基于电压传感器的大型矿山岩体波速测量方法技术

本发明专利技术涉及一种基于电压传感器的大型矿山岩体波速测量方法，包括以下步骤：在待测试矿山区域内，由中心区域向外钻凿N个炮孔，N个炮孔均在同一条直线上；向1#炮孔的底部装入多发雷管，并对1#炮孔进行填塞；分别在剩余炮孔(2#～N#)的底部装入PZT压电传感器，并对剩余炮孔(2#～N#)进行填塞；将所有PZT压电传感器接入多通道高速信号采集仪；将所有雷管接入起爆器，并将所有雷管的延期时间设为相同数值；起爆雷管，采集并保存PZT压电传感器的测量数据；波速计算。本发明专利技术具有测试方便、数据可靠、测量区域范围大的优点。测量区域范围大的优点。测量区域范围大的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于电压传感器的大型矿山岩体波速测量方法


[0001]本专利技术涉及矿山工程
，具体的讲是一种基于电压传感器的大型矿山岩体波速测量方法。

技术介绍

[0002]在矿山工程中，为达到工程目的，往往需要获取岩石基本力学性能参数，其中岩石波速是最常用的岩体物理性质参数。常用的岩石波速测试方法是通过声波测试仪对取芯加工成标准试样的岩石进行测试试验或者是采用波速测井仪在矿山进行原位试验。这两种方法都是基于声波的发射和接收，具有直观、便捷等优点，然而在该测试中声波发生器的功率有限，因而测试的距离受限(一般不能超过3m)，不适用于大型矿山的岩体波速测试。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种基于电压传感器的大型矿山岩体波速测量方法，本专利技术具有测试方便、数据可靠、测量区域范围大的优点。
[0004]为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]基于电压传感器的大型矿山岩体波速测量方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1、在待测试矿山区域内，由中心区域向外钻凿N个炮孔，N个炮孔均在同一条直线上，并从中心区域向外依次对炮孔进行编号，设编号分别为1#、2#
……
N#；
[0007]设1#炮孔与2#炮孔的间距为x1、设2#炮孔与3#炮孔的间距为x2……
i
‑
1#炮孔与i#炮孔的间距为x
i
‑1……
N
‑
1#炮孔与N#炮孔的间距为x/>N
‑1,其中，i∈[2、3、
…
N]；
[0008]步骤S2、向1#炮孔的底部装入多发雷管，并对1#炮孔进行填塞；
[0009]步骤S3、分别在剩余炮孔(2#～N#)的底部装入PZT压电传感器，并对剩余炮孔(2#～N#)进行填塞；
[0010]步骤S4、将所有PZT压电传感器接入多通道高速信号采集仪，并将触发模式设置为通道触发模式，进入采集状态；
[0011]步骤S5、将所有雷管接入起爆器，并将所有雷管的延期时间设为相同数值；
[0012]步骤S6、起爆雷管，采集并保存PZT压电传感器的测量数据；
[0013]步骤S7、查看所有PZT压电传感器监测的波形数据，记录每个波形数据在信号峰值的时刻，记录为t
i
,其中，t
i
为i#炮孔内的PZT压电传感器信号，i∈[2、3、
…
N]；
[0014]通过公式分别计算相邻两个炮孔之间的波速，其中j∈[2、3、
…
N
‑
1]。
[0015]进一步的，步骤S1中的炮孔直径大于30mm，炮孔深度为1～25mm，两个相邻炮孔之间的间距为10～200m。
[0016]进一步的，步骤S2装入的雷管为电子雷管。
[0017]进一步的，步骤2中电子雷管的数量为1～5个，待测试矿山区域的范围越大，电子雷管的数量越多。
[0018]进一步的，步骤S2采用水介质或常规砂土对1#炮孔进行填塞；
[0019]步骤S3采用砂土材料对剩余炮孔(2#～N#)进行填塞。
[0020]进一步的，步骤S5设置的延期时间为0ms。
[0021]进一步的，还包括步骤S8，在剩余炮孔(2#～N#)中任意选择两个炮孔，根据这两个炮孔之间的间距以及波形数据在信号峰值的时刻的时间差来计算任意两个炮孔之间的波速，以对数据进行验证。
[0022]本专利技术采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
[0023]本专利技术的测量方法合理，便于实施，且不受距离的限制，可根据矿山区域的范围，设置多个炮孔，以扩大测量范围，具有测量区域范围大的优点，得到的数据可靠。
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的实施示意图。
具体实施方式
[0026]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“顺时针”“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]实施例1：
[0029]如图1所示，基于电压传感器的大型矿山岩体波速测量方法，包括以下步骤：
[0030](1)钻孔：
[0031]通过转孔设备在待测试矿山区域内由中心区域向外钻凿N个炮孔(N取3～7)，N个炮孔均在同一条直线上(一般沿矿山区域半径方向)，并从中心区域向外依次对炮孔进行编号1#、2#
……
N#，设1#炮孔与2#炮孔的间距为x1、2#炮孔与3#炮孔的间距为x2……
N
‑
1#炮孔与N#炮孔的间距为x
N
‑1；
[0032]炮孔直径可根据现场机具任意选择，但一般大于30mm，孔深可根据需求进行选取，一般在1～25m范围内，钻孔间距可任意设定，一般在10～200m范围内；
[0033](2)装药：
[0034]在靠近待测试矿山区域中心的炮孔(即1#炮孔)底部装入1～5发电子雷管，范围越大雷管数越多，并对炮孔进行填塞(水介质或常规砂土填塞均可)；
[0035](3)传感器安装：
[0036]将PZT压电传感器装入剩余炮孔(即2#～N#炮孔))底部，并用砂土材料填塞密实；
[0037](4)连接信号测试系统：
[0038]将N
‑
1个PZT压电传感器接入多通道高速信号采集仪，并将触发模式设置为通道触发模式，进入采集状态；
[0039](5)连线：
[0040]将电子雷管接入起爆器，网络方式任意，但应注意将所有电子雷管延期时间设置为相同(一般设置为0ms)；
[0041](6)起爆并测试：
[0042]在保证人员和设备安全情况下，起爆所有电子雷管，通过信号采集仪采集和保存PZT压电传感器测量的数据；
[0043](7)数据读取：
[0044]查看N
‑
1个波形数据，记录下N
‑
1个信号峰值出现的时刻分别为t1、t2、t3……
t
N
‑1(分别对应为2#、3#
……
N#炮孔内的PZT压电传感器信号)；
[0045](8)波速计算：
[0046]根据波速定义，可用分别计算2#～3#炮孔之间的波速、3#～4#孔炮孔的波速
……
N
‑
1#～N#炮孔之间的波速。亦可间隔选取，根据距离、时间差和速度之间的关系进行计算和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电压传感器的大型矿山岩体波速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、在待测试矿山区域内，由中心区域向外钻凿N个炮孔，N个炮孔均在同一条直线上，并从中心区域向外依次对炮孔进行编号，设编号分别为1#、2#
……
N#；设1#炮孔与2#炮孔的间距为x1、设2#炮孔与3#炮孔的间距为x2……
i
‑
1#炮孔与i#炮孔的间距为x
i
‑1……
N
‑
1#炮孔与N#炮孔的间距为x
N
‑1,其中，i∈[2、3、
…
N]；步骤S2、向1#炮孔的底部装入多发雷管，并对1#炮孔进行填塞；步骤S3、分别在剩余炮孔(2#～N#)的底部装入PZT压电传感器，并对剩余炮孔(2#～N#)进行填塞；步骤S4、将所有PZT压电传感器接入多通道高速信号采集仪，并将触发模式设置为通道触发模式，进入采集状态；步骤S5、将所有雷管接入起爆器，并将所有雷管的延期时间设为相同数值；步骤S6、起爆雷管，采集并保存PZT压电传感器的测量数据；步骤S7、查看所有PZT压电传感器监测的波形数据，记录每个波形数据在信号峰值的时刻，记录为t
i
,其中，t
i
为i#炮孔内的PZT压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾永胜，王洪刚，黄小武，陈德志，韩传伟，刘昌邦，司剑峰，何理，蔡路军，周俊汝，
申请(专利权)人：武汉爆破有限公司，
类型：发明
国别省市：