[发明专利]一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法

说明书

本申请是发明名称为用于探测巷道围岩地质的勘探支架、勘探装置和勘探方法，申请号为201510608717.9(申请日2015年09月21日)的分案申请。

技术领域

本发明涉及巷道围岩勘探领域，尤其涉及的是一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法。

背景技术

巷道围岩是一个极其复杂的地质体，岩层复杂多变，存在断层、褶曲等各种复杂的地质构造，一切与围岩有关的工作，如工作面开采、巷道布置、巷道支护设计等，都离不开对区域内围岩地质特征的充分了解。探地雷达系统将高频(100～1000MHz或更高)电磁波以宽频带脉冲形式由发射天线向被探测物发射，根据反射波信号的时延形状及频谱特性等参数，可以解译出目标深度、介质结构及性质，在数据处理的基础上，应用数字图像的恢复与重建技术，对探测目标进行成像处理，以期达到对探测目标真实和直观的再现。

根据电磁波在地下介质的传播规律，在区域内通过多次布点，探地雷达可以对区域内岩层、空洞、断层、地质结构、地下水以及地下矿藏等目标进行查找和描述，对区域内的巷道围岩地质变化形初步的认知，合理的划分区域内巷道围岩的类型，着重注意对地质异常区域的处理，指导矿井的绿色安全高效开采。目前区域内巷道围岩地质变化的探地雷达勘探装置，存在以下不足：现有的勘探装置，一般采用人工推拉，劳动强度大，费力；此外，没有充分考虑连续探测过程中巷道断面的变化，勘探过程不稳定，无法对巷道断面进行连续精确勘探；现有的勘探操作中，测线布置少，无法对巷道断面探测结果进行精确定位；通过现有的勘探装置勘探巷道围岩，无法形成区域内准确有效的巷道围岩三维地质变化图。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，可对巷道断面进行连续精确勘探。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有绘制巷道围岩三维地质变化图的勘探方法，包括如下步骤：

(S1)、对待观测的巷道围岩，布置测线，并对巷道围岩的断面测线和巷道轴向测线进行标识；

(S2)、组装用于探测巷道围岩地质的勘探装置；

(S3)、利用勘探装置勘探巷道断面形状和断面面积在连续观测过程的改变：根据方位指针在角度刻度盘上的转动角度，手动旋转转轴，每旋转一次角度，利用激光测距仪测量转轴中心到巷壁的距离，并记录数据，直至完成整个巷道断面的观测，后推动勘探装置到下一个观测线，根据记录的数据和几何关系，利用绘图软件绘制三维图，确定测线巷道断面形状和巷道断面面积的变化；

(S4)、观测巷道断面内任意位置的地质变化：推动勘探装置于测量位置，将固定钢钎对应插入第一固定孔内，固定勘探装置的相对位置，根据激光测距仪观测得到的距离，调整缠线轮，促使在距离最大处收发天线紧贴巷壁；控制电机使固定杆在巷道断面内匀速旋转，并记录旋转时间，根据LTD探地雷达获取的数据图像上的距离与中心轴的旋转角度存在的线性关系，利用绘图软件绘制的三维图，将探测结果在图纸上进行精确定位；

(S5)、观测巷道轴向的地质变化，探测定位：调整缠线轮保证在距离最大处，使得收发天线紧贴巷壁，将转轴固定在设定的角度，通过滚轮滚动移动支架，匀速推动整个勘探装置，将探测结果在图纸上进行定位；

(S6)、绘制区域内有效的巷道围岩三维地质变化图：沿着巷道断面测线和巷道轴向测线对区域内巷道围岩地质变化进行密集观测，将探测结果在图纸上进行定位，形成区域内的巷道围岩三维地质变化图。

作为上述方案的进一步优化，所述勘探装置包括激光测距仪(6)、LTD探地雷达和勘探支架，所述LTD探地雷达包括收发天线(7)和便携式主机(10)，所述收发天线(7)设于径向旋转支架的上端，所述激光测距仪(6)设于轴向旋转支架的转轴(2)上，所述激光测距仪(6)通过可旋转的转轴(2)测量转轴中心到巷壁的距离，所述便携式主机(10)与收发天线(7)电性连接，所述收发天线(7)通过可伸缩的径向旋转支架紧贴巷壁进行探测。

作为上述方案的进一步优化，伸缩杆(62)的杆头部设有可旋转固定托盘(8)，所述可旋转固定托盘(8)与伸缩杆(62)构成转动配合；所述收发天线(7)固定在可旋转固定托盘(8)上。