[发明专利]一种利用流量流速关系测量地下空穴的方法

摘要

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。

主权项

1.一种测量地下空穴的方法，其特征在于，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路管道、第二支路管道连接，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、排气阀、第二压力表、所述的空气压缩机、进气阀和所述的储气罐；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，并打开排气阀和进气阀，打开空气压缩机的反向开关并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、进气阀和空气压缩机的反向开关；c3打开第二截止阀和进气阀，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，关闭进气阀、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；d计算，步骤b2和步骤c3记录到的风速大小均假设最低风速为v₁，最高风速为v₂，则按照式(1)取其平均速度地下空穴的体积V按照式(2)计算式(2)中，Q表示风流量，S表示双翼风速表的端面面积，t表示双翼风速表自转动到停止所用的时间。