引言
普朗铜矿一期采选工E设计即采用自然崩落法回采,在回采过E中Q矿体在崩透地表之前,相当于在I场条g下放矿,如果攄速度q快Q将可能使崩落顶板与存窿面之间留有较大的I间Q一旦上部矿岩突然大范围崩落Q极有可能生空气冲LLQ对坑内人员、设备和底部l构产生巨大影响。因此,需要掌握自然崩落法开采过E中的崩落高度,为制订合理的攄{略提供依据?/p> 1 TDR监测概述
TDR仪器不仅仅可以用来测量传输线的特征阻抗,q可以帮助定位断Ҏ短\点的具体位置Q利用这一Ҏ,TDR时域反射计可用于岩土体内的变Ş或破断。基于TDR的技术监原理及工程应用实践l验Q将该技术应用在普朗铜矿矿测量自然崩落法崩落高度量中?/p>
在待监测的矿岩中dQ将同u늼攄于钻孔中Q顶端与TDR试仪相q,q以砂浆或树脂等方式填充늼与钻孔之间的I隙Q以保证同u늼与岩体或土体的同步变形。钻孔位Ud形埋置于其中的同u늼产生剪切、拉伸变形,从而导致其局部特性阻抗的变化Q电L在q些L变化区域发生反射和透射Qƈ反映于TDR波Ş之中。通过ҎL形的分析Q结合室内标定试验徏立v的剪切和拉与TDR波Ş的量化关p,掌握崩落矿体形态和位移变化状况?/p> 2 实验室测?
普朗铜矿TDR监测讑֤采用国CAMPBELL监测讑֤。TDR监测子系l硬件设备主要是时域反射仪TDR100、数据采集器CR1000、扩展板SDMX50{。Y件主要是PCTDR和LOGERNET?/p>
? TDR监测?/p>
Fig.1 TDR monitoring instrument
实验室进行TDR试的主要目的:1、判断TDR是否可以试同uU缆的长度;2、因同uU缆安装在钻孔内Q在矿体崩落q程中,同uU缆可能会出C同的状态,比如屏蔽铜须短接{,所以需要测试同轴线~在不同情况下的回L情况Q?、因矿山地处高v拔地区,昼夜温度很大Q所以需要测试温度对同uU缆长度量的媄响。测试结果如???Q图中,两次曲线分别代表了在发生状态改变前后的波Ş?/p>
QaQ近栚w弯折 QbQ中部弯?nbsp; QcQ近N弯折
? 弯折试验试波Ş
Fig.2 Test waveform of bending test
QaQ尾部不整齐拉断Q屏蔽层铜须部分短接 QbQ尾部整齐剪?/p>
? 同uU缆屏蔽层不同状态下的测试L?/p>
Fig.3 The test waveforms of coaxial cable shielding under different conditions
? 不同温度下同轴线~TDR量曲线
Fig.4 TDR measurement curve of coaxial cable at different temperatures
从图2中可以看出,在同轴线~的三种不同位置弯折Q其波Ş在相应位|会出现一个明昄波峰Q说明了TDR可以用来试同uU缆的长度。从?中可以看出,在同轴线~尾端可能出现的两种情况Q尾端被拉断后屏蔽层铜丝短接在一起和被整齐剪断,其L形完全不同:屏蔽层铜丝短接,TDR试曲线N走势与不短接时朝相反的方向。从?中可以看出,从整体上来看QTDR试同uU缆的长度会受温度的影响Q但零上40度时比零?0度的数|200c的U缆误差?.6cI误差率ؓ0.3%FSQ可以说_ֺ较高Q误差较。尽矿q场早晚温差大Q但也不可能出现从零?0度时至零?0度间的突然变化,所以若_ֺ要求不高的情况下Q可以忽略温度的影响?nbsp;
3 TDR工程应用针对普朗铜矿Q在首采Z心周辚w过地表d布置3个TDR监测点,TDR监测点与I孔监测点͘q布|,怺补充Q相互印证。其?#TDR孔深201cI2#TDR孔深163cI3#TDR孔深170c?个孔的孔口高E不一P但其底部均达?760水^上下?/p>
? 自然崩落法TDR监测子系l?/p>
Fig.5 TDR monitoring subsystem of natural caving method
具体的布点位|如下图中四角星标记所C,均位于首采区域中心附q?/p>
? TDR监测孔位|图
Fig.6 Position map of TDR monitoring hole
试l果如图7??所C?/p>
? 1#TDRd断点高程曲线?/p>
Fig.7 Elevation curve of 1#TDR drilling breakpoint
? 2#TDRd断点高程曲线?/p>
Fig.8 Elevation curve of 2#TDR drilling breakpoint
? 3#TDRd断点高程曲线?/p>
Fig.9 Elevation curve of 3#TDR drilling breakpoint
从图中可以看出:
Q?Q?#TDRd断点高程?757m-3758m之间变动Q稍有L动;
Q?Q?#TDRd断点高程?759mQ?/p>
Q?Q?#TDRd断点高程?791m?/p>
而通过现场拉底及崩落进度情况,估计1#TDRd底部暂未垮落Q?#?#可能已垮落,估计崩落面如下图10所C?/p>
?0 TDR试l果估计崩落面位|?/p>
Fig.10 TDR test results are used to estimate the location of the caving surface
此外Q结合附q?4个微震监数据进行统计后发现Q?#溜井?#TDR监测点周边分别有105?6个微震事Ӟ且有l箋增多的趋ѝ?#溜井?#TDR监测点的中心水^距离?0mQ?#溜井周边微震事g较多Q主要集中在2#溜井的崩落顶杉Kq;3#TDR监测点周辚wq?#溜井一侧微震事件较多,与地?#溜井?#TDR监测点周边出现的裂缝现象非常d?/p>
?1 3#TDR监测点周边地表开裂情?/p>
Fig.11 Surface cracking of 3#TDR monitoring point
3 l论
本文利用TDR可以量传输U的特征L以此帮助定位断点或短路点具体位置的特性,其应用在普朗铜矿矿量自然崩落法崩落高度测量中。在实验室不同状态和不同温度下获取了大量的L形,q在实际矿山现场中加以应用,获得了如下结论:
Q?Q在同uU缆的三U不同位|弯折,其L形在相应位置会出C个明昄波峰Q说明了TDR可以用来试同uU缆的长度?/p>
Q?Q在同uU缆可能出现的两U情况:被拉断后屏蔽层铜丝结合在一起和被整齐剪断,其L形完全不同,可以满自然崩落法崩落空区的情况?/p>
Q?Q在量_ֺ要求不高的情况下Q可以忽略温度对同uU缆长度量的媄响?/p>
Q?Q尽TDR量_ֺ较低Q但在崩落空区无法进入的情况下,q是可以用测量自然崩落法崩落高度和估计崩落面?/p>
作者:彭张 袁本?冯兴隆等Q云南_庆有色金属有限责d司)本文发表于《现代矿业?018q第8?/p>
览全文误论文频道搜烦《基于TDR 监测技术的自然崩落法顶板崩落高度测量?/font>