礦山工程測試技術(shù) 緒論

礦業(yè)工程測試技術(shù)TestingTechniquesinmining主講陳寶心0緒論測試技術(shù)是測量技術(shù)和試驗技術(shù)的總稱。測試是人類認(rèn)識客觀世界的主要手段，是科學(xué)研究的基本方法

測量就是將一個被測量與一個預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)量進行定量的比較的過程，從而獲得被測對象的數(shù)值結(jié)果1米是光在真空中于1/299,792,458s時間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長度.國際千克原器是1889年第一屆國際權(quán)度大會批準(zhǔn)制造的.它是一個高度和直徑均為39mm的，用鉑銥合金制成的圓柱體.原型保存在巴黎國際計量局.1秒是銫—133原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級之間躍遷所對應(yīng)的輻射的9,192,631,770個周期的持續(xù)時間為1s

測試是具有試驗性質(zhì)的測量，是測量和試驗的綜合

基本任務(wù):

獲取有用的信息學(xué)科：屬于信息科學(xué)范疇，是信息技術(shù)三大支柱(測試控制技術(shù)、計算技術(shù)、通訊技術(shù))之一，其應(yīng)用范圍十分廣泛0.1測試技術(shù)的工程應(yīng)用國民經(jīng)濟各個部門工程領(lǐng)域—

土木工程、采礦工程、航天航空工程、機械工程、水利電力工程、石化工程和運輸工程科學(xué)實驗產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)監(jiān)督和控制質(zhì)量控制等0.1.1在土木工程中應(yīng)用建筑工程道路、橋梁水利水電工程基礎(chǔ)、邊坡、隧道穩(wěn)定性問題0.1.2在工業(yè)自動化中的應(yīng)用在各種自動控制和生產(chǎn)系統(tǒng)中，測試環(huán)節(jié)起感官（人的五官）的作用，是其重要組成部分實例-機械手、機器人-執(zhí)行轉(zhuǎn)動/移動位置、力傳感器、視覺（眼）聽覺傳感器（耳朵）觸覺、熱覺傳感器(皮膚）嗅覺傳感器（鼻子）味覺（舌頭）機械手焊接機械手噴漆機器人排雷機器人火炮機器人玩具實例-機械加工過程自動監(jiān)測

切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、紅外接近開關(guān)傳感器等提高生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本0.1.3流程工業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備運行狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線流程，通常建立24小時在線監(jiān)測系統(tǒng)石化企業(yè)輸油管道、儲油罐等壓力容器的破損和泄露檢測火電廠水電廠鋼鐵廠石化廠0.1.4產(chǎn)品質(zhì)量檢測在汽車、機床、工程機械等設(shè)備，電機、發(fā)動機等零部件出廠時，必須對其性能質(zhì)量進行測量和出廠檢驗圖示為汽車出廠檢驗原理框圖，測量參數(shù)包括潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動機轉(zhuǎn)速等。通過對抽樣汽車的測試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量0.1.5樓宇控制與安全防護-井下為使建筑物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活、工作環(huán)境，并能保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和管理的智能化如闖入監(jiān)測、空氣監(jiān)測、溫度監(jiān)測、電梯運行狀況

典型樓宇自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：電源管理、安全監(jiān)測、照明控制、空調(diào)控制、停車管理、水/廢水管理和電梯監(jiān)控?zé)熿F傳感器亮度傳感器紅外人體探測器實例-火災(zāi)感知傳感器及玻璃球灑水噴頭

煙霧傳感器

當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，溫度升高使玻璃球爆裂，高壓自來水自動噴出煙0.1.6家庭與辦公自動化在家電產(chǎn)品和辦公自動化產(chǎn)品設(shè)計中，人們大量的應(yīng)用了傳感器和測試技術(shù)來提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量全自動洗衣機中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，液位傳感器，透光率光傳感器(洗凈度)電阻濕度傳感器(衣物烘干檢測)0.1.7采礦工程應(yīng)用貫穿采礦工程各個階段—采礦科學(xué)研究、設(shè)計和生產(chǎn)內(nèi)容礦巖地質(zhì)性質(zhì)及物理力學(xué)性質(zhì)實驗測量和探測井巷和采場穩(wěn)定性監(jiān)測安全監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測土木-邊坡、隧道穩(wěn)定性問題采礦-邊坡、地下采場、井巷穩(wěn)定性巖石破碎問題

采礦科學(xué)研究和設(shè)計

礦山工程如巷道、礦柱、礦房、邊坡等的穩(wěn)定性和采場穩(wěn)定性研究和設(shè)計，一般方法：建立力學(xué)模型、進行應(yīng)力、位移、穩(wěn)定性、破壞等分析確定初始地應(yīng)力場和巖體力學(xué)參數(shù)、地層水文地質(zhì)等工程地質(zhì)特性、必須應(yīng)用測試技術(shù)才能獲得這些資料計算力學(xué)模型建立（邊界條件）、材料參數(shù)確定等分析結(jié)果驗證計算機所提供的結(jié)果依賴于向計算機輸入的信息：金子—

垃圾

不論是理論分析結(jié)果還是數(shù)值方法分析結(jié)果，只有與實測數(shù)據(jù)進行對照校驗才能促使設(shè)計日益成熟與可靠

礦山生產(chǎn)階段監(jiān)測(控)

礦山工程信息化施工和可變更設(shè)計（動態(tài)設(shè)計）—進行同步監(jiān)測目的驗證初步設(shè)計參數(shù)選擇正確性改進未來的設(shè)計對施工技術(shù)優(yōu)越性和合理性進行評估和改進典型應(yīng)用—新奧法(NewAustriantunnelingmethod)

設(shè)計理論—粘彈塑性，充分發(fā)揮巖土的自身承載能力開挖—光面爆破以保持原巖固有的承載能力初期支護—多層噴射砼和錨桿支護技術(shù)，使圍巖砼和錨桿形成基本穩(wěn)定的支撐環(huán)二次襯砌—在初期支護變形基本穩(wěn)定的條件下進行二次襯砌支護，起到提高支護結(jié)構(gòu)安全性作用超前探測作用宜萬鐵路野三關(guān)隧道全長13841米，是我國首次在巖溶地區(qū)打通鐵路隧道，總投資167億元人民幣，每公里造價約4500萬元

2007.8.5野三關(guān)突水突泥事故

，

52名施工人員被困

，發(fā)現(xiàn)2具尸體，7人下落不明馬鹿菁隧道主長7879米

，2006.1.21突水突泥事故

，11人下落不明

安全監(jiān)測安全監(jiān)測目的

診斷的和預(yù)測的需要掌握礦山工程運行是否處于持續(xù)良好的正常狀態(tài)，對不安全跡象和險情的進行診斷以便采取措施進行加固；對礦山工程的未來性態(tài)做出預(yù)報，對可能發(fā)生的破壞提供預(yù)警，獲得充裕時間進行設(shè)備、人員安全撤離和采取緊急補救措施研究和提高設(shè)計的需要觀測資料是礦山工程工作狀態(tài)的真實反映，為未來設(shè)計提供定量信息，有利于對破壞機制的了解，改進未來的設(shè)計，提高設(shè)計水平；對新的施工技術(shù)優(yōu)越性進行評估和改進例如礦山工程如巷道、礦柱、礦房、邊坡等的穩(wěn)定性監(jiān)測采場穩(wěn)定性監(jiān)測爆破震動監(jiān)測爆破沖擊波監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測礦山環(huán)境研究對象主要包括礦山地質(zhì)環(huán)境、水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、大氣環(huán)境和空間環(huán)境礦井溫度、濕度、粉塵監(jiān)測有毒、有害、可燃、可爆氣體監(jiān)測通風(fēng)熱力學(xué)參數(shù)監(jiān)測放射性強度監(jiān)測爆破、機械噪聲監(jiān)測

采礦自動化自動化礦山的先決條件是數(shù)字化礦山，要實現(xiàn)數(shù)字化礦山的則必須對采礦全過程監(jiān)測，獲取數(shù)據(jù)MineManagementSystems0.2課程內(nèi)容測試工作的任務(wù)：解決如何獲取有關(guān)研究對象的狀態(tài)，運動和特性等方面的信息的問題測試技術(shù)的研究內(nèi)容：測試技術(shù)是實驗科學(xué)的一部分，主要研究各種物理量的測量原理和測量信號的分析處理方法課程內(nèi)容測試技術(shù)基礎(chǔ)傳感器及其測量電路測量數(shù)據(jù)顯示和記錄儀器電阻應(yīng)變測量技術(shù)振動測量技術(shù)巖體應(yīng)力測試巖體聲波探測法地質(zhì)雷達探測技術(shù)0.3網(wǎng)上相關(guān)學(xué)習(xí)資源1、工業(yè)自動化類傳感器美國霍尼威爾公司（著名的傳感器技術(shù)研究中心）/china傳感器世界中國傳感器網(wǎng)/2、振動/噪聲傳感器丹麥B&K/3、測量分析儀器美國國家儀器公司(著名的虛擬儀器生產(chǎn)商NI)/美國Agilent公司(原惠普公司儀器部，著名的測試儀器廠商)/北京中科泛華測控技術(shù)有限公司/儀表技術(shù)與傳感器網(wǎng)/自動化博覽/4.美國基康公司/0.3參考資料1.

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