。
[0029]图2为第二组和第三组传感器布置示意图。
[0030]图2a为图2所示B-B剖视图。
[0031]图3为第二组传感器和第三组传感器随开挖掌子面移动交替布置示意图。
[0032]图3a为图3所示C-C剖视图。
[0033]图4为竖井开挖过程中监测到的微震事件定位结果。
[0034]图中:1-竖井;2-井壁;3-硐室;4-已衬砌马头门;5-掌子面;11_传感器I;12-传感器Π ; 13-传感器m ; 14-传感器IV; 15-传感器V ; 16-传感器VI; 21-1号传感器;22-2号传感器;23-3号传感器;24-4号传感器;25-5号传感器;26_6号传感器;
【具体实施方式】
[0035]一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法,包括如下步骤:
[0036]1)第一组传感器的布置
[0037]在离开挖掌子面最近的已衬砌马头门4岩壁和与其对应的竖井1井壁2内布置第一组传感器,在已衬砌马头门4 一侧的岩壁内设置传感器111;在已衬砌马头门4另一侧靠近竖井1的井壁处设置传感器Π 12;传感器ΙΠ13设置在竖井1的井壁内,传感器ΙΠ13与传感器Π12以竖井1中心线为对称中心对称布置;在传感器111上方的岩壁内设置传感器IV14,所述传感器IV14和传感器111在已衬砌马头门4中心线所在平面上的投影以已衬砌马头门4中心线为对称中心呈对称布置;在传感器Π 12上方的井壁内设置传感器V15,所述传感器V15和传感器Π 12在已衬砌马头门4中心线所在平面上的投影以已衬砌马头门4中心线为对称中心呈对称布置;在传感器ΙΠ13上方的井壁内设置传感器VI16,所述传感器VI16和传感器ΙΠ13在已衬砌马头门4中心线所在平面上的投影以已衬砌马头门4中心线为对称中心呈对称布置;优选地,传感器111距离已衬砌马头门4硐室3中心线垂直距离3m左右,布置高度相对于已衬砌马头门4底部1.5m,传感器Π 12和传感器ΙΠ13的布置高度均为相对于已衬砌马头门4底部1.5m;
[0038]2)第二组和第三组传感器随掌子面的下移分两个平面交替布置
[0039]2.1)根据吊盘的活动范围及定位精度的要求,在已衬砌马头门4下方的竖井1井壁内布置第二组传感器,所述第二组传感器中各传感器位于同一平面a内;优选地,平面a中各传感器布置在离掘进掌子面最近的已衬砌马头门4下方20-25m处的已衬砌的井壁2内;
[0040]2.2)在平面a下方的竖井1井壁内布置第三组传感器,所述第三组传感器中各传感器位于同一平面b内,平面b与平面a平行,且平面b内第三组传感器中的各传感器与平面a内第二组传感器中的各传感器在水平投影上呈交错排布;优选地,当掘进掌子面离平面a距离为25-30m时,开始进行平面b内第三组传感器的布置,平面b中第三组传感器布置在平面a下方已衬砌的井壁内。
[0041]2.3)在平面b的下方重复步骤2.1)和2.2),直至距离下一马头门底板高度不足30m时停止第二组和第三组传感器的交替下移布置,优选地,在平面b的下方重复步骤2.1)和
2.2),采用回收式安装方式进行传感器的布置,步骤2.3)在平面b的下方重复步骤2.1)并安装步骤2.1)中平面a内的传感器,重复步骤2.2.)并安装步骤2.2)中平面b内的传感器。
[0042]步骤3),当开挖到下一个马头门时,重复步骤1)和步骤2)重新布置第一、二和三组传感器,直到竖井1开挖完毕。竖井1的深度为500-2000m,所述竖井1为大断面竖井1。
[0043]优选地,上述各组中传感器的数据线布设在竖井1内壁人工打的线槽里面,并用速凝水泥封住线槽,避免吊盘上下移动压坏或井筒掘进爆破损坏传感器数据线。在离掘进掌子面最近的已衬砌马头门4 一侧的硐室3中布置数据采集服务器,各组中的传感器通过数据线将采集的数据传送至最近的数据采集服务器中。
[0044]更为选有地,第一组、第二组和/或第三组传感器中的各传感器均为单向速度传感器,可测范围为10—2000Hz。各组传感器的安装均在井筒爆破、通风、出渣工序完毕后,到下一次爆破装药开始时的这一段时间之内工人依托吊盘进行安装。各传感器均采用打孔安装的方式进行安装布置,且布置深度均超过围岩松弛深度,其中第一组传感器采用永久安装方式布置,即采用注浆的方式固定在孔底,使传感器与岩体固定耦合。第二组和第三组传感器采用可回收式安装方式进行安装。
[0045]实施例
[0046]某竖井开挖直径10m,计划开挖深度-1500m,目前开挖深度-1100m,围岩松弛深度1.2m,井壁衬砌厚度0.6m,马头门衬砌厚度0.5m,两马头门的垂直距离为60m,部分区域垂直距离为90m。采用上述一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法对该竖井开挖过程中进行稳定性监测与灾害评估,具体步骤如下:
[0047]1)第一组传感器的布置,其中第一组传感器为六只单向速度传感器,型号为武汉海震科技公司生产的⑶10型传感器,可测范围10?2000Hz,如图l、la所示第一组中的各传感器布置在离开挖面最近的已衬砌马头门4及其附近区域。当井筒掘进掌子面离马头门4底部10m左右的距离时,在井筒爆破、通风、出渣工序完毕后,到下一次爆破装药开始时,这一段时间之内工人依托吊盘和马头门进行打孔安装。传感器111布置在已衬砌马头门4 一侧的岩壁里面,距离马头门硐室中心线垂直距离3m左右,布置高度相对于已衬砌马头门4底部1.5m。传感器Π 12布置在已衬砌马头门4另一侧靠近井壁2处,布置高度相对于已衬砌马头门4底部1.5m。传感器ΙΠ13与传感器Π 12以竖井中心线呈对称布置,布置高度为相对于已衬砌马头门4底部1.5m。传感器IV14、传感器V15、传感器VI16分别与传感器111、传感器Π 12、传感器ΙΠ13以已衬砌马头门4中心线呈对称布置,传感器VI14布置高度为相对于已衬砌马头门4底部4m。传感器V 15和传感器VI16布置高度为相对于已衬砌马头门4底部8m。各传感器在已衬砌马头门4中心线所在水平面的投影上呈交错方式布置,上述各传感器的布置深度均为2m,并且采用注浆的方式使之固定在孔底,使传感器与岩体固定耦合,保证传感器对岩体微破裂信号的有效接收。传感器ΙΠ13和传感器VI16的数据线布设在井筒内壁人工打的线槽里面,并用速凝水泥封住线槽。从吊盘接入电源到马头门一侧的硐室中,保证数据采集服务器的供电。
[0048]2)第二组传感器和第三组传感器均为三只单向速度传感器,如图2、2a、3、3a所示,第二组传感器包括1号传感器21,2号传感器22和3号传感器23。第三组传感器包括4号传感器24,5号传感器25和6号传感器26,型号为武汉海震科技公司生产的⑶10型传感器,可测范围10?2000Hz。
[0049]2.1)根据吊盘活动范围和定位精度的要求,平面a中布置第二组传感器,第二组的三只传感器布置在离掘进掌子面最近的马头门下方20m处已衬砌的井壁2里面。
[0050]2.2)当掘进掌子面离平面a距离为25m左右时,开始进行在平面
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