一种大直径冻结立井爆破振动监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种大直径冻结立井爆破振动监测系统，涉及爆破监测技术领域，能够解决现有技术中基于吊盘的测试方法对生产带来的干扰性问题。所述系统包括：井壁钢筋、测振传感器和测振仪；其中，测振传感器与测振仪固定在井壁钢筋上，测振传感器与测振仪电缆连接；井壁钢筋、测振传感器和测振仪浇筑于井壁混凝土中，测振仪的箱门位于井壁表面。本实用新型适用于大直径冻结立井爆破振动监测及减振。
【专利说明】
一种大直径冻结立井爆破振动监测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及爆破监测技术领域，尤其涉及一种大直径冻结立井爆破振动监测系统。
【背景技术】
[0002]在煤矿建设和生产中，井筒工程施工技术复杂，作业场所狭窄，受地质条件变化等因素的影响大，井筒施工质量直接影响到正常使用及后期的稳定性。钻爆法是井筒工程的主要施工方法，井筒工程施工中频繁且大规模的爆破作业，不可避免地产生爆破地震波，并从爆源向周围介质迅速传播。爆破地震波的传播过程非常复杂，受到多种因素的影响，如爆源位置、炸药类型及性能、装药量、起爆方式、炮眼布置形式等。当爆破振动达到一定强度后，会造成周围岩体强度降低或失稳、支护结构开裂变形甚至局部坍塌等工程危害，影响到爆破质量、井筒掘进施工效率和工程经济效益。爆破振动效应的危害及控制已成为国内外爆破安全技术研究的重要课题。
[0003]爆破振动测试仪是将爆破产生的振动信号转换为可以直接读取和处理的数字信号的一种设备，包括传感器、数据采集装置和数据线。井壁爆破振动响应分析需要大量的数据，而通常的测试是将传感器通过螺栓固定在井壁上，振动测试仪主机放置于吊盘上，随掘随测。由于吊盘测试对生产的干扰性大，重新安装传感器导致的采集信号数据的差异性以及监测存在一定的间断性，对信号数据的后期分析造成了很大影响。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型实施例提供一种大直径冻结立井爆破振动监测系统，以解决现有技术基于吊盘的测试方法对生产带来的干扰性问题，以及重新安装传感器导致的采集信号数据的差异性以及监测存在一定的间断性对信号数据的后期分析造成影响的问题。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0006]本实用新型实施例提供一种大直径冻结立井爆破振动监测系统，包括:井壁钢筋、测振传感器和测振仪;其中，测振传感器与测振仪固定在井壁钢筋上，测振传感器与测振仪电缆连接;井壁钢筋、测振传感器和测振仪浇筑于井壁混凝土中，测振仪的箱门位于井壁表面。
[0007]可选地，所述测振传感器包括:直接从传感器内部引出信号线，出线处做防水绝缘处理，信号线外加装防护软管;传感器内部封装有绝缘防水胶，传感器上下盖结合处设有防水密封圈，传感器外部封装有防水胶。
[0008]可选地，所述测振仪包括:由1.5mm厚的铁板或钢板加工成的箱体;箱体左右两侧面各设有三个直径为3cm的圆孔，底部设有2个直径2cm的圆孔，用于仪器线路连接和箱体的固定，箱体正面加工有内置的能够可靠开关的箱门；
[0009]在所述箱体内放置有石棉泡沫隔热层;测振仪主机和配套防爆锂电池放置于所述箱体中，布线的开孔处设有玻璃胶密封，箱门处设有锁。
[0010]本实用新型实施例提供的一种大直径冻结立井爆破振动监测系统，由于测振传感器与测振仪均固定在井壁钢筋上，由此能够解决现有技术中基于吊盘的测试方法对生产带来的干扰性问题，以及重新安装传感器导致的采集信号数据的差异性以及监测存在一定的间断性对信号数据的后期分析造成影响的问题。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0012]图1为本实用新型大直径冻结立井爆破振动监测及减振方法实施例的流程示意图；
[0013]图2为立井爆破雷管段别及药包形式示意图；
[0014]图3为切缝管剖面示意图；
[0015]图4为立井施工中爆破测振仪线性布置图；
[0016]图5为本实用新型大直径冻结立井爆破振动监测系统的单侧井壁结构示意图；
[0017]图6为测振传感器与钢筋连接固定卡箍及螺栓组合图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
[0019]应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]图1为本实用新型大直径冻结立井爆破振动监测及减振方法实施例的流程示意图。参看图1，本实用新型大直径冻结立井爆破振动监测及减振方法实施例，包括以下步骤:
[0021]Sll、在立井施工过程中，在已形成的井筒荒径内绑扎井壁钢筋；
[0022]本实施例中，所述大直径冻结立井为井筒直径大于Sm全程冻结的立井。
[0023]S12、井壁钢筋绑扎完成后，将测振传感器与测振仪固定在井壁钢筋上;其中，测振传感器与测振仪电缆连接；
[0024]本实施例中，在井壁浇筑混凝土之前，测振传感器通过螺栓和卡箍固定在井壁内圈钢筋上。
[0025]S13、用混凝土对井壁钢筋进行浇筑形成井壁，浇筑后，测振仪的箱门位于井壁表面；
[0026]本实施例中，浇筑后，测振仪传感器与被测立井井壁粘结为一体。
[0027]S14、打开测振仪开关，对立井的继续爆破施工所产生的爆破震动进行监测；
[0028]S15、通过伞钻在立井掌子面打设炮孔并装炸药，按照井筒中心由内向外分别采用段别为1、2、3、4、5段别的引爆雷管;其中周边眼中的炸药包采用切缝药包，切缝药包包括一支侧壁沿轴向设有两条对称开缝的切缝管，在所述切缝管内装有炸药；
[0029]本实施例中，通过对周边炮孔采用切缝药包定向断裂控制爆破技术，保证周边成形并最大程度降低爆破振动强度。便于实现周边眼小药量宽孔距，减小爆破振动效应，为科学评判爆破振动对井壁的影响以及保证井筒周边成形提供了依据。
[0030]此外，在周边眼中采用聚能切缝药包，其余炮孔可采用常规装药，按照由内向外分别采用1、2、3、4、5段别雷管起爆。保证井筒成形并最大程度降低爆破振动效应对井壁结构体的损伤。其中I段为瞬发雷管，I段和2段雷管延迟时间差为25ms，2段和3段雷管延迟时间差为25ms，3段和4段雷管延迟时间差为25ms，4段和5段雷管延迟时间差为35ms。图2为立井爆破雷管段别及药包形式示意图。
[0031]所述切缝管包括两种规格，一种为外径d为40mm，一种为外径d为50mm，壁厚E均为2mm的注塑塑料管，在切缝管前段设有由缓冲板隔开缓冲段，所述切缝管的开缝宽度T为2mm?4_，开缝长度不小于各段所述炸药长度之和的1.5倍。图3为切缝管剖面示意图。
[0032]所述炸药为煤矿许用岩石乳化炸药，炸药直径为35mm和45mm两种规格，炸药长度分别为300mm和450mm。
[0033]所述周边眼5段雷管采用减振聚能切缝药包，采用不耦合装药方式。
[0034]S16、按照井筒中心由内向外的顺序依次引爆雷管，对立井继续爆破施工。
[0035]本实用新型实施例提供的一种大直径冻结立井爆破振动监测及减振方法，解决了大直径冻结立井，特别是过含水层立井爆破振动监测及减振问题;本实用新型方法中将测振传感器与测振仪均固定在井壁钢筋上，操作简单，对立井正常施工影响小，不需要频繁地提升吊盘，采集的数据连续性强，能够准确反映立井井壁的爆破振动响应情况由此能够解决现有技术由于吊盘测试对生产的干扰性大，以及重新安装传感器导致的采集信号数据的差异性以及监测存在一定的间断性对信号数据的后期分析造成影响的问题。
[0036]在前述方法实施例中，可选地，在立井施工过程中，在已形成的井筒荒径内绑扎井壁钢筋(Sll)之前，所述方法还包括定制测振传感器和测振仪的步骤。
[0037]为了增加测振传感器的防水性能，在前述方法实施例中，可选地，所述定制测振传感器包括:选用高精度防水性能好和宽温型的测振传感器;取消选用的测振传感器的原传感器接头，直接从传感器内部引出信号线，出线处做防水绝缘处理，信号线外加装防护软管。
[0038]本实施例通过两处防水定制，即一是取消选用的测振传感器的原传感器接头，直接从传感器内部引出信号线，出线处做防水绝缘处理;二是信号线外加装防护软管，确保混凝土浇筑过程中不损伤信号线;这样能够提高传感器的防水性能。
[0039]为了进一步增加测振传感器的防水性能，在前述方法实施例中，所述定制测振传感器还可包括三道防水处理的步骤，即传感器内部采用绝缘防水胶封装，传感器上下盖结合处用防水密封圈密封，传感器外部用防水胶全封装处理，这样有利于强化防水效果。
[0040]在前述方法实施例中，可选地，所述定制测振仪包括:用1.5mm厚的铁板或钢板加工成箱体;箱体左右两侧面各设有三个直径为3cm的圆孔，底部设有2个直径2cm的圆孔，用于仪器线路连接和箱体的固定，箱体正面加工有内置的能够可靠开关的箱门；在所述箱体内放置石棉泡沫隔温层;将测振仪主机和配套防爆锂电池放置于所述箱体中，对布线的开孔处用玻璃胶密封好，箱门处可设置简易锁。
[0041]本实施例中，可选用煤矿许用防爆锂电池，防爆锂电池正常可持续供电10天，对锂电池外观进行防水封装处理。通过锂电池持续供电，实现测振仪的长时间不间断监测。在所述箱体内放置石棉泡沫隔温层，能够防止井壁浇筑初期高强混凝土的水化放热对仪器测试造成影响。
[0042]在前述方法实施例中，可选地，所述在立井施工过程中，在已形成的井筒内绑扎井壁钢筋，包括:在立井施工过程中，在已形成的井筒荒径内绑扎井壁内圈钢筋竖筋、井壁外层钢筋竖筋和环筋。
[0043]图4为立井施工中爆破测振仪线性布置图。参看图4，所述井壁钢筋绑扎完成后，将测振传感器以及与测振仪固定在井壁钢筋上，包括:在井壁钢筋绑扎完成后，按照段高线性布置6台测振仪;将每台测振仪箱体及测振传感器牢固布置于井壁内圈钢筋竖筋和环筋搭接处，调整传感器上的水平气泡装置至水平位置并固定;其中，同一水平布置2个测振传感器，2个测振传感器等间距线性布置。
[0044]本实施例中，将每台测振仪箱体及测振传感器牢固布置于井壁内圈钢筋竖筋和环筋搭接处，既有利于测振仪箱体及测振传感器安装得牢靠，又有利于测振仪的箱门位于井壁表面，便于对打开测振仪的开关以及便于对测振仪的回收利用。此外，沿井壁同时设置多个监测点，可实现同次爆破对立井井壁不同深度振动数据的同步采集。
[0045]图5为本实用新型大直径冻结立井爆破振动监测系统的单侧井壁结构示意图。本实施例中，所述大直径冻结立井为井筒直径大于Sm冻结的立井。参看图5，本实用新型实施例，包括:井壁钢筋51、测振传感器52和测振仪53;测振传感器52与测振仪53固定在井壁钢筋51上，测振传感器52与测振仪53电缆连接;井壁钢筋51、测振传感器52和测振仪53浇筑于井壁混凝土中，测振仪53的箱门位于井壁表面。图5中，54为开挖后井壁，55为浇筑后井壁。
[0046]本实用新型实施例提供的大直径冻结立井爆破振动监测系统，解决了大直径冻结立井，特别是过含水层立井爆破振动监测及减振问题;本实用新型中将测振传感器与测振仪均固定在井壁钢筋上，操作简单，对立井正常施工影响小，不需要频繁地提升吊盘，采集的数据连续性强，能够准确反映立井井壁的爆破振动响应情况，由此能够解决现有技术由于吊盘测试对生产的干扰性大，以及重新安装传感器导致的采集信号数据的差异性以及监测存在一定的间断性对信号数据的后期分析造成影响的问题。
[0047]在前述系统实施例中，可选地，井壁钢筋51包括井壁内圈钢筋竖筋51a和井壁外圈钢筋竖筋51b，测振传感器52和测振仪53固定在井壁内圈钢筋竖筋51a上。优选地，将测振传感器52和测振仪53牢固布置于井壁内圈钢筋竖筋和环筋(图中未示出)搭接处。
[0048]图6为测振传感器与钢筋连接固定卡箍及螺栓组合图。参看图6，测振传感器52通过卡箍56及螺栓57固定在井壁钢筋上。
[0049]在前述系统实施例中，可选地，所述测振传感器52包括:直接从传感器内部引出信号线，出线处做防水绝缘处理，信号线外加装防护软管;传感器内部封装有绝缘防水胶，传感器上下盖结合处设有防水密封圈，传感器外部封装有防水胶。
[0050]参看图5，在前述系统实施例中，可选地，所述测振仪53包括:由1.5mm厚的铁板或钢板加工成的箱体531;箱体531左右两侧面各设有三个直径为3cm的圆孔，底部设有2个直径2cm的圆孔，用于仪器线路连接和箱体531的固定，箱体531正面加工有内置的能够可靠开关的箱门；在所述箱体531内放置有石棉泡沫隔温层532;测振仪主机533和配套防爆锂电池534放置于所述箱体531中，布线的开孔处设有玻璃胶密，箱门处设有锁(图中未示出)。测振仪的箱门位于浇筑后的井壁55的表面，便于对打开测振仪的开关以及便于对测振仪的回收利用。
[0051]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种大直径冻结立井爆破振动监测系统，其特征在于，包括: 井壁钢筋、测振传感器和测振仪;其中， 测振传感器与测振仪固定在井壁钢筋上，测振传感器与测振仪电缆连接； 井壁钢筋、测振传感器和测振仪浇筑于井壁混凝土中，测振仪的箱门位于井壁表面。2.根据权利要求1所述的大直径冻结立井爆破振动监测系统，其特征在于，所述测振传感器包括: 直接从传感器内部引出信号线，出线处做防水绝缘处理，信号线外加装防护软管； 传感器内部封装有绝缘防水胶，传感器上下盖结合处设有防水密封圈，传感器外部封装有防水胶。3.根据权利要求1所述的大直径冻结立井爆破振动监测系统，其特征在于，所述测振仪包括: 由1.5mm厚的铁板或钢板加工成的箱体;箱体左右两侧面各设有三个直径为3cm的圆孔，底部设有2个直径2cm的圆孔，用于仪器线路连接和箱体的固定，箱体正面加工有内置的能够可靠开关的箱门； 在所述箱体内放置有石棉泡沫隔温层； 测振仪主机和配套防爆锂电池放置于所述箱体中，布线的开孔处设有玻璃胶密封，箱门处设有锁。
【文档编号】G01H1/00GK205537933SQ201620224387
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】杨立云, 付晓强, 陈岐范
【申请人】中国矿业大学(北京), 兖煤菏泽能化有限公司