[發明專利]一種測定無底柱分段崩落法爆破距離的裝置及方法

在審

• 申請號: 202110358247.0
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113076507A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 丁航行;李廣輝;鄒開華;劉歡;孫明志;陳松;任鳳玉
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G06K17/00;E21C41/22;F42D3/04
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝;蔡曉敏

1.一種測定無底柱分段崩落法爆破距離的裝置，其特征在于，包括測定設備和監控系統；

所述測定設備包括多個爆破炮孔(11)、多個標志物孔(12)和標志物(13)；

所述爆破炮孔(11)和所述標志物孔(12)為沿回采巷道(5)頂部的礦體垂直向上延伸的盲孔，多個所述爆破炮孔(11)和多個所述標志物孔(12)均間隔設置，每一所述標志物孔(12)位于相鄰兩個所述爆破炮孔(11)之間；

所述爆破炮孔(11)用于容納炸藥；

所述標志物(13)包括第一標志物(131)和第二標志物；

多個所述第一標志物(131)沿所述標志物孔(12)的高度方向間隔設置在所述標志物孔(12)的內部；

所述第二標志物設置在出礦鏟車上，出礦鏟車用于將爆破產生的礦巖散體和所述第一標志物(131)的混合物由出礦迎頭(3)鏟裝至溜井(4)；

所述標志物(13)用于向所述監控系統發射識別信號；

所述監控系統用于記錄和存儲標志物信息，所述標志物信息包括放礦時發出識別信號的所述第一標志物(131)的編號、所述第一標志物(131)發出識別信號的時間以及所述第二標志物發出識別信號的時間。

2.如權利要求1所述的測定無底柱分段崩落法爆破距離的裝置，其特征在于，多個所述爆破炮孔(11)和多個所述標志物孔(12)均呈扇形分布，多個所述爆破炮孔(11)的軸線和多個所述標志物孔(12)的軸線位于同一平面。

3.如權利要求1所述的測定無底柱分段崩落法爆破距離的裝置，其特征在于，所述標志物(13)包括保護管(133)和容納在所述保護管(133)的空腔內的電子標簽(134)和電池(135)；

所述保護管(133)為抗爆管材；

所述電子標簽(134)為能夠發射識別信號的芯片；

所述電子標簽(134)與所述電池(135)導線連接；

所述電子標簽(134)、所述電池(135)與所述保護管(133)間設置柔性填充物(132)。

4.如權利要求3所述的測定無底柱分段崩落法爆破距離的裝置，其特征在于，所述電子標簽(134)和所述電池(135)的表面覆蓋防水膠。

5.如權利要求1所述的測定無底柱分段崩落法爆破距離的裝置，其特征在于，所述標志物孔(12)內的相鄰所述第一標志物(131)間設置半硬質聚氨酯材料制成的圓柱體(14)，所述圓柱體(14)的高度為0.5-1.5m。

6.如權利要求1所述的測定無底柱分段崩落法爆破距離的裝置，其特征在于，多個所述第一標志物(131)裝填至所述標志物孔(12)的底部時，采用炮塞封堵所述標志物孔(12)。

7.如權利要求1所述的測定無底柱分段崩落法爆破距離的裝置，其特征在于，所述監控系統包括射頻接收器；

所述射頻接收器包括設置在所述出礦迎頭(3)的第一射頻接收器(211)和設置在所述溜井(4)的第二射頻接收器(212)；

所述第一射頻接收器(211)用于接收所述第一標志物(131)和所述第二標志物發出的識別信號，所述第二射頻接收器(212)用于接收所述第二標志物發出的識別信號。

8.如權利要求7所述的測定無底柱分段崩落法爆破距離的裝置，其特征在于，所述監控系統還包括485集線器(22)和計算機(23)；

所述射頻接收器和所述485集線器(22)通過數據電纜連接，所述485集線器(22)與所述計算機(23)通過數據電纜連接；

所述計算機(23)用于接收所述射頻接收器發送的識別信號，并存儲、分析和讀取所述標志物信息；

所述標志物信息還包括接收識別信號的射頻接收器的編號。

9.如權利要求8所述的測定無底柱分段崩落法爆破距離的裝置，其特征在于，所述計算機(23)的顯示界面上設有監測器控制區、標簽顯示區、串口設備控制區和系統信息區。

10.一種使用如權利要求1-9任一項所述的測定無底柱分段崩落法爆破距離的裝置進行爆破距離L的測定方法，其特征在于，所述監控系統包括射頻接收器和計算機(23)；

所述射頻接收器包括設置在所述出礦迎頭(3)的第一射頻接收器(211)和設置在所述溜井(4)的第二射頻接收器(212)；

所述測定方法的步驟如下：

S1：以所述回采巷道(5)的某一點為原點(0，0，0)建立坐標系；

其中，x方向定義為與多個所述標志物孔(12)的軸線所在平面相垂直的方向；z方向定義為與所述回采巷道(5)的地面相垂直的方向；y方向定義為與x方向和z方向所在平面相垂直的方向；

將每一所述第一標志物(131)裝填入所述標志物孔(12)中時，記錄所述第一標志物(131)的初始坐標(x，y，z)和編號；

S2：引爆所述爆破炮孔(11)內的炸藥，所述爆破炮孔(11)的側壁和所述標志物孔(12)的側壁被炸裂，所述第一標志物(131)由所述標志物孔(12)側壁的破損處隨礦巖散體排出到外界；

S3：開啟所述監控系統，開始放礦，所述出礦鏟車將所述礦巖散體和所述第一標志物(131)的混合物由所述出礦迎頭(3)鏟裝至所述出礦鏟車上時，位于所述出礦迎頭(3)的所述第一射頻接收器(211)接收所述礦巖散體和所述標志物孔(12)的混合物中的所述第一標志物(131)發出的識別信號，并將所述識別信號發送至所述計算機(23)；

S4：放礦過程中，所述出礦鏟車由所述出礦迎頭(3)鏟裝所述礦巖散體后運送到所述溜井(4)處時，所述出礦鏟車上的所述第二標志物依次向位于所述出礦迎頭(3)上的所述第一射頻接收器(211)和位于所述溜井(4)上的所述第二射頻接收器(212)發送識別信號，所述第一射頻接收器(211)和所述第二射頻接收器(212)將識別信號發送至所述計算機(23)；

所述計算機(23)根據接收到的所述第一射頻接收器(211)和所述第二射頻接收器(212)發送的識別信號的次數，統計所述出礦鏟車將所述礦巖散體和所述第一標志物(131)的混合物由所述出礦迎頭(3)鏟裝至所述溜井(4)的總次數，該總次數為出礦車數；

S5：計算放出礦量Q_f：

Q_f＝出礦車數×斗容×滿斗系數

其中，所述放出礦量Q_f指一次放礦過程所鏟出的所述礦巖散體的總量；所述斗容指所述出礦鏟車承裝所述礦巖散體的容量；

S6：計算放出體高Z_H：

其中：

其中，α和β是指沿進路方向的散體流動參數；α₁和β₁是指垂直進路方向散體流動參數；K是指壁面影響系數，K為0.1-1.15；

S7：計算爆破距離L：

爆破后，所述第一標志物(131)先被推移至(x’，y，z)處再被放出，所述第一標志物(131)放出時的運動軌跡滿足體曲面方程：

其中：

由上式得出x’，由下式計算出爆破距離L：

L＝x'-x