矿山工程测试技术 绪论

矿业工程测试技术TestingTechniquesinmining主讲陈宝心0绪论测试技术是测量技术和试验技术的总称。测试是人类认识客观世界的主要手段，是科学研究的基本方法

测量就是将一个被测量与一个预定标准量进行定量的比较的过程，从而获得被测对象的数值结果1米是光在真空中于1/299,792,458s时间间隔内所经路径的长度.国际千克原器是1889年第一届国际权度大会批准制造的.它是一个高度和直径均为39mm的，用铂铱合金制成的圆柱体.原型保存在巴黎国际计量局.1秒是铯—133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间为1s

测试是具有试验性质的测量，是测量和试验的综合

基本任务:

获取有用的信息学科：属于信息科学范畴，是信息技术三大支柱(测试控制技术、计算技术、通讯技术)之一，其应用范围十分广泛0.1测试技术的工程应用国民经济各个部门工程领域—

土木工程、采矿工程、航天航空工程、机械工程、水利电力工程、石化工程和运输工程科学实验产品开发生产监督和控制质量控制等0.1.1在土木工程中应用建筑工程道路、桥梁水利水电工程基础、边坡、隧道稳定性问题0.1.2在工业自动化中的应用在各种自动控制和生产系统中，测试环节起感官（人的五官）的作用，是其重要组成部分实例-机械手、机器人-执行转动/移动位置、力传感器、视觉（眼）听觉传感器（耳朵）触觉、热觉传感器(皮肤）嗅觉传感器（鼻子）味觉（舌头）机械手焊接机械手喷漆机器人排雷机器人火炮机器人玩具实例-机械加工过程自动监测

切削力传感器，加工噪声传感器，超声波测距传感器、红外接近开关传感器等提高生产率、产品质量、降低成本0.1.3流程工业设备运行状态监控在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程，通常建立24小时在线监测系统石化企业输油管道、储油罐等压力容器的破损和泄露检测火电厂水电厂钢铁厂石化厂0.1.4产品质量检测在汽车、机床、工程机械等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量0.1.5楼宇控制与安全防护-井下为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化如闯入监测、空气监测、温度监测、电梯运行状况

典型楼宇自动化系统。该系统分为：电源管理、安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、水/废水管理和电梯监控烟雾传感器亮度传感器红外人体探测器实例-火灾感知传感器及玻璃球洒水喷头

烟雾传感器

当发生火灾时，温度升高使玻璃球爆裂，高压自来水自动喷出烟0.1.6家庭与办公自动化在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用了传感器和测试技术来提高产品性能和质量全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器，液位传感器，透光率光传感器(洗净度)电阻湿度传感器(衣物烘干检测)0.1.7采矿工程应用贯穿采矿工程各个阶段—采矿科学研究、设计和生产内容矿岩地质性质及物理力学性质实验测量和探测井巷和采场稳定性监测安全监测环境监测土木-边坡、隧道稳定性问题采矿-边坡、地下采场、井巷稳定性岩石破碎问题

采矿科学研究和设计

矿山工程如巷道、矿柱、矿房、边坡等的稳定性和采场稳定性研究和设计，一般方法：建立力学模型、进行应力、位移、稳定性、破坏等分析确定初始地应力场和岩体力学参数、地层水文地质等工程地质特性、必须应用测试技术才能获得这些资料计算力学模型建立（边界条件）、材料参数确定等分析结果验证计算机所提供的结果依赖于向计算机输入的信息：金子—

垃圾

不论是理论分析结果还是数值方法分析结果，只有与实测数据进行对照校验才能促使设计日益成熟与可靠

矿山生产阶段监测(控)

矿山工程信息化施工和可变更设计（动态设计）—进行同步监测目的验证初步设计参数选择正确性改进未来的设计对施工技术优越性和合理性进行评估和改进典型应用—新奥法(NewAustriantunnelingmethod)

设计理论—粘弹塑性，充分发挥岩土的自身承载能力开挖—光面爆破以保持原岩固有的承载能力初期支护—多层喷射砼和锚杆支护技术，使围岩砼和锚杆形成基本稳定的支撑环二次衬砌—在初期支护变形基本稳定的条件下进行二次衬砌支护，起到提高支护结构安全性作用超前探测作用宜万铁路野三关隧道全长13841米，是我国首次在岩溶地区打通铁路隧道，总投资167亿元人民币，每公里造价约4500万元

2007.8.5野三关突水突泥事故

，

52名施工人员被困

，发现2具尸体，7人下落不明马鹿菁隧道主长7879米

，2006.1.21突水突泥事故

，11人下落不明

安全监测安全监测目的

诊断的和预测的需要掌握矿山工程运行是否处于持续良好的正常状态，对不安全迹象和险情的进行诊断以便采取措施进行加固；对矿山工程的未来性态做出预报，对可能发生的破坏提供预警，获得充裕时间进行设备、人员安全撤离和采取紧急补救措施研究和提高设计的需要观测资料是矿山工程工作状态的真实反映，为未来设计提供定量信息，有利于对破坏机制的了解，改进未来的设计，提高设计水平；对新的施工技术优越性进行评估和改进例如矿山工程如巷道、矿柱、矿房、边坡等的稳定性监测采场稳定性监测爆破震动监测爆破冲击波监测

环境监测矿山环境研究对象主要包括矿山地质环境、水环境、生态环境、大气环境和空间环境矿井温度、湿度、粉尘监测有毒、有害、可燃、可爆气体监测通风热力学参数监测放射性强度监测爆破、机械噪声监测

采矿自动化自动化矿山的先决条件是数字化矿山，要实现数字化矿山的则必须对采矿全过程监测，获取数据MineManagementSystems0.2课程内容测试工作的任务：解决如何获取有关研究对象的状态，运动和特性等方面的信息的问题测试技术的研究内容：测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号的分析处理方法课程内容测试技术基础传感器及其测量电路测量数据显示和记录仪器电阻应变测量技术振动测量技术岩体应力测试岩体声波探测法地质雷达探测技术0.3网上相关学习资源1、工业自动化类传感器美国霍尼威尔公司（著名的传感器技术研究中心）/china传感器世界中国传感器网/2、振动/噪声传感器丹麦B&K/3、测量分析仪器美国国家仪器公司(著名的虚拟仪器生产商NI)/美国Agilent公司(原惠普公司仪器部，著名的测试仪器厂商)/北京中科泛华测控技术有限公司/仪表技术与传感器网/自动化博览/4.美国基康公司/0.3参考资料1.

和心顺.矿业工程测试技术，1995程久龙，岩体测试与探测，北京，地震出版社，2000.52.张迎新等，非电量测量技术基础，北京，北京航空航天大学出版社，2002.13.刘经燕等，测试技术及应用，广州，华南理工大学，2001.74.李造鼎，岩体测试技术，北京，冶金工业出版社，1993.65.蔡美峰等，应力测量原理和技术，北京，科学出版社，1995.116.王俊如，工程与环境地震勘探技术，北京，地质出版社，2002.27.二滩水电开发有限责任公司，岩土工程安全监测手册，北京，中国水利水电出版社，1999.88.

蔡美峰等，岩石力学与工程，北京，科学出版社2002.89.杨志法