本发明涉及一种用于露天采场硬岩基面的不极化电极固定装置及其固定使用方法。
背景技术：
相比于矿产资源的井下开采，露天开采具有开采量大、矿石回收率高、生产安全、效益高和成本低等优点。因此，国内外许多矿山均采用露天开采方式。但由于历史原因，其中一类露天开采是基于采矿技术水平的不断提高而由井下开采转为露天开采，另一类露天开采则是矿业整合开发利用的结果，即由散乱小的分区、分块、分段的井采和露采统一为整体大型露天开采。不论是井采转露采，还是散乱开采转整体露采，其露天采场下方不可避免的存在大量采空区，特别是开采方式转换过程中已知空区资料的缺失和开采扰动导致空区的变形和“移位”，外加特定历史时期偷采滥挖形成的未知采空区，它们时刻威胁露天开采的生产安全，轻则造成机器设备损坏，重则造成人员生命财产损失。为此，进行采空区探测是此类矿山必须面临的安全难题。
而对于采空区的探测，多以空气充填型采空区为主，采用传统的地震勘探、重力勘探、电阻率法探测和电磁法探测等。但随着采矿深度的不断加深，露天采场逐渐进入潜水面以下，空区类型则由空气型空区变为潜水型空区。潜水型空区由于富水，其在采矿活动的扰动下，水可以改变断层、蚀变带和围岩的力学性质，极易诱发空区失稳坍塌而造成安全事故。因而，准确识别和定位潜水型空区是金属矿山露天深采活动必须面临的一个新安全难题，也属于探测技术应用研究的一个空白。但基于前期的理论研究认识，潜水型空区由于含水，相比于围岩和空气型空区具有较高的极化率，可以采用激电法进行定位探测。
利用激电法进行潜水型空区探测，需要用到不极化电极。而不极化电极作为一种特殊的测量电极，为罐状体，需要埋于泥土中与测量目标体良好接触。但露天采场为硬岩基底面，地表为碎石覆盖，无法直接进行不极化电极的布设和测量工作。因此，急需研发一种固定装置，可以放置泥土和不极化电极，无缝开展潜水型空区的极化率测试工作，以解决露天采场的潜水型空区探测技术难题。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决在利用激电法探测潜水型空区不极化电极的布设难题，提供一种设计简洁，维护方便，持久耐用，方便携带且稳定性和安全性好的不极化电极固定装置及其固定使用方法。
本发明是通过下述技术方案来实现的：
本发明的一种不极化电极固定装置，其特征在于，包括固定座、下部带有外螺纹的套筒、橡胶圈和不极化电极固定带，所述的固定座由上部固定板和地表固定钉所组成，在固定板的中间开有与下部带有外螺纹的套筒相匹配的内螺孔，所述的下部带有外螺纹的套筒与固定板螺纹连接，在固定板的周边开有固定钉插孔，橡胶圈的直径大于螺孔的直径，橡胶圈的上部套接于套筒的下部，并与固定板的下方粘接，在套筒的上部外侧设有固定带挂耳，不极化电极固定带两端固定在固定带挂耳上，所述的地表固定钉插入固定板的固定钉插孔内用于将固定板固定在硬岩基上。
所述的固定板采用高强度不锈钢或高强度塑料制，其固定板为三角形固定板，在三角形固定板的三个角上开有三个固定钉插孔。
所述的套筒采用高强度塑料制作。
本发明的一种不极化电极固定装置的固定使用方法，包括下列步骤：
1）根据需测碎石地表情况，将三角形固定板上的地表固定钉锤击固定钉到地表硬岩基上，使固定板下方的橡皮圈与地表硬岩基无缝接触；
2)将套筒与固定板螺纹连接后，下部与橡皮圈套接，将不极化电极放置在套筒内，并用不极化电极固定带将不极化电极固定，并在套筒内加入饱和盐水来探测露天采场的潜水型空区；
3）将不极化电极与测量电缆连接，检测不极化电极的接地情况，保证每个不极化电极接地良好；
4）不极化电极接地良好的情况下，设置极化法采集参数，开始潜水型空区的激发极化法数据采集；
5）激发极化法数据采集完毕后，先收起不极化电极，后收起不极化电极固定装置，回收设备。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在固定板的上设置了地表固定钉，固定钉插入硬岩基内，易于固定板固定在硬岩基上;
（2）套筒和橡胶圈的设置易于盛放泥土和不极化电极，实现不极化电极的埋地效果;
（3）本发明除露天采场碎石地表使用外，还可以应用于混凝土大坝、尾矿库大坝等高硬度防护体的漏水性安全预警探测。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实际附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的一种用于露天采场硬岩基底面的不极化电极固定装置，其特征在于包括固定座、下部带有外螺纹的套筒3、橡胶圈6和不极化电极固定带5，所述的固定座由上部固定板1和地表固定钉2所组成，在固定板1的中间开有与下部带有外螺纹的套筒3相匹配的内螺孔，所述的下部带有外螺纹的套筒3与固定板1螺纹连接，在固定板1的周边开有固定钉插孔7，橡胶圈6的直径大于螺孔的直径，橡胶圈6的上部套接于套筒3的下部，并与固定板1的下方粘接，在套筒3的上部外侧设有固定带挂耳4，不极化电极固定带5两端固定在固定带挂耳4上，所述的地表固定钉2插入固定板的固定钉插孔内用于将固定板1固定在硬岩基上。
本发明的一种采用不极化电极固定装置的固定使用方法，其特征在于，包括下列步骤：
1）根据需测碎石地表情况，将三角形固定板上的地表固定钉2锤击固定钉到地表硬岩基上，使固定板下方的橡皮圈6与地表硬岩基无缝接触；
2)将套筒3与固定板1螺纹连接后，下部与橡皮圈6套接，将不极化电极8放置在套筒3内，并用不极化电极固定带5将不极化电极固定，并在套筒3内加入饱和盐水，来探测露天采场的潜水型空区。
3）将不极化电极与测量电缆连接，检测不极化电极的接地情况，保证每个不极化电极接地良好；
4）不极化电极接地良好的情况下，设置极化法采集参数，开始潜水型空区的激发极化法数据采集；
5）激发极化法数据采集完毕后，先收起不极化电极，后收起不极化电极固定装置，回收设备。
本发明除露天采场碎石地表使用外，还可以应用于混凝土大坝、尾矿库大坝等高硬度防护体的漏水性安全预警探测。