适用于硬岩长期监测的爆破振动传感器安装支架、爆破振动测试系统以及爆破振动测试方法与流程

本发明涉及爆破振动测试设备加工制造领域，具体涉及一种适用于硬岩长期监测的爆破振动传感器安装支架、爆破振动测试系统以及爆破振动测试方法。

背景技术：

爆破作为一种经济、有效的开挖方式，已广泛应用于矿山、水利水电、公路、隧道等施工过程中，然而爆破过程中同时会产生噪音、粉尘、有害气体、爆破振动等不良效应，其中爆破振动具有较大的危险性，会对一定范围内的人员、设备、房屋、重要建筑物等造成严重的损害，国家相关规程也对爆破产生的爆破振动速度有明确规定，因此在爆破过程中进行爆破振动测试具有重要的意义。目前爆破振动测试设备一般由传感器、采集箱及连接线组成，在爆破前将传感器固定在预测试部位，连接设备、设置参数，在爆破过程中采集爆破振动相关信息。

测试过程中，传感器的安装对测试结果的准确性起至关重要的作用。一般是先将表层浮渣、碎石等进行清理，然后采用石膏将传感器与清理后的岩石固定，如专利(一种适用于土介质的爆破振动传感器安装夹具、一种爆破振动测试拾振器的固定方法)其采用安装夹具将传感器固定在土介质或是风化层中进行爆破振动测试，但其采用钢钉直接将安装夹具固定在土介质或是风化层表面，此方法对硬岩不适用，同时该方法为一次性安装，安装后传感器的调平及对准爆心无法调节，目前岩硬岩爆破振动监测仍主要采用石膏固定传感器的方法。

目前广泛采用的这种爆破振动传感器安装技术存在着以下不足之处：

(1)石膏的厚度不同对结果有明显的影响；

(2)采用石膏安装时，粘结强度受石膏粉质量、石膏粉与水的比例、固结时间等多因素影响，很难保证测点的测试条件一致；

(3)采用石膏固定，需清理表面松弛破坏岩层，较麻烦；

(4)目前采用的固定方式，针对硬岩很难将表层松弛破坏层清理干净，使得测试结果偏小，可能存在安全隐患；

(5)如水工隧洞、矿山等需要对区域内多次测试时，为保护设备，目前大部分为每次均需进行安装、拆卸，耗时耗力；

可见，开发出一种针对硬岩，可实现多次重复利用的简便的爆破振动传感器安装支架具有明显的现实意义和工程需求。

技术实现要素：

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种适用于硬岩长期监测的爆破振动传感器安装支架，本发明改变了传统硬岩爆破振动监测的布置方式，其具有提高测试结果的准确性、提高长期监测效率、提高长期监测效率以及提高单点测试范围等优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种适用于硬岩长期监测的爆破振动传感器安装支架，其特征在于，包括：

安装底座，其部分埋入硬岩基岩中，所述安装底座具有埋入硬岩基岩中的固定杆以及与硬岩岩面接触的平台结构；

调向螺栓；

安装平台，其通过调向螺栓与所述固定杆同轴设置；

调平气泡，其用以保持安装平台保持水平，并调节所述安装平台的安装方向；

以及固定框架，其具有半封闭的容纳腔并通过固定螺栓与所述安装平台构成容纳爆破振动传感器的空间。

基于上述方案，进一步优选的，

所述平台结构为圆形平台并通过调向螺栓与安装平台固定为一体。

基于上述方案，进一步优选的，

所述安装平台为方形安装平台并具有供调向螺栓通过的调向螺栓安装孔以及若干供固定螺栓通过的平台固定孔。

本发明的另一目的是要提供一种适用于硬岩长期监测的爆破振动测试系统，其特征在于，包括：

安装有爆破振动传感器的所述爆破振动传感器安装支架、采集箱及连接线。

本发明的另一目的是要提供一种适用于硬岩长期监测的爆破振动测试方法，其包括如下步骤：

步骤1、选择测试位置：将表层浮渣清理后垂直钻孔以能够插入固定杆为准；

步骤2、固定安装底座：将钻孔填入粘合剂后插入固定杆并通过调平气泡调节安装方向；

步骤3、固定安装平台并将安装平台的X轴方向对准爆心；

步骤4、固定爆破振动传感器；

步骤5、进行爆破振动测试以采集爆破振动数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明提高测试结果的准确性：由于安装支架能够深入岩体内部，穿过岩体松弛层，并且主要采用金属传导，较之前采用石膏粉固定在岩体表面测试，测试结果更接近真实值；

(2)本发明提高长期监测效率：传统方法每次测试均需要安装，且石膏凝固需要时间，本发明采用的方法首次安装需一定时间，后期监测仅需要在测试时将传感器安装即可，用时短，且无需等待时间；

(3)本发明提高数据有效性：传感器固定后不易松动，多次测试安装条件较一致，使测得的数据有效性提高，有利于多次对比分析；

(4)本发明提高单点测试范围：传感器安装要求其X轴方向指向爆心，传统方法1个测点只能用于测试1处爆破，此支架安装平台方向可调节，测点附近有多处爆破时，仅需调节安装平台方向即可，提高了单点测试范围。

附图说明

图1为本发明所述装置对应的结构示意图；

图2a为本发明的安装底座结构侧视示意图；

图2b为本发明的安装底座结构主视示意图；

图3a为本发明的安装平台结构侧视示意图；

图3b为本发明的安装平台结构主视示意图；

图4a为本发明的固定框架结构侧视示意图；

图4b为本发明的固定框架结构主视示意图。

图中：1、安装底座，11、固定杆，12、平台结构，2、调平气泡，3、安装平台，31、固定螺栓，32、平台固定孔，33、调向螺栓固定孔，4、固定框架， 41、固定框架固定孔，5调向螺栓，。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

鉴于上述问题，如图1、图2a、图2b、图3a、图3b、图4a、图4b所示，本发明提供了一种适用于硬岩长期监测的爆破振动传感器安装支架，其特征在于，包括：

安装底座1，其部分埋入硬岩基岩中，所述安装底座1具有埋入硬岩基岩中的固定杆11以及与硬岩岩面接触的平台结构12；

调向螺栓5；

安装平台3，其通过调向螺栓5与所述固定杆11同轴设置；

调平气泡2，其用以保持安装平台3保持水平，并调节所述安装平台的安装方向；

以及固定框架4，其具有半封闭的容纳腔并通过固定螺栓31与所述安装平台构成容纳爆破振动传感器的空间。

基于上述方案，进一步优选的，

所述安装底座具有调向螺栓5、平台结构12和固定杆11；其中所述平台结构12为圆形平台且所述固定杆11与圆形平台垂直并通过焊接形成一体结构；同时所述安装底座1通过调向螺栓5与安装平台3连接并固定；优选的所述调向螺栓5具有调向螺帽，且上部高度不大于安装平台的厚度。

基于上述方案，进一步优选的，

所述安装平台3为方形安装平台并具有供调向螺栓5通过的调向螺栓安装孔33以及若干供固定螺栓31通过的平台固定孔32；优选的所述安装平台为方形平整厚块，其中心有2个相通的同心钻孔，下部钻孔直径稍大于调向螺栓直径，上部钻孔直径大于调向螺帽的外径，且并使得上部钻孔高度为稍大于调向螺帽的高度；更进一步优选的，所述安装平台同时还有4个平台固定孔，与固定框架固定孔对齐，用于安装固定框架。

基于上述方案，进一步优选的，

所述固定框架4具有若干与平台固定孔32相配合的固定框架固定孔41，优选的所述固定框架的断面尺寸稍大于传感器，框架高度稍小于传感器高度，以保证能够将传感器固定牢固。

本发明的另一目的是要提供一种适用于硬岩长期监测的爆破振动测试系统，其特征在于，包括：

安装有爆破振动传感器的所述爆破振动传感器安装支架、采集箱及连接线。

本发明的另一目的是要提供一种适用于硬岩长期监测的爆破振动测试方法，其包括如下步骤：

步骤1、选择测试位置：将表层浮渣清理后垂直钻孔以能够插入固定杆为准；

步骤2、固定安装底座：将钻孔填入粘合剂后插入固定杆并通过调平气泡调节安装方向；

步骤3、固定安装平台并将安装平台的X轴方向对准爆心；

步骤4、固定爆破振动传感器；

步骤5、进行爆破振动测试以采集爆破振动数据。

下面以实际实验实施例对上述方案作以说明：

实施例1：爆破振动测试设备一般由传感器、采集箱及连接线组成，在爆破前将传感器固定在预测试部位，连接设备、设置参数，在爆破过程中采集爆破振动相关信息。

步骤1：选择测试位置，将表层浮渣清理，在该处钻设1个垂直钻孔，钻孔要求钻孔孔径大于安装底座固定杆直径2倍，钻孔底部位于基岩内，角度偏差不大于5°，若超过5°，需要扩孔或是重新布孔；

步骤2：固定安装底座，在钻孔内注入快速高强度粘结剂(如锚固剂、加速凝剂的水泥浆等)，然后将安装底座的固定杆放入孔内，同时调节安装底座上的气泡居中，待孔内粘结剂凝固后，将安装底座圆盘与测点表面之间的空隙用水泥浆充填；

步骤3：固定安装平台，将安装平台放在安装底座上，将安装平台的X轴方向对准爆心，然后将调向螺帽拧紧；

步骤4：固定爆破振动传感器，将爆破振动传感器放在安装平台上，使得爆破振动传感器X轴方向与安装平台X轴方向一致，把固定框架放上安装平台，将框架固定孔与平台固定块对齐，用固定螺栓将固定框架、传感器和安装平台固定牢固；

步骤5：采集数据，用连接线将传感器与采集箱连接，即可进行爆破振动数据采集。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。