專利名稱：高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金礦山技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種監(jiān)測高深溜井的方法，特別涉及一種高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法。
背景技術(shù)：
礦山開采過程中通常采用具有投資少、設(shè)備少、成本低及生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)的高深溜井運(yùn)輸?shù)纳a(chǎn)方式。但在生產(chǎn)過程中高深溜井也會(huì)經(jīng)常發(fā)生堵塞、塌方等事故，嚴(yán)重影響礦山生產(chǎn)，也給人身安全帶來極大威脅。一般情況下通過聯(lián)絡(luò)巷觀察溜井的堵塞狀況，但由于溜井放礦過程中井筒內(nèi)礦石流動(dòng)時(shí)側(cè)壓力的存在，使得溜井與聯(lián)絡(luò)巷的連接處基本堵死，需要清碴后才能進(jìn)行觀測。然而，由于提前無法判斷溜井堵塞部位，井筒內(nèi)堵塞拱以下的礦面什么時(shí)間放礦至聯(lián)絡(luò)道底板處是很難估計(jì)的，往往需要一邊放礦，一邊采用人工插桿法進(jìn)行探測，待井筒內(nèi)的礦面放至聯(lián)絡(luò)道底板處才可清理堵塞聯(lián)絡(luò)巷的礦碴，礦碴清理后再由人工觀察溜井堵塞情況。而在放礦、人工探測、清理礦碴及堵塞觀察的整個(gè)過程中，作業(yè)人員直接暴露在堵塞拱一旦塌落后形成的巨大空氣沖擊波傷害的范圍內(nèi)，無法保障作業(yè)人員人身安全。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法，對放礦過程、堵塞拱活動(dòng)情況以及溜井井筒局部井壁進(jìn)行監(jiān)測，使作業(yè)人員在安全環(huán)境中施工作業(yè)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法，采用音頻視頻監(jiān)聽系統(tǒng)對高深溜井堵塞后井筒堵塞拱進(jìn)行觀測監(jiān)聽，為制定疏通溜井的方案提供科學(xué)合理的可靠依據(jù)，放礦控制精確到位，降低了觀測溜井堵塞和溜井疏通工作的安全風(fēng)險(xiǎn)，該觀測監(jiān)聽方法具體按以下步驟進(jìn)行；
步驟1:從與高深溜井相鄰的水平回風(fēng)巷向高深溜井鉆鑿聯(lián)絡(luò)巷、施工硐室和觀察炮孔；使觀察炮孔一端與施工硐室相連，另一端與高深溜井相連；觀察炮孔直徑需滿足放置攝像機(jī)、拾音器及后續(xù)堵塞處理爆破器材放置的需求；
步驟2 :高深溜井發(fā)生堵塞后，為了將高深溜井中堵塞部位以下的礦石礦面放至觀察炮孔以下，需控制放礦過程，即對溜井井筒內(nèi)礦石礦面的觀測控制，具體方法是
1)疏通觀察炮孔，架設(shè)包括拾音器、監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)和調(diào)好焦距攝像機(jī)的視頻系統(tǒng)；
2)按照攝像機(jī)在前、拾音器在后的順序，將攝像機(jī)和拾音器依次送入觀察炮孔內(nèi)，攝像機(jī)放至距觀察炮孔與高深溜井相交處300 500mm位置，調(diào)整攝像機(jī)的位置，視頻音頻調(diào)試正常；
3)通過視頻系統(tǒng)觀察高深溜井內(nèi)放礦時(shí)礦石的流動(dòng)情況，當(dāng)高深溜井礦石礦面放至觀察炮孔以下時(shí)，停止放礦，測量高深溜井內(nèi)下放后的礦面距觀察炮孔與高深溜井相交處中心位置的垂直距離；根據(jù)處理高深溜井的需要，設(shè)定礦面下落后距離觀察炮孔與高深溜井相交處中心位置的垂直距離，結(jié)合單位高度溜井的儲(chǔ)礦量，計(jì)算出相應(yīng)的放礦量，根據(jù)計(jì)算得到的放礦量進(jìn)行定量放礦，使高深溜井內(nèi)的礦面距離觀察炮孔與高深溜井相交處中心位置的垂直距離符合設(shè)定的距離要求，停止放礦；
5)根據(jù)高深溜井生產(chǎn)運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)，從高深溜井實(shí)際堵塞時(shí)間開始至礦面放至觀察炮孔以下為止，通過放出礦石量與單位截面高深溜井儲(chǔ)礦量測算出高深溜井內(nèi)礦石的堵塞位置；
步驟3 :當(dāng)高深溜井內(nèi)礦面放至設(shè)定位置時(shí)，對高深溜井井筒內(nèi)的堵塞拱進(jìn)行監(jiān)聽，通過整理分析監(jiān)聽資料，判斷堵塞拱的穩(wěn)定程度，為溜井堵塞處理方案的制定提供依據(jù)；具體方法如下
1)開啟計(jì)算機(jī)，攝像機(jī)采集的視頻信息和拾音器采集的音頻信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)；
2)檢查分析收集的信息，并將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為波形信號(hào)，通過回放峰形信號(hào)，根據(jù)石子掉落的大小和時(shí)間間隔判斷溜井堵塞拱的活動(dòng)情況，定性分析堵塞拱的穩(wěn)定性。本發(fā)明觀測監(jiān)聽方法通過設(shè)置聯(lián)絡(luò)巷、施工硐室和觀察孔，并架設(shè)音頻、視頻設(shè)施對放礦過程的控制、堵塞拱活動(dòng)情況的監(jiān)聽、以及溜井井筒局部井壁的觀察等工作，摸清了溜井堵塞及塌方的原因，為從制定科學(xué)合理的溜井檢修方案提供了技術(shù)保障，從根本上消除了生產(chǎn)隱患。并使作業(yè)人員在安全環(huán)境中的施工作業(yè)，避免了人身傷害事故的發(fā)生，同時(shí)填補(bǔ)了國內(nèi)礦山對高深溜井井筒堵塞后無法定性觀測分析的空白。


圖1是高深溜井堵塞后，從外部向該高深溜井施工聯(lián)絡(luò)井等輔助觀測工程后形成的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例中溜井堵塞后通過觀察炮孔觀測溜井放礦的狀況圖。圖3是圖2所示溜井內(nèi)礦面放至觀察炮孔以下時(shí)觀測到的狀況圖。圖4是通過音頻拾音器采集的音頻信號(hào)經(jīng)過處理形成的波形圖。圖1中1.聞深溜井，2.通風(fēng)巷，3.聯(lián)絡(luò)巷，4.施工砸室，5.觀察炮孔，6.通風(fēng)井。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。礦山開采過程中通常采用高深溜井運(yùn)輸開采出的原礦，具有投資少、設(shè)備少、成本低及生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)，但高深溜井也會(huì)經(jīng)常發(fā)生堵塞、塌方等事故，嚴(yán)重影響礦山的生產(chǎn)，也給人身安全帶來極大的威脅。為了摸清溜井堵塞及塌方的原因，從根本上消除生產(chǎn)隱患，有必要對溜井井筒進(jìn)行觀測分析，以便制定科學(xué)合理的溜井檢修方案。一般情況下都是通過聯(lián)絡(luò)巷觀察高深溜井的堵塞狀況，但由于高深溜井放礦過程中高深溜井井筒內(nèi)礦石流動(dòng)時(shí)存在側(cè)壓力，溜井與聯(lián)絡(luò)巷的連接處基本上被堵死，需要清碴后才能進(jìn)行觀測。然而，在清碴時(shí)，由于提前無法判斷溜井堵塞部位，井筒內(nèi)堵塞拱以下礦面什么時(shí)間放礦至聯(lián)絡(luò)道底板處是很難估計(jì)的，往往需要一邊放礦，一邊采用人工插桿法進(jìn)行探測，待礦面放至聯(lián)絡(luò)道底板處才可清理堵塞聯(lián)絡(luò)巷的礦碴，礦碴清理后再由人工觀察溜井堵塞情況。在放礦、人工探測、清理礦碴及堵塞觀察的整個(gè)過程中，作業(yè)人員直接暴露在堵塞拱一旦塌落后形成巨大空氣沖擊波傷害的范圍內(nèi)，導(dǎo)致作業(yè)人員人身安全無法保障。因此，在聞深溜井發(fā)生堵塞時(shí)，為詳細(xì)收集聞深溜井堵塞拱活動(dòng)彳目息，綜合分析聞深溜井堵塞拱的穩(wěn)定性狀況，以定性評(píng)價(jià)處理高深溜井堵塞施工時(shí)的安全程度，并為制定高深溜井堵塞處理方案提供設(shè)計(jì)依據(jù)，有必要對高深溜井進(jìn)行監(jiān)聽。而目前國內(nèi)礦山對高深溜井井筒堵塞后沒有采取系統(tǒng)有效的觀測與監(jiān)聽技術(shù)。為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法，通過設(shè)置聯(lián)絡(luò)巷、施工硐室和觀察孔，并架設(shè)音頻、視頻設(shè)施進(jìn)行對放礦過程的控制、堵塞拱活動(dòng)情況的監(jiān)聽以及溜井井筒局部井壁的觀察等工作，使作業(yè)人員在安全環(huán)境中施工作業(yè)。本發(fā)明觀測監(jiān)聽方法具體按以下步驟進(jìn)行
步驟1:從與高深溜井I相鄰的水平回風(fēng)巷2向高深溜井I鉆鑿聯(lián)絡(luò)巷3，聯(lián)絡(luò)巷3的一端與水平回風(fēng)巷2相通，聯(lián)絡(luò)巷3的另一端鉆鑿施工硐室4，從施工硐室4朝向高深溜井I的側(cè)壁鉆鑿觀察炮孔5 ;觀察炮孔5 —端與施工硐室4相連，另一端與高深溜井I相連。聯(lián)絡(luò)巷3、施工硐室4及觀察炮孔5設(shè)置于易于接近高深溜井I且便于處理高深溜井I堵塞的部位。觀察炮孔5直徑應(yīng)盡可能小且滿足放置攝像機(jī)、拾音器及后續(xù)堵塞處理爆破器材放置的需求，一般取70 IOOmm ;觀察炮孔5向下傾斜，觀察炮孔5的軸線與水平方向的夾角為30° 45° ;觀察炮孔5孔壁應(yīng)光滑，方便攝像機(jī)和拾音器的放入及抽出。例如如圖1所示的黑溝礦2#溜井聯(lián)絡(luò)巷及觀察炮孔的布置。從水平回風(fēng)巷2向高深溜井I依次鉆鑿聯(lián)絡(luò)巷3、施工硐室4和觀察炮孔5，觀察炮孔5與高深溜井I相連，觀察炮孔5軸線與水平方向的夾角為30°。步驟2 :當(dāng)高深溜井I發(fā)生堵塞后，將高深溜井I中堵塞部位以下的礦石礦面放至觀察炮孔5以下，以便對后續(xù)堵塞拱進(jìn)行穩(wěn)定性的監(jiān)聽和爆破處理，這就需要進(jìn)行放礦過程的控制，即溜井井筒內(nèi)礦石礦面的觀測控制，具體方法是
I)采用長桿捅孔，對觀察炮孔5內(nèi)堵塞的礦碴進(jìn)行疏通，清理觀察炮孔5，架設(shè)包括拾音器、監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)和調(diào)好焦距攝像機(jī)的視頻系統(tǒng)；監(jiān)視器設(shè)置在溜井放礦系統(tǒng)附近的安全位置，便于調(diào)度放礦工作；
攝像機(jī)采用自帶LED紅外 線燈的紅外一體化攝像機(jī)，焦距為3. 6mm或6_。2)按照攝像機(jī)在前、拾音器在后的順序，將攝像機(jī)和拾音器依次送入觀察炮孔5內(nèi)，攝像機(jī)放至距觀察炮孔5與高深溜井I相交處300 500mm位置，根據(jù)監(jiān)視器顯示的圖像調(diào)整攝像機(jī)的位置，視頻音頻調(diào)試正常；
3)聞深溜井I內(nèi)放礦時(shí)，通過視頻系統(tǒng)觀察聞深溜井I內(nèi)礦石的流動(dòng)情況，當(dāng)聞深溜井I礦石礦面放至觀察炮孔5以下時(shí)，觀察炮孔5就會(huì)變空；
如，上例中所說的黑溝礦2#溜井堵塞后，從觀察炮孔5觀察到的該溜井被堵塞的狀況如圖2所示，可以看出溜井被礦石堵塞。該溜井放礦后，礦石礦面下降至觀察炮孔5以下，此時(shí)通過攝像機(jī)觀察到的溜井內(nèi)的狀況如圖3所示，從觀察炮孔5內(nèi)看不到礦石礦面。4)當(dāng)高深溜井I內(nèi)的礦面下放至觀察炮孔5以下位置時(shí)停止放礦，測量高深溜井I內(nèi)下放后的礦面距觀察炮孔5與高深溜井I相交處中心位置的垂直距離；根據(jù)處理高深溜井I的需要，設(shè)定礦面下落后距離觀察炮孔5與高深溜井I相交處中心位置的垂直距離，結(jié)合單位高度溜井的儲(chǔ)礦量，計(jì)算出相應(yīng)的放礦量，根據(jù)計(jì)算得到的放礦量進(jìn)行定量放礦，使高深溜井I內(nèi)的礦面距離觀察炮孔5與高深溜井I相交處中心位置的垂直距離符合設(shè)定的距離要求，停止放礦；5)根據(jù)高深溜井I生產(chǎn)運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)，從高深溜井I實(shí)際堵塞時(shí)間開始至礦面放至觀察炮孔5以下為止，通過放出礦石量與單位截面高深溜井I儲(chǔ)礦量測算出高深溜井I內(nèi)礦石的堵塞位置，以備后續(xù)處理使用；
步驟3 :當(dāng)高深溜井I內(nèi)礦面放至設(shè)定位置時(shí)，就需要對高深溜井I井筒內(nèi)的堵塞拱進(jìn)行較長時(shí)間的監(jiān)聽，通過監(jiān)聽資料的整理分析，判斷堵塞拱的穩(wěn)定程度，為溜井堵塞處理方案的制定提供依據(jù)；具體方法如下
1)開啟計(jì)算機(jī)，攝像機(jī)采集的視頻信息和拾音器采集的音頻信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)并存盤，進(jìn)行無人觀測監(jiān)聽，一般情況按每兩天一個(gè)監(jiān)聽時(shí)段；
2)由技術(shù)人員從計(jì)算機(jī)拷貝收集到的信息，將信息進(jìn)行檢查分析，由于計(jì)算機(jī)監(jiān)聽時(shí)間較長，拷貝收集到的信息量也較大，為了方便檢索，將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為波形信號(hào)，如圖4所示，通過回放峰形信號(hào)，即可聽到堵塞拱上石子掉落的聲音，并根據(jù)石子掉落的大小和時(shí)間間隔判斷溜井堵塞拱的活動(dòng)情況，即音頻信號(hào)強(qiáng)，播放出的聲音大，掉落的石子也就相對大；掉落石子的間隔時(shí)間長，說明堵塞拱相對穩(wěn)定，間隔時(shí)間短，則穩(wěn)定性差，以此來定性分析堵塞拱的穩(wěn)定性。接上例，黑溝礦2#溜井堵塞后從觀察炮孔5監(jiān)聽到堵塞拱礦石下落的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為波形信號(hào)后，通過回放該波形信號(hào)，看到波形信號(hào)中出現(xiàn)的波峰，就是礦石下落時(shí)產(chǎn)生的位于該波峰處(對應(yīng)一個(gè)時(shí)間點(diǎn))的聲音。黑溝礦2#溜井堵塞后的處理，從2007年11月份起，采用了本發(fā)明觀測監(jiān)聽方法，從觀測監(jiān)聽和分析結(jié)果，觀測監(jiān)聽效果較為理想，均為溜井的處理方案制定提供了可靠的依據(jù)。如表1，在2#溜井嚴(yán)重堵塞處理統(tǒng)計(jì)中，2008年4月5日、10月10日和12月31日的堵塞，監(jiān)聽結(jié)果反映的堵塞拱處于活動(dòng)期，在幾乎沒有采取措施的情況下堵塞拱自然塌落，而其它多次的爆破處理中，監(jiān)聽結(jié)果是堵塞拱基本穩(wěn)定，在處理過程中，沒有發(fā)生堵塞拱塌落的情況。表I 2#溜井嚴(yán)重堵塞處理統(tǒng)計(jì)表
權(quán)利要求
1.一種高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法，采用音頻視頻監(jiān)聽系統(tǒng)對高深溜井堵塞后井筒堵塞拱進(jìn)行觀測監(jiān)聽，為制定疏通溜井的方案提供科學(xué)合理的可靠依據(jù)，放礦控制精確到位，降低了觀測溜井堵塞和溜井疏通工作的安全風(fēng)險(xiǎn)，其特征在于，該觀測監(jiān)聽方法具體按以下步驟進(jìn)行； 步驟1:從與高深溜井相鄰的水平回風(fēng)巷向高深溜井鉆鑿聯(lián)絡(luò)巷、施工硐室和觀察炮孔；使觀察炮孔一端與施工硐室相連，另一端與高深溜井相連；觀察炮孔直徑需滿足放置攝像機(jī)、拾音器及后續(xù)堵塞處理爆破器材放置的需求； 步驟2:高深溜井發(fā)生堵塞后，為了將高深溜井中堵塞部位以下的礦石礦面放至觀察炮孔以下，需控制放礦過程，即對溜井井筒內(nèi)礦石礦面的觀測控制，具體方法是 1)疏通觀察炮孔，架設(shè)包括拾音器、監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)和調(diào)好焦距攝像機(jī)的視頻系統(tǒng)； 2)按照攝像機(jī)在前、拾音器在后的順序，將攝像機(jī)和拾音器依次送入觀察炮孔內(nèi)，攝像機(jī)放至距觀察炮孔與高深溜井相交處300 500mm位置，調(diào)整攝像機(jī)的位置，視頻音頻調(diào)試正常； 3)通過視頻系統(tǒng)觀察高深溜井內(nèi)放礦時(shí)礦石的流動(dòng)情況，當(dāng)高深溜井礦石礦面放至觀察炮孔以下時(shí)，停止放礦，測量高深溜井內(nèi)下放后的礦面距觀察炮孔與高深溜井相交處中心位置的垂直距離；根據(jù)處理高深溜井的需要，設(shè)定礦面下落后距離觀察炮孔與高深溜井相交處中心位置的垂直距離，結(jié)合單位高度溜井的儲(chǔ)礦量，計(jì)算出相應(yīng)的放礦量，根據(jù)計(jì)算得到的放礦量進(jìn)行定量放礦，使高深溜井內(nèi)的礦面距離觀察炮孔與高深溜井相交處中心位置的垂直距離符合設(shè)定的距離要求，停止放礦； 5)根據(jù)高深溜井生產(chǎn)運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)，從高深溜井實(shí)際堵塞時(shí)間開始至礦面放至觀察炮孔以下為止，通過放出礦石量與單位截面高深溜井儲(chǔ)礦量測算出高深溜井內(nèi)礦石的堵塞位置； 步驟3 :當(dāng)高深溜井內(nèi)礦面放至設(shè)定位置時(shí)，對高深溜井井筒內(nèi)的堵塞拱進(jìn)行監(jiān)聽，通過整理分析監(jiān)聽資料，判斷堵塞拱的穩(wěn)定程度，為溜井堵塞處理方案的制定提供依據(jù)；具體方法如下 1)開啟計(jì)算機(jī)，攝像機(jī)采集的視頻信息和拾音器采集的音頻信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)； 2)檢查分析收集的信息，并將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為波形信號(hào)，通過回放峰形信號(hào)，根據(jù)石子掉落的大小和時(shí)間間隔判斷溜井堵塞拱的活動(dòng)情況，定性分析堵塞拱的穩(wěn)定性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法，其特征在于，所述步驟I中觀察炮孔向下傾斜，觀察炮孔的軸線與水平方向的夾角為30° 45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法，其特征在于，所述步驟2中攝像機(jī)采用自帶LED紅外線燈的紅外一體化攝像機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法，其特征在于，所述攝像機(jī)的焦距為3. 6mm或6mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法，其特征在于，所述步驟2中拾音器的靈敏度應(yīng)能準(zhǔn)確采集錄制高深溜井井筒內(nèi)的微小聲音。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法，其特征在于，所述步驟3中監(jiān)聽堵塞拱時(shí)每兩天為一個(gè)監(jiān)聽時(shí)段。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高深溜井井筒堵塞狀況觀測監(jiān)聽方法，鉆鑿與高深溜井相通的觀察炮孔，高深溜井發(fā)生堵塞后，通過音頻視頻監(jiān)聽系統(tǒng)觀察高深溜井內(nèi)放礦時(shí)礦石的流動(dòng)情況，設(shè)定礦面下落后距離觀察炮孔與高深溜井相交處中心位置的垂直距離，計(jì)算放礦量，使高深溜井內(nèi)的礦面距離觀察炮孔與高深溜井相交處中心位置的垂直距離符合設(shè)定的距離要求；測算出高深溜井內(nèi)礦石的堵塞位置；對高深溜井井筒內(nèi)的堵塞拱進(jìn)行監(jiān)聽，判斷堵塞拱的穩(wěn)定程度。本方法不僅為制定疏通溜井的方案提供科學(xué)合理的可靠依據(jù)，而且大大改善了作業(yè)人員的安全工作環(huán)境與勞動(dòng)強(qiáng)度，放礦控制精確到位。
文檔編號(hào)E21B47/00GK103061743SQ20121052703
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者陳永祺 申請人:酒泉鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司