矿山检测技术论文

RTK技术在矿山地质工程测量中的应用研究论文

矿山地质工程建设而向信息化趋势，以高端科技为手段展开地质测量，实现了区域资源优化分配及调度控制。RIK技术作为矿山地质工程建设新支撑，为测绘人员提供了更为完整的技术应用平台，加强了区域地质结构测量范围管理力度，提高了区域内部资源规划与开发的可持续性。

1、RIK技术特点

实时动态控制系统(RTK)是一种新的常用的RIK测量方法，与以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度不同，为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了户外作业效率。

(1)兼容性。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据及己知数据传输给流动站接收机。RIK系统由此兼容了CIS, CPS, RS等实用性控制技术，能够为矿山勘察与作业提供科学的指导。

(2)无线性。随着通信科技快速发展，无线传感器技术得到了普及化应用，其与路由器共同构建成新型传输模式，体现了数字通信技术应用的先进性。RIK技术作为无线网络的新技术，可以结合不同算法对网络路由传输进行控制，帮助用户选定最优化数字运算方式，解决了传统无线传输平台的不足。

2、基于RIK矿山测量系统设计

(I)图形结梅“RIK技术”是信息时代的变革趋势，也是诸多产业机构协调发展的新方式，利用信息技术带动事业发展是必然决策。结合“RIK技术”发展内涵，对矿山测量功能升级趋势及改造对策进行总结，提出切实可行的改造方案。煤矿地质测量空间信息管理系统的建立为各采矿企业设计、生产、通风、调度、安全、救护、机电、运输等其他应用系统提供一个基础的数据及图形管理平台。

(2)模型结构。矿山测量建设关系着安全，以RIK技术为基础构建定向测量系统，可实时掌握相关的数据信息，降低定向测量操作的失误率。设计定向测量系统要考虑多方而内容，以“高效率、高进度、高水平”为标准展开一系列的测量活动。系统的建立能够实现地质、测量成图的自动化，实现地质、测量有关计算、管理的自动化;及时准确地根据三维勘探、钻探、井下揭露等最新资料和信息，高效准确地修改各种生产图件。

(3)管理结构。通信网络传输过程中，无线网形成了相对复杂的传输平台，各种路径数据传输至服务器之后，必须及时对无线信号及数据进行实时分析，才能掌握准确的数据处理结果。路由器作为无线传感网络的中转模块，其承载着更多逻辑数据运算程序，准确地抓住数据处理流程任务。在采矿企业生产处和各个矿分别建立相应的地质、测量管理系统，将原来手工处理的数据、图件等资料实现电子化处理。

(4)层次结构。结合地质测绘行业发展局势，利用集成技术辅助矿山勘察作业，体现了新技术用于产业规划的优势。系统按照三层客户/服务器结构(数据库层、应用服务层和用户界而层)和C/S + B/S二级管理模式进行系统整体设计，将整个系统按数据库、业务逻辑和用户界而三层功能进行组织。同时，以CIS, CPS, RS等技术平台，能够为矿业勘察与规划提供指导，实现了区域矿物资源的一体化建设。

3、地质测量中RIK系统的功能模块

由于人员、设备、技术等方而因素，通信监控系统存一些问题，限制了地质测量信号传输与控制性能。“RIK技术”是现代信息社会的风向标，任何产业发展与RIK系统形成了紧密关系，为了体现矿山测量设备在新网络格局中的应用价值，必须对矿山测量系统进行优化升级。RIK技术在矿山地质工程测量中的功能价值，主要应用功能体现在相关系统应用，具体包括:

(1)地质通信系统。选择一项可靠的无线通信技术是不可缺少的'，RIK技术在无线网络传输中体现了明显的优势，成为无线传感器网络路由算法常用的方式之一。结合RIK技术特点，选用网络路由算法主要思路，对算法系统设计、数据串口运行等，提出切实可行的网络操作方案。未来，RIK技术将朝着网络化、自动化、智能化等趋势发展，为用户建立更加全而的监控服务平台。基于RIK技术的无线传感器改造中，对路由算法系统设计进一步优化，加强无线通信网络结构改造力度，摆脱了传统系统网络化调控流程，这些都是RIK技术下路由算法系统结构性优化的先进性表现。

(2)地质数据网络系统。而对早期矿山测量设备结构的功能缺失，地质测量自动化必须要重新建立更具稳定性的功能作业平台，帮助用户进一步实现网络化运营目标，才能实现办公经营水平的一体化发展。该子系统在功能上划分为系统管理、数据录入、数据处理、数据查询、报表输出5个部分，采用C/S方式设计。系统充分考虑了煤矿地质测量空间信息多源化的需要。在数据内容上则以煤矿地质、水文地质、测量、采掘信息为基础，通过对生产技术信息的动态更新，及时准确地控制煤矿地质体的形态，动态反映井下生产的状况。

(3)地质结构分析系统。RIK系统是基于矿山测量设备的操控模式，其在推广RIK技术模式过程中，也要重视矿山测量功能升级与改造，才能体现出新时代与新设备的联合应用特点。地质测量系统是企业办公自动化核心部分，基于RIK技术时代可对地质测量系统功能进行升级改造，共同构建先进地质测量系统，体现RIK技术时代的技术特点。主要包括:①成分特征:独特的点型、线形、岩石符号、以及专业对象的表现形式;②时代特征:地层时代的先后顺序;③空间特征:地层和地层之间，地层和构造之间以及构造与构造之间的空间拓扑关系。

(4)地质远程管理系统。RIK是矿山测量定向测量的支撑技术，利用远程网络构建先进式定向测量体系，保持矿山地质信息传递与控制的和谐性。结合地质勘测设备改造趋势，RIK技术在定向测量作业中的应用，为矿山地质信息化建设提供可行性建议。该模块采用JavaScript技术编写，可根据用户的使用权限对服务器中存储的各类基础数据和图形文件进行更新与访问。管理层可直接通过网络下达指令，及时解决现场问题，指导煤矿生产。

4、结语

总之，矿山测量信息化水平关系着事业发展，不仅体现了当代信息技术发展趋势，也标志着测绘科技创新成果。而对信息化发展总体趋势，矿山地质工程测量也要建立科学的技术体系，以RIK技术为中心设定测量系统，成为推动区域地质改造建设的新方式。通过RIK技术设计现代化地质测量系统，将各个模块功能应用于具体的测量步骤，大大提升了矿山资源开发与利用效率，从而带动了矿山地质测量的一体化发展。

煤矿机械轴类超声检测技术应用论文

1超声检测（UT）

超声检测是无损检测技术的一种，是通过超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，接收器接收反射波，并对反射波进行分析，精确地测出缺陷，并能确定缺陷位置和大小的一种检测技术。超声检测适用于探测被检物内部的面积型缺陷。超声检测的优点是穿透力强、设备轻便、检测成本低、检测效率高，能即时得到检测结果，又能实现自动化检测，在缺陷检测中对危害性较大的裂纹类缺陷特别敏感等。

2煤矿机械运行现况

煤矿采用的大部分机械设备都在粉尘、潮湿、有害气体等恶劣的环境中运行，时常会受到巨大冲击载荷，且长期处于高强度运转状态。高速运行、重载的工作环境所产生的交变载荷，非常容易使材料的内部缺陷或主轴加工过程中因加工工艺产生的缺陷扩大，形成危险性裂纹。还有司机操作不当、设计安装、主轴锻造等带来的缺陷，主轴本身在运行过程中材质强度和刚度发生变化等产生疲劳裂纹，如果这些危险性裂纹不能及时被发现，就有可能导致机械主轴突然断裂，引发重大安全事故，将给矿方带来不必要的损失。

3煤矿需要检测机械主轴

需要检测的主要主轴有：主通风机主轴、提升机滚筒主轴、天轮主轴、输送带机滚筒主轴、罐笼或箕斗提升主轴、架空乘人装置驱动轮与迂回轮主轴等。上述主轴由于受到组装在轴上的结构件约束或覆盖，这些部件所在轴上的部位正是应力集中、易产生表面或内部裂纹的区域，如采用其他无损检测方法检测，需把这些组装部件全部从主轴上分解拆卸下来，这样做不但浪费大量的人力物力财力，而且直接影响煤矿正常生产。为解决这一难题，更好地为煤矿机械设备运行提供条件，采用超声检测对主轴进行不解体检测，效果会更好些。

4机械主轴超声检测技术

4.1准备工作

4.1.1掌握被检机械主轴现实状况检测人员到达检测现场后，首先与矿方沟通，索要有关机械主轴的基本资料，根据提供的资料掌握主轴采用的材质、热处理状态、几何形状、尺寸、组装件结构及数量、受力状态，现场检测条件及环境等现实状况，为超声检测提供条件。其次，根据掌握的资料情况，与矿方制定检测计划。

4.1.2超声检测部位的选择根据主轴的传动结构，受力状况，应力集中的程度选择主轴的联轴器变径部位、滚筒与主轴连接部位，主轴与电机固定端的变径部位、键槽的根部等作为重点超声检测部位。

4.1.3超声检测面清理在选定的检测部位用棉纱清理污染物、用砂纸打磨锈蚀处等。

4.1.4探头和标准试块选择超声检测时，根据被检主轴的材质晶粒度状态选择探头，一般超声波检测选用2.5MHz的探头即可。标准试块根据被检主轴的形状、长度选用CS-I、CS-2C、CSK-ⅢA、CSK-ⅡA、RB-2等型号标准试块作为超声检测灵敏度校验。

4.1.5仪器灵敏度调节检测仪器灵敏度通过调节超声波探伤仪上的[增益]、[衰减器]、[发射强度]等旋钮来实现。径向检测时采用直探头检测方法，直探头灵敏度调节有工件底波调节法和对比试块法。当径向主轴长度S≤3N(近场区)时采用试块对比法，S＞3N(近场区)的主轴采用大平底底波调整法调整检测灵敏度。斜探头检测灵敏度调整是利用CSK-IIA或者RB-2试块将检测系统灵敏度调整为2或3水平。

4.1.6耦合剂的选择超声波检测中常采用机油、变压器油、甘油、水、水玻璃作为耦合剂。

4.2主轴超声检测方法

主轴超声检测采用直探头和斜探头两种探头，直探头主要检测主轴的裸露部位，斜探头主要检测主轴的联轴器变径部位、滚筒与主轴连接部位，主轴与电机固定端的变径部位、主轴与风机扇叶连接部位、键槽的根部等。

4.2.1直探头扫查

1）径向扫查：让矿方用扳手打开主轴端盖，在主轴端部涂上耦合剂，将纵波直探头放置主轴端面以压力为0.5～1kg、20～50mm/s速度做100%扫查，扫查过程中要用探头呈“W”型重叠扫查。探头扫查的同时，应随时观察仪器屏幕的波形变化并对有关显示的信息逐一判断。

2）周向扫查：在主轴裸露部位涂上耦合剂，用直探头以同样的压力和速度做100%扫查周向的全方位扫查。直探头扫查的同时，并随时观察仪器屏幕的波形变化，对有关显示的信息逐一判断。

4.2.2斜探头扫查主轴的联轴器变径部位、滚筒与主轴连接部位，主轴与电机固定端的变径部位、键槽的根部等未裸露部位采用横波斜探头检测技术，以0.5～1kg的压力、20～50mm/s的速度沿主轴径向100%扫查。

5缺陷定位、定量、评定

5.1缺陷定位

缺陷定位就是根据探伤仪器示波屏上缺陷回波的水平刻度值与扫描速度来对缺陷进行定位。直探头纵波检测时，仪器时基线扫描线按照1︰n的比例调整好以后，从仪器水平刻度上缺陷波的位置，可以直接得到缺陷离探测面的距离。例如：时基线按声程的1︰2比例调节，主轴底波应在10格出现，当在6格处出现缺陷波时，那么该缺陷离开探测面距离为：2×60=120mm。横波斜探头检测主轴时，缺陷位置可由折射角(β)和声程x来确定（极坐标系），也可由缺陷的水平距离L和深度来确定（直角坐标系）。

5.2缺陷的'定量

缺陷的定量是指在检测中测定的缺陷大小、数量、长短、面积等。缺陷定量的准确与否，直接关系到测试成败。只有准确确定缺陷大小才能让矿方及时采取更换或维修等措施，避免出现重大事故及时消除潜在隐患。目前主轴缺陷的定量法当量法和测长法。主轴横向疲劳裂纹深度的测定采用当量法，对裂纹长度的测定采用测长法。当量法在主轴探伤中常用当量试块比较法和底波高度(dB)相对对比法。

5.3缺陷的评定

检测完成后，根据缺陷波长短、数量、波形特征，按照GB/T6402-2008《钢锻件超声检测方法》、JB/T1581-2014《汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤方法》等标准要求给出缺陷准确的评定，矿方才能依据缺陷性质，决定是否需要采取措施来解决存在的缺陷，也可以决定在使用过程中密切关注的缺陷发展程度。总之，超声检测技术可以在不破坏构件的条件下，检测机械主轴结构件的内部缺陷，不但可以进行定性评价，还可以对缺陷的大小和位置等进行定量，并给出评价结果，为煤矿机械设备的正常运行提供可靠的保证，也为煤矿企业的安全生产提供了可靠的保障。