[發明專利]一種地下采空區的探測方法及系統

在審

• 申請號: 202011465776.2
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112379403A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 沈永進
• 申請（專利權）人: 北京華暉探測科技股份有限公司
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種地下采空區的探測方法，其特征在于，包括：

選擇發射探頭和接收探頭；

將所述發射探頭放于地面上，以所述發射探頭為坐標原點，建立三維坐標系；

沿所述三維坐標系的y軸正方向敲擊所述發射探頭，在所述發射探頭所在的區域內產生一致的沿y軸方向的振動，生成y軸方向的振動信號，使所述發射探頭激發出沿z軸方向、x軸方向傳播的SH波；

在所述三維坐標系的x軸正方向上間隔布置多個所述接收探頭，每相鄰的兩個所述接收探頭的距離相等，多個所述接收探頭與所述發射探頭位于同一直線上；

多個所述接收探頭接收到所述振動信號后，產生y軸方向上的振動位移；每個所述接收探頭上均設有一個加速度傳感器，所述加速度傳感器用于采集所述接收探頭的所述振動位移，并將所述振動位移轉化為電信號；

將所述電信號傳輸至檢測主機，所述檢測主機對所述電信號進行處理，生成多個接收波形；

對多個所述接收波形進行處理，得到x軸方向的波數頻散曲線；

根據所述波數頻散曲線的形狀確定是否存在采空區，并利用雙曲線和頻率軸的交點計算所述采空區的深度。

2.根據權利要求1所述的地下采空區的探測方法，其特征在于，所述選擇發射探頭和接收探頭，具體包括：

在一個長方形木板的側面上設置一個信號發生器，所述發射探頭包括所述長方形木板和所述信號發生器；

在多個正方形木塊的側面上分別設置一個信號接收器和一個加速度傳感器，所述接收探頭包括所述正方形木塊、所述信號接收器和所述加速度傳感器；

所述長方形木板用于受到敲擊后，帶動所述信號發生器發生振動，所述信號發生器用于產生所述振動信號，并將所述振動信號傳輸至所述信號接收器；

所述正方形木塊用于在所述信號接收器接收到所述振動信號后，帶動所述信號接收器和所述加速度傳感器發生振動，并產生振動位移。

3.根據權利要求2所述的地下采空區的探測方法，其特征在于，所述信號發生器采用粘貼或螺栓固定的方式固定安裝于所述長方形木板的非敲擊側面上；所述信號接收器和所述加速度傳感器采用粘貼或螺栓固定的方式固定安裝于所述正方形木塊的任意側面上。

4.根據權利要求2所述的地下采空區的探測方法，其特征在于，多個所述加速度傳感器、所述信號接收器的安裝朝向對應相同，均為所述正方形木塊朝向所述y軸正方向的側面上，且多個所述加速度傳感器、所述信號接收器在所述側面上的安裝位置對應相同。

5.根據權利要求1所述的地下采空區的探測方法，其特征在于，所述將所述發射探頭放于地面上，以所述發射探頭為坐標原點，建立三維坐標系，具體包括：

將所述發射探頭放置于平整的地面上；

以所述發射探頭為坐標原點，以所述發射探頭垂直地面向下的方向為z軸正方向；

以所述發射探頭到所述接收探頭的連線方向為x軸正方向；

以垂直于xz平面且經過所述坐標原點的直線為y軸，根據右手定則確定y軸正方向，得到三維坐標系。

6.根據權利要求1所述的地下采空區的探測方法，其特征在于，所述將所述電信號傳輸至檢測主機，所述檢測主機對所述電信號進行處理，生成多個接收波形，具體包括：

將所述電信號傳輸至所述檢測主機的接收模塊；

通過所述接收模塊將所述電信號傳送給模擬信號處理模塊；

利用所述模擬信號處理模塊對所述電信號進行放大、濾波，然后將處理后的所述電信號傳輸給AD轉換模塊；

利用所述AD轉換模塊將所述處理后的電信號轉換為數字信號，并將所述數字信號傳輸至計算機處理模塊；

通過所述計算機處理模塊根據所述數字信號生成多個接收波形，并將所述接收波形傳輸至顯示屏顯示。