[发明专利]一种利用流量流速关系测量地下空穴的方法

说明书

本发明公开了一种利用流量流速关系测量地下空穴的方法，属于地表塌陷勘测技术领域。其克服了现有探测地下空穴测量中所存在的探测范围窄，价格昂贵和使用复杂等缺陷。本发明主要利用流量流速关系来对地下空穴的体积进行测量，通过双翼风速表、空气压缩机、第一压力表、第二压力表等部件之间的配合，得到最低风速、最高风速、双翼风速表自转动到停止所用的时间等数据，进一步通过计算得到地下空穴的体积。本发明方法不同于现有技术中的测量方法，该方法操作简便、适用范围广且结果准确可靠。

技术领域

本发明属于地表塌陷勘测技术领域，具体涉及一种地下空穴的测量方法。

背景技术

近年来，我国经济进入飞速发展时期，在铁路、公路、水利、交通等项目建设取得了很大的进展。但是，地理条件异常复杂多样，这给我们建设施工方面带来了压力和困难，尤其是对于一些地下复杂的不良地质体，比如煤矿采空区、湿陷性黄土塌陷区、岩溶空穴、断层破碎带等，严重影响施工生产进度，造成不必要的经济损失，同时，给施工人员的生命安全造成极大的危害。为了减少经济损失，提高安全生产水平，有必要对这些地下空穴深度和空间大小进行测量，并采取有效措施对这些地下空穴加以填注。

目前，现有技术中地下空穴的测量方法主要有地质钻探法、地质雷达测量法、静力触探法等，然而上述方法存在价格高，仪器使用复杂，维修保养困难等缺点，碰到复杂的地质结构，会存在测量不方便和测量不准确的问题。因此，需要一种价格适中，操作方便，适用范围广的地下空穴的测量方法。

发明内容

本发明的任务在于提供一种利用流量流速关系测量地下空穴的方法，该方法操作简便、适用范围广且结果准确可靠。

其技术解决方案包括：

一种测量地下空穴的方法，依次包括以下步骤：

a准备并安装测量装置，所述测量装置包括储气罐、空气压缩机、双翼风速表、钻杆、主管道、第一支路管道和第二支路管道，将所述钻杆的尾端连接所述双翼风速表，将所述双翼风速表的另一端与所述主管道连接，在所述主管道的末端连接有三通阀，所述三通阀分别与所述第一支管路、第二支管路连接，在所述第一支路管道上安设第一截止阀和第一压力表；所述第二支路管道上依次安设第二截止阀、第二压力表，将第二支路管道的尾端依次连接空气压缩机、储气罐；

b根据流量流速关系测量地下空穴的体积，若空穴内气体近似真空状态的塌陷区，则按照以下子步骤测量：

b1确保测量装置的气密性良好，并记录所述双翼风速表的端面面积；

b2将所述钻杆的头部插入测试钻孔内，并用封堵胶囊堵住所述测试钻孔，关闭第二截止阀，打开第一截止阀，观察第一压力表，若第一压力表的指针发生转动，则表明测试钻孔的另一端存在地下空穴，此时立即按下双翼风速表的开关，观察计数器，每隔一定时间记录风速的大小，直到双翼风速表不再转动时，再次按下双翼风速表的开关，并关闭第一截止阀，记录双翼风速表自转动到停止所用的时间；

c若空穴为含有高压有害气体的煤矿采空区，则按照以下子步骤测量：

c1确保测量装置的气密性良好，并记录所述双翼风速表的端面面积；

c2关将所述钻杆的头部插入测试钻孔内，并用封堵胶囊堵住所述测试钻孔，关闭第一、第二截止阀，并打开排气阀、空气压缩机的反向开关，通过储气罐向测试钻孔内通气，观察第二压力表的指针，待储气罐气体状态为真空时，关闭排气阀和空气压缩机的反向开关，停止通气；

c3打开第二截止阀，通过储气罐向测试钻孔内通气，观察第二压力表，若表针转动说明测试钻孔的另一侧存在地下空穴，立即按下双翼风速表的开关，观察计数器，每隔一定的时间记录风速的大小，观察第二压力表，当指针不再变化时，打开空气压缩机的正向开关，将地下空穴的气体抽入储气罐内，直到第二压力表的指针维持在零刻度，储气罐停止通气，关闭空气压缩机和第二截止阀，并记录双翼风速表自转动到停止所用的时间；