CN105486186B - 一种放炮拒爆监测装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放炮拒爆监测装置及监测方法，其包括监测探头和监控主机，各监测探头将监测到的炮眼爆炸信息传输至监控主机；监测探头均包括压力传感器、第一数据采集卡、MCU、无线发射器、频率发射器和第一电源；压力传感器将检测到的爆炸瞬间压力信号经第一数据采集卡传输至MCU，MCU将接收到的压力信号处理后经无线发射器传输至监控主机内；MCU内预设有频段信息，并将该频段内的频率经数据采集卡传输至频率发射器，由频率发射器将该频率传输至监控主机内；MCU由第一电源供电。本发明为爆破作业人员的安全提供技术保障，同时，也可以加快巷道的掘进速度，提高了爆破的科学性，大大提升了爆破作业的安全系数，具有广泛的实用性。

Description

一种放炮拒爆监测装置及监测方法

技术领域

本发明涉及一种爆破拒爆监测装置及监测方法，特别是关于一种在矿山沿巷爆破、隧道爆破、建筑爆破等爆破作业领域中的放炮拒爆监测装置及监测方法。

背景技术

在煤矿井巷掘进中，特别是年产量比较小的煤矿，其机械化程度低，安全技术不足，钻眼爆破作为一种经济高效的施工手段，已经得到非常广泛的应用。但是在煤矿井巷掘进爆破时，由于种种原因在爆破作业过程中拒爆现象(俗称哑炮)不断发生，并时而造成伤人事故，不仅影响了爆破效果还对爆破作业人员的生命安全。拒爆，即爆破作业过程中由于种种原因的存在，正式通电起爆后，雷管全部或部分不爆的现象称为拒爆。残爆，则是指雷管起爆后而炸药没有被引爆或炸药没有完全被引爆的现象。产生拒爆的原因有很多种，如起爆器材失效、爆破参数设计有误、炮孔施工和装药出现偏差、起爆连线不可靠、炸药质量本身有问题等等。哑炮若不及时处理，不仅会降低挖掘速度，影响生产效率，而且还会带来很大的安全隐患。但因不能得到哑炮位置和数量的准确数据，处理起来具有极大的危险性。如果能有一种装置及监测方法来识别哑炮的具体位置和数量，对煤矿的高效生产就会起到重要的实际意义，同时也保障了爆破作业人员的安全。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种放炮拒爆监测装置及监测方法，其有效解决了爆破作业中时常出现拒爆现象而不能精确了解哑炮数目以及精确定位的问题，为爆破作业人员的安全提供技术保障，同时，也可以加快巷道的掘进速度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种放炮拒爆监测装置，其特征在于：它包括一个以上的监测探头和一监控主机，各所述监测探头将监测到的炮眼爆炸信息传输至所述监控主机；每一所述监测探头均包括压力传感器、第一数据采集卡、MCU、无线发射器、频率发射器和第一电源；所述压力传感器将检测到的爆炸瞬间压力信号经所述第一数据采集卡传输至所述MCU，所述MCU将接收到的压力信号处理后经所述无线发射器传输至所述监控主机内；所述MCU内预设有频段信息，并将该频段内的频率经数据采集卡传输至所述频率发射器，由所述频率发射器将该频率传输至所述监控主机内；所述MCU由所述第一电源供电。

在一个优选的实施例中，在各所述监测探头内还分别设置有信号增大器，所述无线发射器输出的信号经所述信号增大器放大处理后传输至所述监控主机。

在一个优选的实施例中，所述压力传感器采用半导体硅材料、上端为钳式结构的芯片。

在一个优选的实施例中，所述监控主机包括无线接收器、第二数据采集卡、主控制器、频率接收器、存储器、显示灯、压力示波器和第二电源；所述显示灯的个数与所述监测探头个数对应设置；所述无线接收器用于接收各所述监测探头传输至的压力信号，并将接收到的压力信号经所述第二数据采集卡传输至所述主控制器内；所述频率接收器用于直接接收所述频率发射器发出的频率信号，并将该频率信号传输至所述主控制器内，所述主控制器对接收到的压力信号和频率信号处理后存至所述存储器内，并传输至与接收到的频率对应的所述显示灯和压力示波器；所述主控制器由所述第二电源供电。

在一个优选的实施例中，所述无线发射器采用RF发射器，所述无线接收器采用RF接收器。

为实现上述目的，本发明还提供另一种技术方案：一种放炮拒爆监测方法，其特征在于包括以下步骤：1)药柱雷管装填好后，在被测炮眼中放置监测探头，安装完毕后用炮泥封好炮眼；2)在各监测探头的MCU内分别设置各监测探头的频段，各监测探头的频段均不相同，以区别出不同的监测探头；3)在监控主机的主控制器内预设有与各监测探头对应的频段；开启监控主机，此时监控主机内各显示灯均为绿色状态，则表示各监测探头与监控主机之间的通讯为正常状态，压力示波器的波形图显示为一条水平线；4)起爆雷管，压力传感器产生的压力信号转换成电信号经无线发射器发射，并由监控主机接收，同时，频率发射器将监测探头的频率经频率接收器传输至主控制器，在主控制器内判断接收到的携带频率信息的压力信号是否位于预先设定的频段内，并将处理后的信号传输至压力示波器和相应的显示灯；若压力示波器上相应频段内的水平线出现突然上升现象，则表示为该频段的监测探头所在炮眼中的炸药成功爆炸，相应的显示灯显示为红色；反之，若压力示波器上的水平线无突然上升现象，则表示炸药拒爆，此时显示灯依然为绿色。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明解决了爆破作业中时常出现拒爆现象而不能精确了解哑炮数目以及精确定位的问题，为爆破作业人员的安全提供技术保障。2、本发明适用于矿山沿巷爆破、隧道爆破、建筑爆破等爆破作业，该套检测装置测定数据准确，提高了拒爆现象处理的安全性，同时，也可以加快巷道的掘进速度，提高了爆破的科学性，大大保障了爆破作业人员了安全，整套装置易操作，结构简单，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种放炮拒爆监测装置，其包括一个以上的监测探头1和一监控主机2，各监测探头1将监测到的炮眼爆炸信息传输至监控主机2。每一监测探头1均包括压力传感器11、第一数据采集卡12、微处理器(MCU)13、无线发射器14、频率发射器15和第一电源16。炮眼爆炸时，压力传感器11将检测到的爆炸瞬间压力信号经第一数据采集卡12传输至MCU13，MCU13将接收到的压力信号处理后经无线发射器14传输至监控主机2内。MCU13内预设有频段信息，并将该频段内的频率经数据采集卡传输至频率发射器15，由频率发射器15将该频率传输至监控主机2内。其中，MCU13由第一电源16供电。

上述实施例中，在各监测探头1内还分别设置有信号增大器17，无线发射器14输出端连接有信号增大器17，无线发射器14输出的信号经信号增大器17放大处理后传输至监控主机2。

上述各实施例中，无线发射器14可以采用RF发射器。

上述各实施例中，压力传感器1采用半导体硅材料、上端为钳式结构的芯片。

如图1所示，本发明的监控主机2包括无线接收器21、第二数据采集卡22、主控制器23、频率接收器24、存储器25、显示灯26、压力示波器27和第二电源28，其中，显示灯26的个数与监测探头1个数对应设置。无线接收器21用于接收各监测探头1传输至的压力信号，并将接收到的压力信号经第二数据采集卡22传输至主控制器23内。频率接收器24用于直接接收频率发射器15发出的频率信号，并将该频率信号传输至主控制器23内，由主控制器23对接收到的压力信号和频率信号进行判断处理；主控制器23将处理后的信号存至存储器25内，并将处理后的信号传输至与接收到的频率对应的显示灯26和压力示波器27。压力示波器27上的水平线出现突然上升现象，则表示为炮眼中的炸药成功爆炸，即未发生拒爆，显示灯26显示为红色；反之，若压力示波器27上的水平线无突然上升现象，则表示炸药拒爆，此时显示灯26仍为绿色。主控制器23由第二电源28供电。

上述实施例中，无线接收器21采用RF接收器。

基于上述放炮拒爆监测装置，本发明还提供一种放炮拒爆监测方法，其包括以下步骤：

1)药柱雷管装填好后，在被测炮眼中放置监测探头1，炮眼深度为1.5～2.5米，安装完毕后用炮泥封好炮眼。本实施例中以10个炮眼为例，依次标记为CH1、CH2、CH3、CH4、…、CH10；

2)在各监测探头1的MCU13内分别设置各监测探头1的频段，各监测探头1的频段均不相同，以区别出不同的监测探头1；本实施例中设定各监测探头1的频段分别为50MHz～60MHz、70MHz～80MHz、90MHz～100MHz、…、230MHz～240MHz，每10MHz为一个频段，每个监测探头1间隔10MHz，防止监测探头1之间发生频段互窜现象。

3)在监控主机2的主控制器内预设有10个与各监测探头1对应的频段；开启监控主机2，此时若监控主机2内各显示灯26均为绿色，则表示各监测探头1与监控主机2之间的通讯为正常状态，此时，压力示波器27的波形图显示为一条水平线；若显示灯26为红色，则表示监测探头1与监控主机2通讯异常，需重新设置监测探头1；

4)起爆雷管，压力传感器11产生的压力信号转换成电信号经无线发射器14发射，并由监控主机2接收，同时，频率发射器15将监测探头1的频率经频率接收器24传输至主控制器23，在主控制器23内判断接收到的携带频率信息的压力信号是否位于预先设定的频段内，并将处理后的信号传输至压力示波器27和相应的显示灯26；若压力示波器27上相应频段内的水平线出现突然上升现象，则表示为该频段的监测探头1所在炮眼中的炸药成功爆炸，即未发生拒爆，相应的显示灯26显示为红色，例如，显示灯26“CH1”显示为红色，即第一炮眼CH1爆炸成功；反之，若压力示波器27上的水平线无突然上升现象，则表示炸药拒爆，此时显示灯26依然为绿色，例如显示灯26“CH1”依然为绿色，即第一炮眼CH1爆炸失败。

综上所述，本发明在使用时，可以通过存储器25将主控制器23内的处理数据进行存储，这样就可以得出掘进工作面炮孔爆炸情况，有利于爆破作业人员及时对拒爆炮孔进行安全有效的处理，大大提高了生产的高效性以及安全性。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种放炮拒爆监测装置，其特征在于：它包括一个以上的监测探头和一监控主机，各所述监测探头将监测到的炮眼爆炸信息传输至所述监控主机；每一所述监测探头均包括压力传感器、第一数据采集卡、MCU、无线发射器、频率发射器和第一电源；所述压力传感器将检测到的爆炸瞬间压力信号经所述第一数据采集卡传输至所述MCU，所述MCU将接收到的压力信号处理后经所述无线发射器传输至所述监控主机内；所述MCU内预设有频段信息，并将该频段内的频率经数据采集卡传输至所述频率发射器，由所述频率发射器将该频率传输至所述监控主机内；所述MCU由所述第一电源供电；所述监控主机包括无线接收器、第二数据采集卡、主控制器、频率接收器、存储器、显示灯、压力示波器和第二电源；所述显示灯的个数与所述监测探头个数对应设置；所述无线接收器用于接收各所述监测探头传输至的压力信号，并将接收到的压力信号经所述第二数据采集卡传输至所述主控制器内；所述频率接收器用于直接接收所述频率发射器发出的频率信号，并将该频率信号传输至所述主控制器内，所述主控制器对接收到的压力信号和频率信号处理后存至所述存储器内，并传输至与接收到的频率对应的所述显示灯和压力示波器；所述主控制器由所述第二电源供电。

2.如权利要求1所述的一种放炮拒爆监测装置，其特征在于：在各所述监测探头内还分别设置有信号增大器，所述无线发射器输出的信号经所述信号增大器放大处理后传输至所述监控主机。

3.如权利要求1所述的一种放炮拒爆监测装置，其特征在于：所述压力传感器采用半导体硅材料、上端为钳式结构的芯片。

4.如权利要求2所述的一种放炮拒爆监测装置，其特征在于：所述压力传感器采用半导体硅材料、上端为钳式结构的芯片。

5.如权利要求1所述的一种放炮拒爆监测装置，其特征在于：所述无线发射器采用RF发射器，所述无线接收器采用RF接收器。

6.一种如权利要求1至5任一项所述装置的放炮拒爆监测方法，其特征在于包括以下步骤：

1)药柱雷管装填好后，在被测炮眼中放置监测探头，安装完毕后用炮泥封好炮眼；

2)在各监测探头的MCU内分别设置各监测探头的频段，各监测探头的频段均不相同，以区别出不同的监测探头；

3)在监控主机的主控制器内预设有与各监测探头对应的频段；开启监控主机，此时监控主机内各显示灯均为绿色状态，则表示各监测探头与监控主机之间的通讯为正常状态，压力示波器的波形图显示为一条水平线；

4)起爆雷管，压力传感器产生的压力信号转换成电信号经无线发射器发射，并由监控主机接收，同时，频率发射器将监测探头的频率经频率接收器传输至主控制器，在主控制器内判断接收到的携带频率信息的压力信号是否位于预先设定的频段内，并将处理后的信号传输至压力示波器和相应的显示灯；若压力示波器上相应频段内的水平线出现突然上升现象，则表示为该频段的监测探头所在炮眼中的炸药成功爆炸，相应的显示灯显示为红色；反之，若压力示波器上的水平线无突然上升现象，则表示炸药拒爆，此时显示灯依然为绿色。