[發明專利]一種利用流量流速關系測量地下空穴的方法

有效

• 申請號: 201611120490.4
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106643958B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 劉偉韜;李強
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01F17/00
• 分類號: G01F17/00;G01V9/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 張紅鳳

本發明公開了一種利用流量流速關系測量地下空穴的方法，屬于地表塌陷勘測技術領域。其克服了現有探測地下空穴測量中所存在的探測范圍窄，價格昂貴和使用復雜等缺陷。本發明主要利用流量流速關系來對地下空穴的體積進行測量，通過雙翼風速表、空氣壓縮機、第一壓力表、第二壓力表等部件之間的配合，得到最低風速、最高風速、雙翼風速表自轉動到停止所用的時間等數據，進一步通過計算得到地下空穴的體積。本發明方法不同于現有技術中的測量方法，該方法操作簡便、適用范圍廣且結果準確可靠。

技術領域

本發明屬于地表塌陷勘測技術領域，具體涉及一種地下空穴的測量方法。

背景技術

近年來，我國經濟進入飛速發展時期，在鐵路、公路、水利、交通等項目建設取得了很大的進展。但是，地理條件異常復雜多樣，這給我們建設施工方面帶來了壓力和困難，尤其是對于一些地下復雜的不良地質體，比如煤礦采空區、濕陷性黃土塌陷區、巖溶空穴、斷層破碎帶等，嚴重影響施工生產進度，造成不必要的經濟損失，同時，給施工人員的生命安全造成極大的危害。為了減少經濟損失，提高安全生產水平，有必要對這些地下空穴深度和空間大小進行測量，并采取有效措施對這些地下空穴加以填注。

目前，現有技術中地下空穴的測量方法主要有地質鉆探法、地質雷達測量法、靜力觸探法等，然而上述方法存在價格高，儀器使用復雜，維修保養困難等缺點，碰到復雜的地質結構，會存在測量不方便和測量不準確的問題。因此，需要一種價格適中，操作方便，適用范圍廣的地下空穴的測量方法。

發明內容

本發明的任務在于提供一種利用流量流速關系測量地下空穴的方法，該方法操作簡便、適用范圍廣且結果準確可靠。

其技術解決方案包括：

一種測量地下空穴的方法，依次包括以下步驟：

a準備并安裝測量裝置，所述測量裝置包括儲氣罐、空氣壓縮機、雙翼風速表、鉆桿、主管道、第一支路管道和第二支路管道，將所述鉆桿的尾端連接所述雙翼風速表，將所述雙翼風速表的另一端與所述主管道連接，在所述主管道的末端連接有三通閥，所述三通閥分別與所述第一支管路、第二支管路連接，在所述第一支路管道上安設第一截止閥和第一壓力表；所述第二支路管道上依次安設第二截止閥、第二壓力表，將第二支路管道的尾端依次連接空氣壓縮機、儲氣罐；

b根據流量流速關系測量地下空穴的體積，若空穴內氣體近似真空狀態的塌陷區，則按照以下子步驟測量：

b1確保測量裝置的氣密性良好，并記錄所述雙翼風速表的端面面積；

b2將所述鉆桿的頭部插入測試鉆孔內，并用封堵膠囊堵住所述測試鉆孔，關閉第二截止閥，打開第一截止閥，觀察第一壓力表，若第一壓力表的指針發生轉動，則表明測試鉆孔的另一端存在地下空穴，此時立即按下雙翼風速表的開關，觀察計數器，每隔一定時間記錄風速的大小，直到雙翼風速表不再轉動時，再次按下雙翼風速表的開關，并關閉第一截止閥，記錄雙翼風速表自轉動到停止所用的時間；

c若空穴為含有高壓有害氣體的煤礦采空區，則按照以下子步驟測量：

c1確保測量裝置的氣密性良好，并記錄所述雙翼風速表的端面面積；

c2關將所述鉆桿的頭部插入測試鉆孔內，并用封堵膠囊堵住所述測試鉆孔，關閉第一、第二截止閥，并打開排氣閥、空氣壓縮機的反向開關，通過儲氣罐向測試鉆孔內通氣，觀察第二壓力表的指針，待儲氣罐氣體狀態為真空時，關閉排氣閥和空氣壓縮機的反向開關，停止通氣；

c3打開第二截止閥，通過儲氣罐向測試鉆孔內通氣，觀察第二壓力表，若表針轉動說明測試鉆孔的另一側存在地下空穴，立即按下雙翼風速表的開關，觀察計數器，每隔一定的時間記錄風速的大小，觀察第二壓力表，當指針不再變化時，打開空氣壓縮機的正向開關，將地下空穴的氣體抽入儲氣罐內，直到第二壓力表的指針維持在零刻度，儲氣罐停止通氣，關閉空氣壓縮機和第二截止閥，并記錄雙翼風速表自轉動到停止所用的時間；