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矿业工程测试技术 Testing Techniques in mining 0 绪论 测试技术是测量技术和试验技术的总称。测试是人类认识客观世界的主要手段，是科学研究的基本方法 测量就是将一个被测量与一个预定标准量进行定量的比较的过程，从而获得被测对象的数值结果 1米是光在真空中于1/299,792,458 s时间间隔内所经路径的长度. 国际千克原器是1889年第一届国际权度大会批准制造的.它是一个高度和直径均为39 mm的，用铂铱合金制成的圆柱体.原型保存在巴黎国际计量局. 1秒是铯—133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间为1 s 测试是具有试验性质的测量，是测量和试验的综合 基本任务: 获取有用的信息 学科：属于信息科学范畴，是信息技术三大支柱(测试控制技术、计算技术、通讯技术)之一，其应用范围十分广泛 0.1 测试技术的工程应用 国民经济各个部门 工程领域— 土木工程、采矿工程、航天航空工程、机械工程、水利电力工程、石化工程和运输工程 科学实验 产品开发 生产监督和控制 质量控制等 0.1.1 在土木工程中应用 建筑工程 道路、桥梁 水利水电工程 基础、边坡、隧道稳定性问题 0.1.2 在工业自动化中的应用 在各种自动控制和生产系统中，测试环节起感官（人的五官）的作用，是其重要组成部分 实例-机械手、机器人-执行 转动/移动位置、力传感器、 视觉（眼） 听觉传感器（耳朵） 触觉、热觉传感器(皮肤） 嗅觉传感器（鼻子） 味觉（舌头） 机械手焊接 机械手喷漆 机器人排雷 机器人火炮 机器人玩具 实例-机械加工过程自动监测 切削力传感器，加工噪声传感器，超声波测距传感器、红外接近开关传感器等 提高生产率、产品质量、降低成本 0.1.3 流程工业设备运行状态监控 在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程，通常建立24小时在线监测系统 石化企业输油管道、储油罐等压力容器的破损和泄露检测 火电厂 水电厂 钢铁厂 石化厂 0.1.4 产品质量检测 在汽车、机床、工程机械等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验 图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量 0.1.5 楼宇控制与安全防护-井下 为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化 如闯入监测、空气监测、温度监测、电梯运行状况 典型楼宇自动化系统。该系统分为：电源管理、安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、水/废水管理和电梯监控 烟雾传感器 亮度传感器 红外人体探测器 实例-火灾感知传感器及玻璃球洒水喷头 烟雾传感器 当发生火灾时，温度升高使玻璃球爆裂，高压自来水自动喷出 烟 0.1.6 家庭与办公自动化 在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用了传感器和测试技术来提高产品性能和质量 全自动洗衣机中的传感器： 衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器，液位传感器，透光率光传感器(洗净度) 电阻湿度传感器(衣物烘干检测) 0.1.7 采矿工程应用 贯穿采矿工程各个阶段—采矿科学研究、设计和生产 内容 矿岩地质性质及物理力学性质实验测量和探测 井巷和采场稳定性监测 安全监测 环境监测 土木-边坡、隧道稳定性问题 采矿-边坡、地下采场、井巷稳定性岩石破碎问题 0.1.7.1 采矿科学研究和设计 矿山工程如巷道、矿柱、矿房、边坡等的稳定性和采场稳定性研究和设计，一般方法： 建立力学模型、进行应力、位移、稳定性、破坏等分析 确定初始地应力场和岩体力学参数、地层水文地质等工程地质特性、必须应用测试技术才能获得这些资料 计算力学模型建立（边界条件）、材料参数确定等 分析结果验证 计算机所提供的结果依赖于向计算机输入的信息：金子— 垃圾 不论是理论分析结果还是数值方法分析结果，只有与实测数据进行对照校验才能促使设计日益成熟与可靠 0.1.7.2 矿山生产阶段监测(控) 矿山工程信息化施工和可变更设计（动态设计）—进行同步监测 目的 验证初步设计参数选择正确性 改进未来的设计 对施工技术优越性和合理性进行评估和改进 典型应用—新奥法(New Austrian tunneling method) 设计理论—粘弹塑性，充分发挥岩土的自身承载能力 开挖—光面爆破以保持原岩固有的承载能力 初期支护—多层喷射砼和锚杆支护技术，使围岩砼和锚杆形成基本稳定的支撑环 二次衬砌—在初期支护变形基本稳定的条件下进行二次衬砌支护，起到提高支护结构安全性作用