[發(fā)明專利]一種具備探測巷道斷面變化且定位探測結(jié)果的勘探方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710172583.X
• 申請日: 2015-09-21
• 公開（公告）號: CN107238865A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王超;張亞飛;彭瑞;劉曉萌
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 溫州市品創(chuàng)專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙)33247
• 代理人: 程春生

本申請是發(fā)明名稱為用于探測巷道圍巖地質(zhì)的勘探支架、勘探裝置和勘探方法，申請?zhí)枮?01510608717.9(申請日2015年09月21日)的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巷道圍巖勘探領(lǐng)域，尤其涉及的是一種具備探測巷道斷面變化且定位探測結(jié)果的勘探方法。

背景技術(shù)

巷道圍巖是一個(gè)極其復(fù)雜的地質(zhì)體，巖層復(fù)雜多變，存在斷層、褶曲等各種復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，一切與圍巖有關(guān)的工作，如工作面開采、巷道布置、巷道支護(hù)設(shè)計(jì)等，都離不開對區(qū)域內(nèi)圍巖地質(zhì)特征的充分了解。探地雷達(dá)系統(tǒng)將高頻(100～1000MHz或更高)電磁波以寬頻帶脈沖形式由發(fā)射天線向被探測物發(fā)射，根據(jù)反射波信號的時(shí)延形狀及頻譜特性等參數(shù)，可以解譯出目標(biāo)深度、介質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，在數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)字圖像的恢復(fù)與重建技術(shù)，對探測目標(biāo)進(jìn)行成像處理，以期達(dá)到對探測目標(biāo)真實(shí)和直觀的再現(xiàn)。

根據(jù)電磁波在地下介質(zhì)的傳播規(guī)律，在區(qū)域內(nèi)通過多次布點(diǎn)，探地雷達(dá)可以對區(qū)域內(nèi)巖層、空洞、斷層、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水以及地下礦藏等目標(biāo)進(jìn)行查找和描述，對區(qū)域內(nèi)的巷道圍巖地質(zhì)變化形初步的認(rèn)知，合理的劃分區(qū)域內(nèi)巷道圍巖的類型，著重注意對地質(zhì)異常區(qū)域的處理，指導(dǎo)礦井的綠色安全高效開采。目前區(qū)域內(nèi)巷道圍巖地質(zhì)變化的探地雷達(dá)勘探裝置，存在以下不足：現(xiàn)有的勘探裝置，一般采用人工推拉，勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)力；此外，沒有充分考慮連續(xù)探測過程中巷道斷面的變化，勘探過程不穩(wěn)定，無法對巷道斷面進(jìn)行連續(xù)精確勘探；現(xiàn)有的勘探操作中，測線布置少，無法對巷道斷面探測結(jié)果進(jìn)行精確定位；通過現(xiàn)有的勘探裝置勘探巷道圍巖，無法形成區(qū)域內(nèi)準(zhǔn)確有效的巷道圍巖三維地質(zhì)變化圖。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種具備探測巷道斷面變化且定位探測結(jié)果的勘探方法，可對巷道斷面進(jìn)行連續(xù)精確勘探。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種具備探測巷道斷面變化且定位探測結(jié)果的勘探方法，包括如下步驟：

(S1)、對待觀測的巷道圍巖，布置測線，并對巷道圍巖的斷面測線和巷道軸向測線進(jìn)行標(biāo)識；

(S2)、組裝用于探測巷道圍巖地質(zhì)的勘探裝置；

(S3)、利用勘探裝置勘探巷道斷面形狀和斷面面積在連續(xù)觀測過程的改變：根據(jù)方位指針在角度刻度盤上的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸，每旋轉(zhuǎn)一次角度，利用激光測距儀測量轉(zhuǎn)軸中心到巷壁的距離，并記錄數(shù)據(jù)，直至完成整個(gè)巷道斷面的觀測，后推動(dòng)勘探裝置到下一個(gè)觀測線，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)和幾何關(guān)系，利用繪圖軟件繪制三維圖，確定測線巷巷道斷面形狀和斷面面積的變化；

勘探裝置，包括激光測距儀、LTD探地雷達(dá)和勘探支架，所述LTD探地雷達(dá)包括收發(fā)天線和便攜式主機(jī)，所述收發(fā)天線設(shè)于徑向旋轉(zhuǎn)支架的上端，所述激光測距儀設(shè)于軸向旋轉(zhuǎn)支架的轉(zhuǎn)軸上，所述激光測距儀通過可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸測量轉(zhuǎn)軸中心到巷壁的距離，所述便攜式主機(jī)與收發(fā)天線電性連接，所述收發(fā)天線通過可伸縮的徑向旋轉(zhuǎn)支架緊貼巷壁進(jìn)行探測；伸縮桿的桿頭部設(shè)有可旋轉(zhuǎn)固定托盤，所述可旋轉(zhuǎn)固定托盤與伸縮桿構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)配合；所述收發(fā)天線固定在可旋轉(zhuǎn)固定托盤上。

(S4)、觀測巷道斷面內(nèi)任意位置的地質(zhì)變化：推動(dòng)勘探裝置于測量位置，將固定鋼釬對應(yīng)插入第一固定孔內(nèi)，固定勘探裝置的相對位置，根據(jù)激光測距儀觀測得到的距離，調(diào)整纏線輪，促使在距離最大處收發(fā)天線緊貼巷壁；控制電機(jī)使固定桿在巷道斷面內(nèi)勻速旋轉(zhuǎn)，并記錄旋轉(zhuǎn)時(shí)間，根據(jù)LTD探地雷達(dá)獲取的數(shù)據(jù)圖像上的距離與中心軸的旋轉(zhuǎn)角度存在的線性關(guān)系，利用繪圖軟件繪制的三維圖，將探測結(jié)果在圖紙上進(jìn)行精確定位；

(S5)、觀測巷道軸向的地質(zhì)變化，探測定位：調(diào)整纏線輪保證在距離最大處，使得收發(fā)天線緊貼巷壁，將轉(zhuǎn)軸固定在設(shè)定的角度，通過滾輪滾動(dòng)移動(dòng)支架，勻速推動(dòng)整個(gè)勘探裝置，將探測結(jié)果在圖紙上進(jìn)行定位；

(S6)、繪制區(qū)域內(nèi)有效的巷道圍巖三維地質(zhì)變化圖：沿著巷道斷面測線和巷道軸向測線對區(qū)域內(nèi)巷道圍巖地質(zhì)變化進(jìn)行密集觀測，將探測結(jié)果在圖紙上進(jìn)行定位，形成區(qū)域內(nèi)的巷道圍巖三維地質(zhì)變化圖。

作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，勘探支架包括移動(dòng)支架、軸向旋轉(zhuǎn)支架、徑向旋轉(zhuǎn)支架和驅(qū)動(dòng)裝置，所述軸向旋轉(zhuǎn)支架架設(shè)于所述移動(dòng)支架上，且與所述移動(dòng)支架構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述徑向旋轉(zhuǎn)支架與所述軸向旋轉(zhuǎn)支架成十字交叉，所述徑向旋轉(zhuǎn)支架沿其自身軸向可伸縮；所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述軸向旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)，且?guī)?dòng)所述徑向旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)。