爆破开挖效应的声波探测技术
采矿工程中的声波探测技术在地下矿床勘探中的应用分析
采矿工程中的声波探测技术在地下矿床勘探中的应用分析声波探测技术在地下矿床勘探中具有重要的应用价值。
在采矿工程中，声波探测技术可以帮助地质工程师更好地了解地下矿床的结构和特征，从而提高采矿效率和减少资源浪费。
本文将对声波探测技术在地下矿床勘探中的应用进行详细分析。
首先，声波探测技术可以用于地下矿床的勘探和评估。
通过发送声波信号并接收其反射信号，地质工程师可以推断地下岩石的物理特性，如密度、弹性模量和波速等。
这些信息对于判断地下矿床的性质和储量非常重要。
例如，根据声波探测结果，可以判断地下是否存在大规模的矿体，以及如何优化采矿方案、减少采矿成本。
其次，声波探测技术还可以应用于地下矿床的预警和安全管理。
采矿过程中，地下矿床会受到各种力学和地质作用的影响，导致岩体发生变形和破裂，从而引发地质灾害，如岩层滑移、岩爆和冒顶等。
声波探测技术可以实时监测地下岩体的状态和变化，提供岩体稳定性的实时评估和预警。
通过及时采取相应的措施，可以有效避免矿井事故的发生，保障矿工的人身安全。
另外，在地下矿床的勘探和开采过程中，声波探测技术还可以用于地质结构的识别和定位。
地质工程师可以根据声波传播的速度和路径推断出地下岩层的分布和走向。
这对于制定钻探方案和安排开采工艺非常重要。
通过声波探测技术，可以选择更合理的开采工艺，减少不必要的爆破和钻孔费用，提高开采效率。
此外，声波探测技术还可以应用于地下水资源的勘探。
在采矿工程中，地下水是一个重要的因素。
地下水的分布和流动对采矿工程的开展有着重要的影响。
声波探测技术可以通过识别地下水层的存在和性质，帮助地质工程师更好地规划和管理地下水资源。
地质工程师可以根据声波传播的速度和反射，判断地下水层的厚度、含水量和水质等参数，从而制定合理的水资源开采和利用方案。
总结起来，声波探测技术在地下矿床勘探中具有广泛的应用前景。
通过声波信号的发送和接收，地质工程师可以获得地下矿床的物理特性、岩层结构、地下水资源等相关信息，从而为采矿工程的规划、勘探、开采和安全管理提供重要依据。
基于声波参数的岩体爆破损伤区检测方法
基于声波参数的岩体爆破损伤区检测方法岩石基础开挖是大型水电工程建设中的重要环节之一,钻孔爆破是目前岩石开挖的主要手段。
在利用炸药的能量对被开挖岩体进行破碎的同时,将对保留岩体产生不可避免的损伤。
工程实践中,开展爆破开挖损伤现场检测和并进行准确判定,是进行爆破损伤控制的前提,而基于声波测试的岩体开挖爆破损伤区检测,是国家标准和行业规范推荐的主要现场检测方法。
论文以白鹤滩水电站坝肩槽开挖爆破损伤现场检测为背景,结合理论分析和室内试验,分析了边坡岩体开挖爆破损伤机理,建立了岩体损伤的纵波上升时间变化率判据、提出了基于纵波上升时间的损伤区检测方法,研发了新型声波换能器,发展了基于声波参数的岩体爆破损伤区检测方法。
论文取得的主要研究成果如下：揭示了岩石开挖爆破损伤区微裂纹分区扩展机制。
研究微裂纹的激活、扩展机理,是理解岩体宏观损伤规律的必要基础。
爆炸荷载在岩石介质中激发的应力场,使得岩石中的应力状态会按照时间顺序,先后处于以下几个阶段：径向应力与环向应力均为压应力的压剪应力状态,径向应力为压应力、环向应力为拉应力的拉剪应力状态,径向应力与环向应力均为拉应力的拉剪应力状态。
当距离爆破孔较近时,压剪应力状态控制了岩石中微裂纹的扩展；随着距离的增大,微裂纹的扩展主要由拉剪应力状态控制。
提出了基于纵波上升时间变化率的岩体爆破损伤区检测方法。
理论分析和室内试验表明,测试孔孔壁与声波换能器之间的距离对测得的纵波速度结果影响较大,并足以影响纵波速度测试结果的准确性,而测得的纵波上升时间则基本不受该距离的影响。
相对纵波速度变化率而言,纵波上升时间变化率对所测岩体物理力学特性的变化更加敏感。
通过对比分析,建立了基于纵波上升时间变化率的爆破损伤判据,较为合理的变化率为≥10%。
而且,采用纵波上升时间变化率来判别爆破损伤区,较采用传统的纵波速度变化率而言,所测得数据的稳定性及可靠性更好。
研发了可以应用纵波振幅进行损伤区检测的声波换能器。
岩石工程中的声学技术
岩石工程中的声学技术岩石工程是一门涉及岩石矿物、岩土力学、地下水流等多学科交叉融合的专业。
其中，在岩石工程的钻探、爆破等工艺中，声学技术被广泛应用。
本文将围绕岩石工程中的声学技术展开论述。
一、声波在岩石中的传播在岩石工程中，声学技术常常用于地质勘探、爆破等环节。
因此，了解声波在岩石中的传播原理对于应用声学技术也是非常必要的。
声波在岩石中的传播受到岩石性质的限制，其传播速度与岩石的含水率、密度、泊松比等因素有关。
通常情况下，岩石中传播速度越高，则其密度越大、含水率越低、泊松比越小。
除了传播速度，声波在岩石中传播还受到反射、折射、衍射等现象的影响。
因此，在应用声学技术时，需要充分考虑以上因素对声波的影响。
二、声学技术在地质勘探中的应用在地质勘探中，声学技术被广泛应用于勘探岩层厚度、岩性、裂隙等信息。
最常用的声学技术是隆起波法。
隆起波法利用声波在不同介质间传播时发生的反射和折射现象，通过测量声波的传播时间、幅值、频率等参数，计算物质的密度、泊松比等物理特性。
此外，隆起波法还可以用于岩层裂隙的检测。
当声波传播到含有裂隙的岩层时，一部分声波会进入裂隙中而发生衍射等现象，从而导致反射延迟或衰减。
通过对衰减程度和反射延迟的测量，可以计算出裂隙的深度、宽度等参数。
三、声学技术在爆破中的应用在岩石工程中，爆破是一种常见的开采建筑材料和挖掘隧道的方法。
而在爆破过程中，声学技术可以用于爆破效果的监测和评估。
监测爆破效果主要是通过声波的传播和反射来实现的。
爆破后，岩石表面会产生一些微小的裂缝和空洞，使声波的传播速度和反射符号发生变化。
通过测量爆破前后岩石中声波的传播时间、幅值、反射强度等参数，可以推断爆破后岩石的裂缝分布、空洞大小等信息，从而评估爆破效果。
除了监测爆破效果，声学技术还可以用于爆破安全控制。
爆破时，声波会产生振动和冲击效应，如果振幅过大，则有可能引发坍塌和地面沉降等安全事故。
在这种情况下，可以通过测量声波的传播速度和振幅，调整爆破参数，以保证爆破的安全性和效果。
05声波探测
用相类似。卸压爆破产生的震动，使煤层产生裂 隙，弱化煤岩体的结构，这样，就使得地震波的 波速降低，振幅的阻尼增加。依此，可以采用声
波法评价卸压爆破的卸压效果。表5-5为GZM条
件下在采深500~900m时，波速的异常变化与卸压
爆破效果之间的关系。
表5-5 波速的异常变化与卸压爆破效果之间的关系
卸压程度 0 1
5.3 声波测量方法及原理
根据采矿地质条件及研究目的，采矿声波方法
有以下几种测量方式：
① ② ③ ④ 采矿巷道中的声波剖面法 巷道之间的声波透视法 钻孔中的声波剖面法 钻孔之间的声波透视法
1）
巷道中的声波剖面法
巷道中的声波剖面法主要是测量巷道沿剖面线的声 波参数（主要是速度）。测量时，在剖面线上安装地震 波的激发点和接收点，以便激发地震波和接收地震波。 这通常称之为纵向剖面，如图5-1所示。
确定停采边界及相临煤层的残留区范围内 应力异常情况 确定与开采工作面有关的应力异常参数 确定与煤巷有关的应力异常参数 定与煤层采空区边界有关的应力异常参数 确定与断层区域有关的应力异常参数 顶板冲击地压危险区域的定位与参数确定 确定开采卸压层的卸压参数 放炮震动卸压参数的确定 确定煤层注水区域的参数 确定煤层的冲击倾向及评价岩层的物理力 学参数
卸压效果特征 无 弱
P波震动异常Ar，% <（-10.0） （-10.0）~（-25.0）
2
3
中等
强
（-25.0~（-35.0）
>（-35.0）
（5）
煤层注水效果的确定
试验及现场应用表明，增加煤的湿度，将会
卸压程度 0 1 2 3
卸压效果特征 无 弱 中等 强
震动异常Aod，% 0~（-7.5） （-7.5）~（-5.0） （-15.0)~（-25.0） >（-25.0）
岩体爆破效应的声波探测
岩体爆破效应的声波探测李晓杰 曲艳东 闫鸿浩 王金相 张越举大连理工大学工程力学系工业装备与结构分析国家重点实验室(大连,116023)[摘 要] 岩体爆破效应的声波探测是通过检测声波在爆破前后的岩体中的声学参数(声波波速、衰减系数、波形、频率、振幅等)的变化,间接地分析岩体内结构状态、力学参量以及爆破震伤程度等的一种测试技术。
探测的结果不仅可以测定岩体的物理、力学特性,而且能定量地判断出爆破前后岩体的变化状态,为爆破设计提供依据,并能正确评价爆破效果。
文章描述声波探测法基本原理,岩石特性对声波波速的影响,岩体爆炸破坏的判断依据,对今后的声波测试技术深入研究提出了一些建议,并展望了在今后工程中的应用前景。
[关键词] 声波探测 弹性波 衰减系数 频率[分类号] T U459.3 T B5231 引言50年代初,国外开发了声波法,60年代,美、日、欧已经广泛研究应用。
60年代末70年代初我国开始研究应用声波探测技术[1]。
经过几十年的努力,声波探测技术无论硬件还是软件都有了长足的发展,其应用范围也进一步拓宽。
与静力学方法相比,其具有简便、快捷、可靠、经济及无破损等特点[2]。
传统的声波探测技术主要是通过探测声波参数,结合地质因素进行工程岩体的分级[3],探测确定地下工程洞室围岩松弛带的范围[4,5],评定围堰稳定性[6]以及进行地质剖面划分和风化界限确定[7],划分岩体爆破破坏范围[8],岩石和岩体物理力学性质测定和推算[9,10],岩体内缺陷如构造断裂、岩溶洞穴、软弱夹层位置及规模的探测确定,地基和岩体加固效果的检测[11]等。
随着声波探测仪器性能和技术指标的不断完善,现在声波探测技术已由传统的声波探测技术向岩体——构件声波探测技术全方位发展,如利用声波探测技术了解岩石的各向异性,对寻找剩油有重要参考价值[12];利用声波时差还可预测岩石可钻性[13]。
本文主要介绍声波探测法基本原理,岩石特性对声波波速的影响,岩体爆炸破坏的判断依据,以及声波探测的不足之处,并展望了声波测试技术在今后工程中的应用前景。
使用声波监测技术进行施工检测
使用声波监测技术进行施工检测声波监测技术是一种非破坏性检测方法，广泛应用于建筑施工过程中的材料、结构和设备的健康监测与评估。
通过将声波传感器放置在被检测对象上，可以实时监测声波的传播和反射情况，从而得到有关结构物状况的信息。
声波监测技术在施工过程中具有重要的价值和意义。
首先，它可以提供对结构物的即时检测，确保施工质量。
在建筑施工中，声波监测可用于检测冷缩应力、裂缝和脆性材料的脆断。
这些问题可能导致结构物的破坏和不稳定，因此及早发现并进行修复是非常重要的。
通过声波监测技术，工程师可以实时获取结构物的状况，及时采取相应的措施，确保施工质量。
其次，声波监测技术可以帮助监测施工过程中的材料和设备的健康状况。
在大型施工项目中，使用声波监测技术可以对混凝土、钢筋等材料进行质量检测。
声波监测可以检测材料中的缺陷、裂缝和空洞等问题。
对于设备方面，比如水泥搅拌机、起重机等，通过声波监测可以实时监测其运行情况，及早发现异常，避免设备故障对施工过程的影响。
除了施工过程中的监测，声波监测技术还可用于结构物的日常安全检测。
对于已经建成的建筑物或桥梁等结构物，声波监测可以定期进行，以确保其安全性和稳定性。
通过定期检测，可以实时发现结构物中的变化和问题，避免潜在的灾难性事故的发生。
同时，声波监测技术还可以在地震、风暴等自然灾害发生后进行检测，为抢修和重建提供准确的信息。
然而，声波监测技术在实际应用中也存在一些挑战和限制。
首先，由于结构物的复杂性和多变性，获取准确的监测结果是一个挑战。
不同结构物的声波传播特性和反射情况可能会有所不同，需要专业的技术和经验进行判断和分析。
其次，声波传感器的选择和放置位置也会影响监测结果的准确性。
选择合适的传感器和确定最佳的放置位置需要综合考虑结构物的特点和监测需求。
此外，声波监测技术还受到环境因素的影响，比如风、噪音等，可能会对监测结果造成一定干扰。
尽管存在一些挑战和限制，声波监测技术仍然是一种非常有价值和有效的方法，用于建筑施工过程中的检测和结构物的健康评估。
声波探测技术和地质雷达检测
2、声波的传播规律
二、声波的反射、透射和折射
斯奈尔定律： sin1sin2sirn 1sirn2
VP1 VP2 Vs1 Vs2
P0
γ1
θ
θ1
S1 P1
γ2 θ2 P2
S2
2、声波的传播规律
二、声波的反射、透射和折射
入射角和折射角的关系
sin VP1 sin 2 VP2
临界角
sin VP0 VP2
发射天线
接收天线
直达波
目标体 反射波
4.方法原理
• 超高频电磁波（10MHz－5000MHz） • 由于地下介质往往具有不同的物理特性，如介质的介电
性、导电性及导磁性差异，因而对电磁波具有不同的波 阻抗，进入地下的电磁波在穿过地下各地层或管线等目 标体时，由于界面两侧的波阻抗不同，电磁波在介质的 界面上会发生反射和折射，反射回地面的电磁波脉冲其 传播路径、电磁波场强度与波形将随所通过介质的电性 质及几何形态而变化，因此，从接收到的雷达反射回波 走时、幅度及波形资料，可以推断地下介质或管线的埋 深与类型。
3 结构工程： 3）混凝土裂缝检x1 cos d 2 a2 x22 2ax2 cos
5、声波探测技术应用的应用
3 结构工程： 3）混凝土裂缝检测 贯穿裂隙的探测
5、声波探测技术应用的应用 3 结构工程： 4）深孔法混凝土裂缝检测
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地质雷达检测
1.什么是雷达
RAdio Detection And Ranging
（无线电探向和测距）
利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波 对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电 磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方 位、高度等信息。
雷达最初是用于军事目的， 探测空中目标体
爆破开挖效应的声波探测技术
爆破开挖效应的声波探测技术姜增国 房泽法 刘景秀(武汉工业大学资源系,武汉,430070)摘 要 爆破开挖会造成一定范围内围岩的破坏或松动,导致围岩承载能力下降。
结合工程实践,利用声波探测技术对钻探岩芯和现场爆堆试块进行测试,并结合现场测试结果,确定破碎松动范围,互相验证,证明声波探测技术可靠。
关键词 爆破开挖 声波探测 矿山及地下工程目前,凿岩爆破仍是国内矿山、水电及隧道工程开挖的主要手段。
但不同的爆破开挖方式在巷道或采场围岩中会产生不同的影响。
在工程实际中,检测和评价爆破开挖对围岩所造成的影响,从而选择最优的爆破开挖设计,最大限度地利用围岩自身的支承能力,以减小支护费用是至关重要的。
本文结合某矿山工程实践,提出了爆破开挖效应的声波探测技术方法,并和现场钻探结果相比较,取得了令人满意的成果。
1 爆破开挖效应和声波探测参数的关系1 1 爆破开挖效应爆破开挖效应是指开挖时的爆破作用在采场或巷道周围造成岩体变形和松动,从而使原始岩体的完整性受到破坏和影响,即形成一般所说的围岩松动圈。
实践表明,影响爆破开挖效应的因素很多,如爆破药量、布孔方式、炮眼深度、掏槽形式,特别是周边眼是否光面或预裂爆破等等,爆破开挖效应越大,则造成的围岩松动范围越大,需用于支护的费用就会越多。
因此,采用合适有效的探测方法来客观地评价爆破开挖效应,从而选择最优的开挖爆破设计是有意义的。
1 2 声波探测技术声波探测的实质是利用超声波通过介质时波速或震幅的变化情况来研究介质的性态,如应力状态、位移变形情况、介质完整性等。
1 3 声波波速和爆破开挖效应的相关性理论研究表明,声波波速和介质性态有如下关系:V p =E (1- )(1+ )(1-2 )(1)式中V p P 波波速;E 介质的弹性模量; 介质的泊松系数; 介质密度。
实际工程中,也常用岩石波速和岩体波速的关系来衡量和评价岩体的完整性,即K =(V mp /V rp )2(2)式中V rp 岩石试块的P 波波速;V mp 岩体的P 波波速;K 岩体介质的完整系数。
声波测试技术在李家河水库坝基开挖爆破中的应用
声波测试技术在李家河水库坝基开挖爆破中的应用闫建文;徐传召;郭仪;王海仓【摘要】声波测试技术能够快速检测岩体的损伤程度,在坝基开挖爆破前后进行声波测试并将测试结果进行对比,能够检测出爆破对岩体的影响范围,及时反馈并指导爆破网络设计.李家河水库坝址岩体以花岗岩为主,在右坝肩EL860-EL845层区开挖爆破中应用声波测试进行检测,结果表明,爆破对岩体的影响范围在0.375m以内,爆破对坝基的影响较小.%The acoustic measurement technique can rapidly detect the extent of rock damage in the foundation Comparison of the measured results before and after dam the foundation excavation blasting can not only detect the impact of blasting on the scope of rock, but also timely feed back and provide guidance to the blasting network design As the location of the Lijiahe reservoir dam is dominated hy granite rock the acoustic measurement is applied during the excavation blasting for right abutmentlayer EL860-EL845 I area The measured result shows that the affected area is within 0.375m with little impact on the dam foundation 【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2011(027)006【总页数】4页(P84-87)【关键词】坝基开挖爆破;声波测试;李家河水库【作者】闫建文;徐传召;郭仪;王海仓【作者单位】西安理工大学水利水电学院,陕西西安,710048;西安理工大学水利水电学院,陕西西安,710048;西安市辋川河引水李家河水库工程建设管理处,陕西西安,710048;眉县地下水勘测管理处,陕西眉县,722306【正文语种】中文【中图分类】TV542根据《水电水利工程爆破安全监测规程》（DL/T5333—2005）的要求，评价爆破效果好坏主要通过两方面来进行：仪器数据和现场判别，其中通过仪器测量为主要评判方法，仪器测量主要包含监测爆破质点振动速度和检测爆破影响深度两方面内容。
地铁开挖爆破振动监测
地铁开挖爆破震动监测
在地铁隧道爆破开挖产生的危害，影响最大的是爆破地震波对地表建、构筑物的影响，因此爆破震动监测的目的主要是用过爆破所产生的地震效应对地表建构物中所产生的质点振动速度来判定地表建构物的安全性，并及时反馈设计和施工，调整和优化爆破参数，确保施工过程中周围建构物和结构物的安全，
爆破时，规模越大，炸药量越多，则地震波的能量越集中在低频区，对建筑物岩的稳定性产生不利的影响越大，考虑到这样的特点，H20爆破测振仪的低频监测完全覆盖地铁开挖爆破震动监测的频率段，符合国家《爆破安全规程》（GB6722—2003）的行业规范要求，是简单实用的解决方案。
特点
标配wifi\3G功能，支持无线监测、网络化监测；
1～500Hz频率范围，覆盖高中低频监测需要；
140cm/s振动速度测量范围，24位A\D设计，0.000035cm/s的分辨率；
多操作模式集成，支持现场传感器参数录入；
数十种爆破高级分析软件包选配；软件界面、监测报告等定制开发；
“工作”、“待机”指示灯，实时展示运行状态，“爆破记录”、“数据读取”快捷键；
事件波形仪器现场显示，波形有效值自动识别；
接触式开机设计，防误插接头，连接状态自检及错误提醒功能；
软件支持事件波形智能抓取，自动调整，智能显示；
软件支持年月日“日历式”数据读取、批量导出；
重要指标
量程：0.001cm/s-140cm/s；
精度：+/- 5%；
频率范围：1Hz-500Hz；；
供电：续航72小时；
尺寸：175mm×90mm×70mm
保修期限：三年质保（终身保修）
软件包：标配view 2.0,提供数十种分析功能选配。
声波探测技术在矿井领域中的应用及展望
声波探测技术在矿井领域中的应用及展望摘要：本文主要探讨了声波探测技术在矿井领域中的应用，并展望了其未来的发展。
声波探测技术通过利用声波的传播特性，可以实现对矿井内部环境的监测和诊断，具有非侵入性、高精度和实时性的优势。
该技术在矿井安全监测、瓦斯抽采和地质探测等方面有着广泛的应用前景。
关键词：声波探测技术；矿井；安全监测；瓦斯抽采；地质探测一、引言随着矿井开采深度的增加和工作环境的复杂化，矿井事故频发，安全问题日益突出。
所以，寻求一种高精度、实时可靠的矿井监测技术具有重要意义。
声波探测技术作为一种新型的监测手段，具有诸多优势。
本文将重点介绍声波探测技术在矿井领域中的应用，并探讨其未来的发展前景。
二、声波探测技术在矿井安全监测中的应用2.1 矿井内部环境监测2.1.1 声波传播特性分析声波传播特性是理解声波在矿井环境中传播规律的基础。
第一，声速和声阻抗对声波传播具有重要影响。
不同介质的声速和声阻抗决定了声波在其中传播的速度和能量损耗程度。
第二，声波在矿井中会受到多种因素的影响而发生衰减，如散射、吸收和衍射等。
掌握声波衰减规律可以帮助我们判断矿井内部环境的状态。
2.1.2 声波探测装置设计与优化声波探测装置的设计和优化对于保证声波探测效果至关重要。
在选择接收器和发射器时，需要考虑其频率响应、灵敏度和可靠性等因素。
合理选择这些设备可以提高声波信号的采集和发射效果。
另外，传感器布置方案也需要经过精心设计。
通过合理布置传感器，可以实现对矿井内不同区域的全面监测，提高监测结果的准确性和可靠性。
2.2 矿井瓦斯抽采2.2.1 瓦斯抽采原理简介瓦斯抽采是矿井安全生产的重要环节。
瓦斯抽采的目的是降低矿井中的瓦斯浓度，减少瓦斯爆炸的风险。
常用的瓦斯抽采方法包括通风抽放法、水封法和自动化瓦斯抽采系统等。
2.2.2 声波探测在瓦斯抽采中的应用声波探测技术在瓦斯抽采中有着广泛的应用。
第一，通过声波探测可以实现瓦斯含量的快速检测。
解决采矿的声发射监测技术及应用
2 岩石声发射监测的特点
循环载荷下声发射变化
岩石在循环载荷下，声发射出现记忆效应。
在一定的压力差水平下，声发射水平与加
载历史有关系，即声发射源具有不可逆转
的特点。在岩石循环加载时，较大的声发
射现象仅在超过了上次循环加载的最大压
力后才出现，称为Kaiser效应或记忆效
混凝土结构稳定性监测，包括井架、桥梁、建筑物、桩基等；
采矿声发射监测方法
也称地音监测，研究的目的是确定岩体中的应力状态以及预测采掘工作面围岩体突然、
猛烈的破坏，如冲击矿压、煤和瓦斯突出、垮落等，具体如下：
(1)评价采掘工作面的冲击矿压危险状态；
(2)连续监测冲击矿压危险状态的变化；
(3)冲击矿压防治措施效果的评价。
对于冲击矿压危险性的评价来说，主要是根据记录到的岩体声发射的参数与局部应力场
(4)在采掘活动都很正常的情况下,出现地音事件的沉寂，即能量和频次都处于一个较低水平，也预示着危险
性的提高。
(5)地音系统接收到的信号一般为高频信号,高频信号容易衰减,所以系统的每个探头都有一定的有效范围。通
常情况下，地音事件同一信号被所有探头接收到的可能性很小,但是如果一段时间内有较多的通道数(>3个)
同步变化,各通道能量和次数都表现出很强的一致性,则说明此时煤岩体内部活动剧烈且范围较大。这种情况
持续一段时间，通过微震监测若没有较大能量的释放,则预示着工作面的危险性将会非常高。
3 声发射监测技术的应用
声发射的其他应用
采用声发射原理，可以进行岩体动力破坏现象的监测，包括冲击矿压、煤和瓦斯突出；
岩土工程稳定性监测，包括边坡、坝基、公路、涵洞、隧道等；
爆破振动与噪声监测测绘技术在爆破工程中的应用
爆破振动与噪声监测测绘技术在爆破工程中的应用引言爆破工程是一种常见的施工方法，广泛应用于地下矿山开采、土木工程等领域。
然而，爆破作业会产生大量的振动和噪声，给周边环境和建筑物带来潜在的影响。
因此，为了保证施工安全和环保，爆破作业必须进行相应的监测测绘。
本文将探讨爆破振动与噪声监测测绘技术在爆破工程中的应用，并分析其优势和挑战。
一、爆破振动监测测绘技术的应用1. 振动监测仪器的选择爆破振动监测需要使用专门的仪器进行测量。
目前市场上常见的振动监测仪器包括振动传感器、加速度计、位移计等。
这些仪器可以精确测量振动的幅值、频率和振动特征，为爆破工程提供重要的监测指标。
2. 振动传感器的布设与数据采集振动传感器的布设位置对于振动监测的准确性至关重要。
根据不同的爆破工程特点和需求，可以选择合适的传感器布设方案。
常见的布设方案包括坑底布设、坑口布设和临近建筑物布设等。
通过有效的数据采集和分析，可以得到振动的幅值、频率分布等信息，为施工方提供及时的参考依据。
3. 振动监测结果的评估与预警振动监测结果需要进行科学的评估与预警。
通常，我们可以将振动监测结果与国家标准进行对比，根据标准的规定，判断振动对周边环境和建筑物的潜在影响。
如果监测结果超过了规定的限值，就需要采取相应的措施来降低振动的影响。
二、噪声监测测绘技术的应用1. 噪声传感器的选择与布设噪声监测需要使用专门的噪声传感器进行测量。
传感器的选择应根据具体的需求和测量要求进行。
噪声传感器通常包括麦克风、声级计等。
合理的传感器布设方案可以提高监测的准确性和可靠性。
2. 噪声数据的采集与分析噪声数据的采集与分析是噪声监测的核心内容。
采集中，需要保证传感器的正确布置和有效的数据采集模式。
分析中，可以利用各种噪声分析软件，对数据进行处理和分析，得到噪声的频谱特征、分布规律等信息。
3. 噪声监测结果的评估与管控噪声监测结果需要综合评估，并制定相应的管控措施。
通过与噪声标准进行对比，可以判断噪声是否超出规定的限值。
隧道掘进机施工阵列声波精细超前地质探测方法
2023-10-31CATALOGUE目录•引言•隧道掘进机施工阵列声波探测技术•精细超前地质探测方法•工程应用与实践•结论与展望•参考文献01引言隧道工程在施工过程中会面临多种地质风险，如突水、突泥、岩爆等，对施工安全和工程质量造成威胁。
隧道施工中的地质风险传统的地质探测方法如钻探、坑探等存在探测精度不高、效率低下等问题，无法满足现代隧道施工的需求。
传统地质探测方法的局限性针对以上问题，研究一种新型的隧道掘进机施工阵列声波精细超前地质探测方法，对于提高隧道施工的安全性、效率性和工程质量具有重要意义。
研究意义研究背景与意义国内外研究现状介绍了国内外学者在隧道超前地质探测领域的研究现状，包括探测方法、数据处理和分析等方面的研究成果。
发展趋势分析了隧道超前地质探测技术的发展趋势，指出精细化、快速高效、多参数综合探测是未来发展的重要方向。
研究现状与发展02隧道掘进机施工阵列声波探测技术基于声波的传播特性利用声波在地下介质中的传播速度和反射特性，可以推断出地质结构、岩层性质和潜在的地质灾害。
阵列声波探测技术通过在隧道掘进机施工前方布置多个声波传感器，接收并记录声波信号，然后对数据进行处理和分析，以获取前方地质情况的详细信息。
阵列声波探测技术原理主要包括声波发射器、接收器、数据采集器和处理分析软件等。
其中，声波发射器产生一定频率和能量的声波，接收器则负责接收反射回来的声波信号。
探测设备在每次掘进前，将声波发射器和接收器按照一定的间距布置在掘进机前方，并连接到数据采集器。
然后，开启设备进行数据采集，包括对不同频率和不同时间点的声波信号进行记录。
操作流程探测设备与操作流程探测数据分析与处理图像生成基于处理后的数据，利用专门的软件生成地质剖面图和反射波谱图等图像，以直观地展示掘进前方地质情况。
地质解译根据生成的图像和相关数据，结合地区经验和地质资料，对地质结构、岩性特征和可能存在的地质灾害进行详细解译。
数据预处理对采集到的原始数据进行去噪、滤波等处理，以消除干扰信号和提高数据质量。
人类如何利用声波进行地下资源勘探
人类如何利用声波进行地下资源勘探在当今社会，对于地下资源的勘探和开发是至关重要的。
而声波，作为一种神奇的物理现象，为我们探寻地下宝藏提供了有力的手段。
声波是什么呢？简单来说，它是物体振动产生的一种机械波，可以在固体、液体和气体中传播。
当我们说话、敲鼓或者拨动琴弦时，都会产生声波。
而在地下资源勘探中，科学家们巧妙地利用了声波的特性来获取地下的信息。
一种常见的利用声波进行地下资源勘探的方法是地震勘探。
想象一下，在地面上设置一系列的震源，比如通过爆炸或者机械振动的方式产生强烈的声波。
这些声波会向地下传播，当它们遇到不同的地层界面时，会发生反射和折射。
就好像我们往池塘里扔石头，水波遇到池塘底部和岸边会反弹回来一样。
在地面上，科学家们布置了很多接收器来接收这些反射回来的声波信号。
通过对这些信号的分析和处理，就能够了解地下地层的结构、厚度、岩石的性质等重要信息。
那么，如何对这些接收到的声波信号进行分析呢？这可不是一件简单的事情。
首先，需要将接收到的模拟信号转换成数字信号，然后利用复杂的数学算法和计算机程序进行处理。
比如说，通过计算声波传播的时间和速度，可以推断出地层的深度和距离。
而且，不同类型的岩石和地层对声波的传播速度和衰减程度是不一样的，这就为区分不同的地层提供了依据。
除了地震勘探，声波测井也是一种重要的地下资源勘探方法。
在钻井的过程中，将声波发射装置和接收装置放入井中。
声波会沿着井壁传播，并被接收装置记录下来。
通过分析这些声波在不同深度的传播情况，可以了解岩石的孔隙度、渗透率、岩石的强度等参数。
这些参数对于评估地下油气资源的储量和开采难度非常关键。
在实际的勘探过程中，为了获得更准确的结果，还需要考虑很多因素。
比如，地下介质的复杂性会影响声波的传播。
岩石的裂缝、孔隙中的流体等都会使声波发生散射和衰减，从而给信号分析带来困难。
此外，环境噪音也会对声波信号产生干扰，所以需要采取一些措施来降低噪音的影响，提高信号的质量。
边坡开挖爆破的声波测试技术
第26卷 第12期2004年12月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF W UHAN UN IVERSIT Y OF TECHNOLOG Y V o l .26 N o.12 D ec .2004边坡开挖爆破的声波测试技术彭德红(义乌工商职业技术学院土木工程系,义乌322000)摘 要: 阐述了声波测试的基本原理,探讨了声波测试技术在边坡开挖中的作用;将声波测试应用于某水电站边坡开挖过程分析,在炮前、炮后和再炮后分别对测区进行了测试,由测试数据绘出爆破前后波速V P (m s )与孔深h (m )的关系曲线图,并通过分析得出了一系列结论,用以指导爆破施工。
关键词: 声波测试; 爆破开挖; 边坡; 松驰带中图分类号: TV 223.1文献标识码: A 文章编号:167124431(2004)1220038203Sound W ave Test Technology for Bla sti ng Excava tion i n Side SlopeP EN G D e 2hong(D epartm en t of C ivil Engineering ,Y i w u Indu strial and Comm ercial Co llege ,Y i w u 322000,Ch ina )Abstract : T he basic p rinci p le of the sound w ave tests w as exp lained and the functi on of the sound w ave tests’techno logy to excavate in the side slope w as discu ssed .It also analyzed the sound w ave test that had been u sed in the side slope excavati on and in the test of exam in ing area such as the fron t of b lasting ,the later and again etc .It draw s relati on cu rve graph of w ave velocity V P (m s )and ho le deep h (m )befo re and after b lasting from the testing data .T he conclu si on s can be u sed to gu ide the con structi on of b lasting .Key words : sound w ave test ; b lasting excavati on ; side slope ; li m p tape收稿日期:2004207224.作者简介:彭德红(19792),女,助教1E 2m ail :xm b 305@21cn .com声波在岩体中传播时,如果在其传播路径上有裂缝存在,声波就会在裂缝处发生绕射,使传播距离增大,走时增加,波速下降。
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爆破开挖效应的声波探测技术
姜增国 房泽法 刘景秀
(武汉工业大学资源系,武汉,430070)
摘 要 爆破开挖会造成一定范围内围岩的破坏或松动,导致围岩承载能力下降。
结合工程实践,利用声波探测技术对钻探岩芯和现场爆堆试块进行测试,并结合现场测试结果,确定破碎松动范围,互相验证,证明声波探测技术可靠。
关键词 爆破开挖 声波探测 矿山及地下工程
目前,凿岩爆破仍是国内矿山、水电及隧道工程开挖的主要手段。
但不同的爆破开挖方式在巷道或采场围岩中会产生不同的影响。
在工程实际中,检测和评价爆破开挖对围岩所造成的影响,从而选择最优的爆破开挖设计,最大限度地利用围岩自身的支承能力,以减小支护费用是至关重要的。
本文结合某矿山工程实践,提出了爆破开挖效应的声波探测技术方法,并和现场钻探结果相比较,取得了令人满意的成果。
1 爆破开挖效应和声波探测参数
的关系
1 1 爆破开挖效应
爆破开挖效应是指开挖时的爆破作用在采场或巷道周围造成岩体变形和松动,从而使原始岩体的完整性受到破坏和影响,即形成一般所说的围岩松动圈。
实践表明,影响爆破开挖效应的因素很多,如爆破药量、布孔方式、炮眼深度、掏槽形式,特别是周边眼是否光面或预裂爆破等等,爆破开挖效应越大,则造成的围岩松动范围越大,需用于支护的费用就会越多。
因此,采用合适有效的探测方法来客观地评价爆破开挖效应,从而选择最优的开挖爆破设计是有意义的。
1 2 声波探测技术
声波探测的实质是利用超声波通过介质时波速或震幅的变化情况来研究介质的性态,如
应力状态、位移变形情况、介质完整性等。
1 3 声波波速和爆破开挖效应的相关性
理论研究表明,声波波速和介质性态有如下关系:
V p =
E (1- )
(1+ )(1-2 )
(1)
式中V p P 波波速;
E 介质的弹性模量; 介质的泊松系数; 介质密度。
实际工程中,也常用岩石波速和岩体波速的关系来衡量和评价岩体的完整性,即
K =(V mp /V rp )
2
(2)
式中V rp 岩石试块的P 波波速;
V mp 岩体的P 波波速;
K 岩体介质的完整系数。
很显然,岩体波速越高,则岩体完整性越好。
开挖前,若岩体介质均匀,其波速是近似一致的,如图1(a)所示,爆破开挖会造成掘进面或采场附近岩体松动、破碎,使岩体完整性受到破坏,从而使波速分布曲线发生变化,如图1(b)所示。
收稿日期 1997 01 13 第1作者 男 副教授
第17卷第2期1997年6月
矿 冶 工 程
MINING AND MET ALLURGICAL ENG I NEERING
Vol.17 2Jun e 1997
图1 爆破开挖前后波速分布曲线
!区 松弛区,应力降低,变形松动,产生裂隙,低于正常波速;∀区 压密区,应力升高,岩体压密,高于正常波速;#区 正常区,应力不变,无变形,正常波速
利用上述相关关系,就可以依据声波波速的测定结果,来推断松动范围大小,从而对爆破开挖效应作出评价。
2 应用实例
某矿为缓倾斜中厚矿体,倾角8∃~12∃,厚15m ,采用房柱法开采,矿房斜长54~60m,宽度8~12m ,矿柱宽度5~7m,采高8~12m,矿房顶板留3m 矿体作为护顶层。
采用常规中深孔落矿,即垂直扇形布孔。
为了研究回采爆破开挖对围岩的影响,利用声波探测技术进行了室内试块和现场的测试工作。
2 1 室内试块声波测试
室内试块分两种,一种是利用钻探岩芯,规格为直径110mm ,长度150~340mm ;另一种是利用现场爆堆试块,两端面稍加处理,使其相互平行。
测试结果见附表。
2 2 声波波速的现场测试
现场测试选在有代表性的矿房,分别在顶
板、间柱布置了16对测孔,每对测孔间距1m ,并要求相互平行,采用一发一收透射方式。
测试时,自孔口开始,每隔0 1~0 2m 同步移动发射、接收换能器,并测量各个测点声波经过两孔间岩体所需的时间,即可求出各点处的波速,得到波速 深度曲线。
图2、图3给出了部分孔的测试结果。
若将围岩和试块的波速转化为表征岩体完整性指标的完整性系数,也可得出类似图2、图3的结果。
从图中曲线和测试结果可以明显地看出:自孔口向里一定深度范围内,波速较低,超过这一范围,波速逐渐增加,几乎所有测孔均出现这种现象,从这一点可以准确地判断出岩体由于爆破开挖产生的破碎松动范围为0 6~0 8m 。
为了验证该结论的准确性,进行了现场钻探,结果表明,在0 6~0 8m 范围内,岩芯取出率RQD 值很低,而超出该范围,RQD 值迅速增加。
说明利用声波方法判断和评价爆破开挖效应是有效的,其结果准确可靠。
附表 岩石试块测试结果
试 件块数
P 波波速(m %s -1)范围内试块数4400~4800
4800~5000
5000~5500
5500~6000
>6000平均波速/m %s -1青膏试块130********青膏岩芯10017115875红膏试块
6
2
1
1
2
5036
17
第2期姜增国等:爆破开挖效应的声波探测技术
图2 1号采场间柱各对测孔波速随深度的变化 图3 5号采场顶板各对测孔波速随深度的变化
3 结 论
(1)声波探测技术可以成功地应用于判断爆破开挖引起的围岩松动破碎范围,并具有较好的精确度,可以客观地反映实际围岩状态,因此用声波探测法评价爆破开挖效应是有效实用的。
(2)本文仅就一种爆破开挖方案进行了声波测试,若同时进行多种爆破开挖方案的声波
探测,并将测试结果进行系统比较分析,可以对各方案的优越性作出评价,从而对爆破开挖方案进行优化。
参
考
文
献
1 李造鼎.岩体测试技术.北京:冶金工业出版社,1987.
2 徐长佑.非金属矿,1987,(2):18~22.
3 The commis sion on standardi zation of laboratory an d field tests
on rock (ISRM ),Suggested methods of determining sound velocity,Int.J.Rock M ech.M in.Sci.,1978.
ACOUSTIC DETECTION TECHNIQ UE FOR
BLASTING EXCAVATION EFFECT
Jiang Zenguo Fang Zefa Liu Jingxiu
(Wuhan University of Technology ,Wuhan,430070)
ABSTRAC T Blasting ex cavation usually can destroy and slack adjonining rock in a certain range,re sulting in a reduction in its supporting streng th.In the lig ht of certain eng ineering practice,the au thors have tested drilling cores and test blocks from field muckpile by acoustic detection.According to the field measured results,the rang e in which rock is crushed and slacked is established.The results by the verification test show that the acoustic detection technique is reliable.
KEY WORDS Blasting ex cav ation, Acoustic detection, Underground engineering
18矿 冶 工 程第17卷。