[發明專利]用超聲波探測礦井采空區頂底板深部巖層裂隙的方法

在審

• 申請號: 201410547097.8
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104391042A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 寧建國;王俊;李學慧;劉學生;田成林
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

1.一種用超聲波探測礦井采空區頂底板深部巖層裂隙的方法，其特征在于，

第一步：向采空區頂、底板鉆孔

工作面回采前，在工作面附近的巷道中，利用地質鉆機或坑道鉆機向頂、底板鉆取鉆孔，成孔后充水清孔；

第二步：組裝與布置超聲波式探測儀

超聲波式探測儀由超聲波式探測桿、超聲波控制主機、連接桿、通信電纜和調壓注水裝置構成；所謂超聲波式探測桿是一根無縫式隔音桿，桿長2m，距隔音桿的上端頭10cm處固定有發射換能器，距隔音桿的下端頭10cm處固定有接收換能器，在隔音桿的下端頭為帶有螺紋的連接頭，通過連接頭可與連接桿連接；所謂的連接桿由多節無縫式空心桿連接而成，空心桿一端設有螺母，另一端設有螺柱，從而使多節無縫式空心桿相互連接；超聲波控制主機通過通信電纜與發射換能器和接收換能器連接，以控制超聲波的激發、接收和記錄超聲波傳播時間；所謂的控壓注水裝置是由調壓注水控制臺、膠囊注水管和注水封孔器構成，其中調壓注水控制臺設有水壓表和注水調壓閥門；

把超聲波式探測桿置于鉆孔內，接上連接桿，同時把注水管穿過注水封孔器進入鉆孔內，隨后推動注水封孔器進入鉆孔進行封孔；

第三步：用超聲波式探測桿分段探測鉆孔的超聲波傳播時間T

首先，把超聲波式探測桿在鉆孔內推進2m；操作調壓注水裝置，高壓水通過膠囊注水管向鉆孔注水，并且實時注水以保持水壓基本穩定；打開超聲波控制主機，激發探測桿中發射換能器產生超聲波，超聲波沿著鉆孔壁傳播，超聲波控制主機中計時器開始計時，待接收換能器接收到超聲波后，計時器停止計時，此時超聲波控制主機顯示超聲波傳播時間T；

記錄完成后，把超聲波式探測桿推進2m，重復上述操作步驟，循環進行，直至整個鉆孔探測結束；

第四步：待工作面回采后，利用原有鉆孔按照上述方法重新分段探測鉆孔的超聲波傳播時間T；

第五步：探測數據分析

根據工作面回采前、后分段探測的時間T和發射、接受換能器的距離l，分別計算超聲波在鉆孔中的傳播速度V：

V=lT]]>

再分別以傳播速度V為Y軸，以鉆孔深度L為X軸，繪制工作面回采前、后頂底板V-L曲線圖；

對比工作面回采前、后V-L曲線圖變化規律，得出工作面頂底板裂隙發育規律。