CN116045775A - 一种下向大直径炮孔深度测量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下向大直径炮孔深度测量装置及其使用方法，该装置用于测量地下矿山下向大直径炮孔的深度，由测量配重、测量管绳和显示仪表组成。所述测量配重为不锈钢材质中空圆柱体，内部安装数个微型激光测距仪，所述显示仪表为测量配重内微型激光测距仪配套的显示仪表，测量配重和显示仪表之间通过测量管绳及其内部的动力及信号传输电缆连接。使用该装置测量下向大直径炮孔深度时，通过显示仪表上读数的变化来控制测量配重在炮孔中的位置从而确定炮孔底部的准确位置，进而测得炮孔的准确深度。本发明具有结构简单、操作简便和测量效率高、测量精准等优点。

Description

一种下向大直径炮孔深度测量装置及其使用方法

技术领域

本发明属于地下矿山开采领域，涉及地下矿山开采阶段大直径下向深孔采矿领域，具体涉及一种下向大直径炮孔深度测量装置及其使用方法。

背景技术

对于矿岩稳固及以上的厚大～极厚大矿体开采，阶段大直径下向深孔采矿法是目前广泛应用的一种采矿方法。该方法在中段内不设分段，把凿岩、爆破作业全部集中集中在上中段一个水平进行，在采场中段上部施工出凿岩硐室，采用潜孔钻机在凿岩硐室内施工下向大直径炮孔至下部拉底层边界，在采场下部采用中深孔拉底形成堑沟式底部出矿结构，VCR法拉槽，再采用VCR法或侧向崩矿的方式大量爆破崩矿，崩落矿石集中在中段底部出矿水平放出。该方法具有采准切割工程简单，脉外采准工程量小，采场生产能力大、效率高、成本低等优点，因此被广泛应用于矿岩稳固及以上的厚大～极厚大矿体的开采。

采场爆破是阶段大直径下向深孔采矿法的关键作业环节。由于采场爆破采用的是下向大直径炮孔，无论是采用VCR法的形式爆破还是采用分段侧向爆破的形式，当下部第一次爆破后所有的炮孔均会变成下向透孔。而为了评估上一次爆破的效果，指导下一次爆破的爆破设计，保证回采作业安全，均需要在每次爆破之后对每个炮孔深度进行测量。测孔使用的相应装置与测量结果的准确性与采场下一次爆破的效果及整体作业安全密切相关。同时，采场中布置有大量的下向大直径炮孔，测孔工作次数多、数量大。因此，设计出适宜的炮孔测量装置对保证作业安全、改善爆破效果、提高爆破效率具有重要意义。

目前，矿山测孔大多是采用由测绳悬吊水瓶或木棍组成的简易测孔装置，通过不断下放、提拉线绳来判断测孔物的位置；当测孔物到达孔底时，通过在提拉测绳的过程中感受是否有测孔物卡住孔底的反向力确定孔底的位置，通过测量下放线绳的长度获取孔深，然后用力拉扯线绳，使下方固定的测孔物脱落并回收线绳。然而，上述测孔装置存在操作不便、效果不佳的问题。上述测孔装置在测孔物下放到孔底时只能通过不断提拉线绳来判断位置，在实际操作中难以准确感知测孔物是否已经到达孔底，造成测量存在误差；同时，在测孔物到达孔底后，通过用力提拉线绳的方式可能造成线绳因提拉而被扯断，造成测量误差。更加需要指出的是，由于岩体中节理裂隙的存在导致的垮冒和爆破的破坏作用，炮孔孔底临空面并非是理想中的齐平状态，而是呈现出各种不规整的复杂形态，因而下向大直径炮孔深度测量的难点就在于迅速高效的确定孔底的位置。

有鉴于此，有必要设计一种结构简单、便于掌握和操作，同时测量结果准确有保证的装置以解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明公布了一种下向大直径炮孔深度测量装置及其使用方法，本发明采用如下技术方案实现：

所述下向大直径炮孔深度测量装置用于测量地下矿山下向大直径炮孔的深度，由测量配重、测量管绳和显示仪表组成。所述测量配重为直径为d的不锈钢材质中空圆柱体，测量配重的下部同一高度处均匀设置有数个与柱体内部空间相通的凹槽孔，每个凹槽孔内安装固定一个微型的激光测距仪，激光测距仪能够向测量配重圆柱体径向方向发射激光进行测距，测量配重的上部端面与测量绳固定连接，并在上部端面的中心设置有一个圆形通孔；所述测量管绳为高强度柔性轻质管绳，内部为中空，其一端连接固定在测量配重的上部端面中心处，另一端与显示仪表连接固定；测量管绳的表面自与测量配重连接固定处的起点至另一端从小到大均匀设置有距离刻度；所述显示仪表为测量配重内激光测距器配套的显示仪表，显示仪表和激光测距仪之间通过动力及信号传输电缆相连接，所述动力及信号传输电缆安装固定在测量管绳的内部；显示仪表上设置有与测量配重内激光测距器个数相同的显示窗格，每个激光测距仪对应一个显示窗格；显示仪表内置有电源模块和信号数据处理模块，开机后，激光测距仪测得的信号经动力及信号传输电缆输送至信号数据处理模块，经分析处理后得到的数据实时显示在每个显示窗格上。

进一步地，所述测量配重的直径d小于要测量的下向大直径炮孔的直径D，使得测量配重能在要测量的下向大直径炮孔中顺利下放。

进一步地，所述测量配重上的凹槽孔为圆形，其个数为2～4个。

进一步地，所述测量配重上部端面中心处圆形通孔的直径小于测量管绳的管径。

进一步地，所述测量管绳的长度为测量下向大直径炮孔最大深度的1.5～2倍，测量管绳缠绕在收卷盘上。

进一步地，所述测量管绳上刻度的最小单位为厘米。

进一步地，所述测量管绳起点处的刻度值等于测量配重上激光测距仪中心至测量配重上部端面的长度。

进一步地，所述显示仪表上还设置有电源开关，负责激光测距仪及显示仪表的开启和关闭。

本发明提供的一种下向大直径炮孔深度测量装置的使用方法包括以下步骤：

步骤1、将所述测量装置放置于要测量的下向大直径炮孔的一侧附近，将测量配重放置到下向大直径炮孔的孔口内，按下显示仪表上的电源开关，打开激光测距仪及显示仪表，此时显示仪表上的各个显示窗格上均有读数显示，且各个读数都小于等于D-d；

步骤2、匀速转动收卷盘下放测量管绳，并根据显示窗格上的读数显示来控制是否停止下放测量管绳，当各个显示窗格上的读数显示均小于等于D-d时则继续下放，当有一个及以上的显示窗格的读数显示大于D-d时，表明此刻测量配重已穿过孔底进入采空区内，停止下放测量管绳，密切关注显示窗格的读数并向上缓慢回收测量管绳，直至所有显示窗格的读数重新都显示小于等于D-d时立刻停止转动收卷盘，此时测量配重正好位于孔底处，读取并记录此时测量管绳位于孔口水平位置处的刻度，即为下向大直径炮孔的深度；

步骤3、关闭显示仪表上的电源开关，并转动收卷盘将测量配重取出，即完成该下向大直径炮孔深度的测量工作。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)结构简单、操作简便。本发明提供的装置由由测量配重、测量管绳和显示仪表组成，结构简单，易于操作。

(2)测量效率高，测量结果准确。通过均匀设置的激光测距仪，能够快速准确的确定出孔底的位置，从而快速准确的得到炮孔深度。

下面通过附图和具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种下向大直径炮孔深度测量装置的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种下向大直径炮孔深度测量装置的使用原理示意图；

图中标号：1—测量配重，2—凹槽孔，3—激光测距仪，4—动力及信号传输电缆，5—测量管绳，6—显示仪表，7—显示窗格，8—电源开关，9-下向大直径炮孔。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本发明提供的下向大直径炮孔深度测量装置用于测量地下矿山下向大直径炮孔9的深度，由测量配重1、测量管绳5和显示仪表6组成。

所述测量配重1为直径为d的不锈钢材质中空圆柱体，测量配重1的下部同一高度处均匀设置有数个与柱体内部空间相通的凹槽孔2，每个凹槽孔2内安装固定一个微型的激光测距仪3，激光测距仪3能够向测量配重圆柱体径向方向发射激光进行测距。测量配重1的上部端面与测量绳固定连接，并在上部端面的中心设置有一个圆形通孔，所述圆形通孔的直径小于测量管绳5的管径；所述测量配重1的直径d小于要测量的下向大直径炮孔9的直径D，使得测量配重1能在要测量的下向大直径炮孔9中顺利下放，在本发明的一个实施例中，要测量的下向大直径炮孔9的直径为165mm，测量配重1的直径为120mm，所述测量配重1上的凹槽孔2为圆形，其个数为4个。

所述测量管绳5为高强度柔性轻质管绳，内部为中空，其一端连接固定在测量配重1的上部端面中心处，另一端与显示仪表6连接固定，测量管绳5的长度为测量下向大直径炮孔9最大深度的2倍，测量管绳5缠绕在收卷盘上。测量管绳5的表面自与测量配重1连接固定处的起点至另一端从小到大均匀设置有距离刻度，刻度的最小单位为厘米，测量管绳5起点处的刻度值等于测量配重1上激光测距仪3中心至测量配重1上部端面的长度。

所述显示仪表6为测量配重1内激光测距器配套的显示仪表6，显示仪表6和激光测距仪3之间通过动力及信号传输电缆4相连接，所述动力及信号传输电缆4安装固定在测量管绳5的内部；显示仪表6上设置有与测量配重1内激光测距器个数相同的显示窗格7，每个激光测距仪3对应一个显示窗格7；显示仪表6内置有电源模块和信号数据处理模块，开机后，激光测距仪3测得的信号经动力及信号传输电缆4输送至信号数据处理模块，经分析处理后得到的数据实时显示在每个显示窗格7上。所述显示仪表6上还设置有电源开关8，负责激光测距仪3及显示仪表6的开启和关闭。

如图2所示，本发明提供的一种下向大直径炮孔深度测量装置的使用方法包括以下步骤：

步骤1、将所述测量装置放置于要测量的下向大直径炮孔9的一侧附近，将测量配重1放置到下向大直径炮孔9的孔口内，按下显示仪表6上的电源开关8，打开激光测距仪3及显示仪表6，此时显示仪表6上的各个显示窗格7上均有读数显示，且各个读数都小于等于D-d；

步骤2、匀速转动收卷盘下放测量管绳5，并根据显示窗格7上的读数显示来控制是否停止下放测量管绳5，当各个显示窗格7上的读数显示均小于等于D-d时则继续下放，当有一个及以上的显示窗格7的读数显示大于D-d时，表明此刻测量配重1已穿过孔底进入采空区内，停止下放测量管绳5，密切关注显示窗格7的读数并向上缓慢回收测量管绳5，直至所有显示窗格7的读数重新都显示小于等于D-d时立刻停止转动收卷盘，此时测量配重1正好位于孔底处，读取并记录此时测量管绳5位于孔口水平位置处的刻度，即为下向大直径炮孔9的深度；

步骤3、关闭显示仪表6上的电源开关8，并转动收卷盘将测量配重1取出，即完成该下向大直径炮孔9深度的测量工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种下向大直径炮孔深度测量装置，其特征在于：用于测量地下矿山下向大直径炮孔的深度，由测量配重、测量管绳和显示仪表组成；

所述测量配重为直径为d的不锈钢材质中空圆柱体，测量配重的下部同一高度处均匀设置有数个与柱体内部空间相通的凹槽孔，每个凹槽孔内安装固定一个微型的激光测距仪，激光测距仪能够向测量配重圆柱体径向方向发射激光进行测距，测量配重的上部端面与测量绳固定连接，并在上部端面的中心设置有一个圆形通孔；

所述测量管绳为高强度柔性轻质管绳，内部为中空，其一端连接固定在测量配重的上部端面中心处，另一端与显示仪表连接固定；测量管绳的表面自与测量配重连接固定处的起点至另一端从小到大均匀设置有距离刻度；

所述显示仪表为测量配重内激光测距器配套的显示仪表，显示仪表和激光测距仪之间通过动力及信号传输电缆相连接，所述动力及信号传输电缆安装固定在测量管绳的内部；显示仪表上设置有与测量配重内激光测距器个数相同的显示窗格，每个激光测距仪对应一个显示窗格；显示仪表内置有电源模块和信号数据处理模块，开机后，激光测距仪测得的信号经动力及信号传输电缆输送至信号数据处理模块，经分析处理后得到的数据实时显示在每个显示窗格上。

2.根据权利要求1所述的一种下向大直径炮孔深度测量装置，其特征在于：所述测量配重的直径d小于要测量的下向大直径炮孔的直径D，使得测量配重能在要测量的下向大直径炮孔中顺利下放。

3.根据权利要求1所述的一种下向大直径炮孔深度测量装置，其特征在于：所述测量配重上的凹槽孔为圆形，其个数为2～4个。

4.根据权利要求1所述的一种下向大直径炮孔深度测量装置，其特征在于：所述测量配重上部端面中心处圆形通孔的直径小于测量管绳的管径。

5.根据权利要求1所述的一种下向大直径炮孔深度测量装置，其特征在于：所述测量管绳的长度为测量下向大直径炮孔最大深度的1.5～2倍，测量管绳缠绕在收卷盘上。

6.根据权利要求1所述的一种下向大直径炮孔深度测量装置，其特征在于：所述测量管绳上刻度的最小单位为厘米。

7.根据权利要求1所述的一种下向大直径炮孔深度测量装置，其特征在于：所述测量管绳起点处的刻度值等于测量配重上激光测距仪中心至测量配重上部端面的长度。

8.根据权利要求1所述的一种下向大直径炮孔深度测量装置，其特征在于：所述显示仪表上还设置有电源开关，负责激光测距仪及显示仪表的开启和关闭。

9.根据权利要求1-8任意一项权利要求所述的一种下向大直径炮孔深度测量装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、将所述测量装置放置于要测量的下向大直径炮孔的一侧附近，将测量配重放置到下向大直径炮孔的孔口内，按下显示仪表上的电源开关，打开激光测距仪及显示仪表，此时显示仪表上的各个显示窗格上均有读数显示，且各个读数都小于等于D-d；

步骤2、匀速转动收卷盘下放测量管绳，并根据显示窗格上的读数显示来控制是否停止下放测量管绳，当各个显示窗格上的读数显示均小于等于D-d时则继续下放，当有一个及以上的显示窗格的读数显示大于D-d时，表明此刻测量配重已穿过孔底进入采空区内，停止下放测量管绳，密切关注显示窗格的读数并向上缓慢回收测量管绳，直至所有显示窗格的读数重新都显示小于等于D-d时立刻停止转动收卷盘，此时测量配重正好位于孔底处，读取并记录此时测量管绳位于孔口水平位置处的刻度，即为下向大直径炮孔的深度；

步骤3、关闭显示仪表上的电源开关，并转动收卷盘将测量配重取出，即完成该下向大直径炮孔深度的测量工作。

Images