崩落頂板或爆破頂板的監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及崩落頂板或爆破頂板的監測系統。
【背景技術】
[0002]崩落法(例如自然崩落法或分段崩落法)回采中，礦體在崩透地表以前，相當于在空場條件下放礦。如果放礦速度過快，將可能使崩落面與松散礦堆之間留有較大的空間，一旦上部礦巖突然大范圍崩落，將極有可能產生空氣沖擊波，對坑內人員、設備和巷道將產生難以估量的損失，對礦山生產也將會產生嚴重的影響。
[0003]澳大利亞的Northparks礦就曾經發生過空氣沖擊波事故，造成4人死亡。該事故發生的主要原因就是沒有準確監測崩落頂板的位置，而在底部持續大量出礦，造成崩落面和松散礦堆之間距離過大，大范圍的頂板突然垮落，造成了空氣沖擊波事故。
【發明內容】
[0004]本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明提出一種可以提高崩落法采礦的安全性的監測系統。
[0005]根據本發明實施例的崩落頂板或爆破頂板的監測系統包括:至少一個設在崩落區域內的鉆孔，所述鉆孔沿上下方向延伸，所述鉆孔的上端敞開，其中所述鉆孔內設有至少一個光纜，所述光纜的一部分向上伸出所述鉆孔；和用于向所述光纜發射信號以及接收反射回來的信號的光時域反射儀，所述光時域反射儀與所述光纜配合。
[0006]通過利用根據本發明實施例的崩落頂板或爆破頂板的監測系統，可以提高崩落法采礦的安全性。
[0007]另外，根據本發明上述實施例的崩落頂板或爆破頂板的監測系統還可以具有如下附加的技術特征:
[0008]根據本發明的一個實施例，所述鉆孔的直徑為70毫米-160毫米，相鄰兩個所述鉆孔的間距為10米-200米。
[0009]根據本發明的一個實施例，所述鉆孔的直徑為85毫米-105毫米，相鄰兩個所述鉆孔的間距為120米-180米。
[0010]根據本發明的一個實施例，所述鉆孔的直徑為95毫米，相鄰兩個所述鉆孔的間距為150米。
[0011 ] 根據本發明的一個實施例，所述鉆孔為地質鉆孔。
[0012]根據本發明的一個實施例，每個所述鉆孔內設有1-3個光纜。
[0013]根據本發明的一個實施例，每個所述鉆孔內填充有粘結劑。
[0014]根據本發明的一個實施例，所述粘結劑為水泥砂漿。
[0015]根據本發明的一個實施例，所述鉆孔為多個。
[0016]根據本發明的一個實施例，多個所述鉆孔均勻地分布在所述崩落區域內。
【附圖說明】
[0017]圖1是根據本發明實施例的崩落頂板或爆破頂板的監測系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0019]下面參考附圖描述根據本發明實施例的崩落頂板50或爆破頂板的監測系統10。如圖1所示，根據本發明實施例的崩落頂板50或爆破頂板的監測系統10包括設在崩落區域20內的至少一個鉆孔101和光時域反射儀103。
[0020]鉆孔101沿上下方向延伸，鉆孔101的上端敞開。其中，鉆孔101內設有至少一個光纜102，光纜102的一部分1021向上伸出鉆孔101。光時域反射儀103與光纜102配合，光時域反射儀103用于向光纜102發射信號以及接收反射回來的信號。
[0021]光時域反射儀103可以將光纜102的完好情況和故障狀態以曲線的形式清晰地顯示出來。根據該曲線反映的事件情況，能確定故障的位置和判斷故障的性質。光時域反射儀103所做的最重要的也是最基本的測試就是光纜長度測試，精確的光纜長度測試有助于光纜的故障定位。
[0022]具體而言，光纜102的與距離有關的信息可以通過時間信息而得到，在不同折射率的兩種傳輸介質的邊界(如連接器、機械接續、斷裂或光纜終結處)會發生菲涅耳反射，此現象可以被用于準確定位沿光纜102長度上的不連續點的位置。
[0023]在利用崩落法(例如自然崩落法或分段崩落法)進行采礦時，隨著崩落的進行，崩落頂板50或爆破頂板(崩落頂板線或爆破頂板線)逐漸向上發展。其中，崩落頂板50或爆破頂板的上部為實體，崩落頂板50或爆破頂板的下部為崩落的松散體，該實體和該松散體的交界處會引起光纜102的錯斷(如圖1所示)。也就是說，光纜102的錯斷點1022位于該實體和該松散體的交界處。換言之，光纜102的錯斷點1022位于崩落頂板50或爆破頂板處。而光纜102的錯斷點1022可以利用菲涅耳反射精確地測量出來。
[0024]此時，在地表20利用光時域反射儀103測點，即可顯示光纜102的錯斷點1022距離測試點(光時域反射儀103所在位置或光纜102的用于與光時域反射儀103相連的端部)的長度，從而測量出崩落頂板50或爆破頂板發展的位置。也就是說，光時域反射儀103對各個光纜102發射光信號，通過發射光信號的時間和返回光信號(菲涅耳反射)的時間確定各個光纜102崩落破壞的位置(光纜102的錯斷點1022)，即確定光纜102的錯斷點1022距離測試點的長度，進而掌握整個井下崩落區域20的崩落頂板50或爆破頂板的發展情況。其中，兩次測量中，光纜102的錯斷點1022距離測試點的長度之差就是該光纜102所在位置的已崩落部分的高度。
[0025]根據本發明實施例的崩落頂板50或爆破頂板的監測系統10通過在崩落區域20內的鉆孔101內設置光纜102，且利用光時域反射儀103向光纜102發射信號以及接收反射回來的信號，從而可以確定各個光纜102崩落破壞的位置，即可以確定崩落頂板50或爆破頂板的位置。由此可以掌握整個井下崩落區域20的崩落頂板50或爆破頂板的發展情況，從而可以防止崩落面與松散礦堆之間的空間過大，以便避免造成空氣沖擊波事故，提高崩落法采礦的安全性。
[0026]利用光時域反射儀103測量崩落頂板50或爆破頂板的位置，測量的精度誤差可以控制在1%。以內。
[0027]因此，通過利用根據本發明實施例的崩落頂板50或爆破頂板的監測系統10，可以提高崩落法采礦的安全性。
[0028]有利地，根據本發明實施例的崩落頂板50或爆破頂板的監測系統10可以用于自然崩落法采礦或爆破崩落法采礦。
[0029]如圖1所示，根據本發明的一些實施例的崩落頂板50或爆破頂板的監測系統10包括多個設在崩落區域20內的鉆孔101和用于向光纜102發射信號以及接收反射回來的信號的光時域反射儀103。光時域反射儀103可以是手持式的光時域反射儀。
[0030]有利地，鉆孔101可以是多個，由此可以更好地掌握整個井下崩落區域20的崩落頂板50或爆破頂板的發展情況。更加有利地，多個鉆孔101可以均勻地分布在崩落區域20內，即相鄰兩個鉆孔101間隔相等的距離。而且，崩落區域20內設置的鉆孔101越多，多個鉆孔101分布地越均勻，則越能更好地掌握整個井下崩落區域20的崩落頂板50或爆破頂板的發展情況。
[0031]其中，鉆孔101可以是地質鉆孔101。由此無需再進行打孔工作，從而不僅降低勞動強度，而且可以減小監測系統10的建造成本。
[0032]如圖1所示，每個鉆孔101沿豎直方向延伸。每個鉆孔101的上端敞開，每個鉆孔101的下端與拉底水平30的間距為5米-15米。由于崩落區域20的位于拉底水平30的上方5米-15米的部分要爆破掉，因此被爆破掉的這部分無需設置鉆孔101，從而可以降低勞動強度，減小監測系統10的建造成本。
[0033]優選地，每個鉆孔101的下端與拉底水平30的間距為10米。由此不僅可以降低勞動強度，減小監測系統10的建造成本，而且不會對測量各個光纜102崩落破壞的位置造成影響，即不會對確定崩落頂板50或爆破頂板的位置造成影響。
[0034]在本發明的一個具體示例中，每個鉆孔101的直徑為70毫米-160毫米，相鄰兩個鉆孔101的間距為10米-200米。由此可以使監測系統10的結構更加合理。
[0035]優選地，每個鉆孔101的直徑為85毫米