[发明专利]溶洞形态勘探方法及装置

说明书

本发明公开了一种溶洞形态勘探方法及装置，其中方法包括S1.在潜孔锤上套设喷射热蒸汽的喷气组件；S2.潜孔锤进行钻孔，喷气组件向钻孔的孔壁喷射热蒸汽；S3.采用红外线温度探测法探测溶洞形态；该装置原理基于方法进行设置，包括用于红外线温度探测的红外探测器、套设在潜孔锤上用于喷射热蒸汽的喷气组件、设置在潜孔锤上的水位传感器，水位传感器与喷气组件、红外探测器相配合，当水位传感器检测到钻孔内的水位低于阈值时，发送启动信号给喷气组件和红外探测器，喷气组件喷射热蒸汽，红外探测器开启红外温度探测并记录数据。本发明相比现有技术能够快速探测溶洞的形态。

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，具体为一种溶洞形态勘探方法及装置。

背景技术

岩溶又称为喀斯特地貌，是水流对碳酸盐岩等可溶性岩石的化学及物理作用所产生的地质现象，是溶沟、溶隙、溶洞、暗河等一系列现象的统称。我国碳酸盐岩层分布十分广泛，裸露于地表的碳酸盐岩面积有203万km2，加上覆盖和埋藏于地下的碳酸盐岩，岩溶分布总面积达363万多km2，约占整个国土面积的1/3，主要分布在长江流域一带及西南片区。岩溶作用将使岩体结构及表观发生显著变化，改变了岩体周围的应力状态，严重破坏了岩体的完整性，大大降低了岩土体的强度和稳定性。

溶洞是岩溶现象主要表现之一，随着国家对基础设施建设深入推进，岩溶发育地区各类工程建设项目越来越多，然而由于水对可溶性岩石综合作用的复杂性，岩溶发育的影响因素繁杂众多，溶洞大小相差悬殊，形状千变万化，其断面形态极不规则很不具规律性。

中国专利申请号为CN202010954535.8的发明专利，公开了一种空洞探测装置、探测方法及液气存储方法，其采用注气和抽气的方式，结合弹性记忆气囊来记录溶洞的体积，但是这种方案只能记录体积，并不能探测溶洞的形态。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种溶洞形态勘探方法，能够探测溶洞的形态。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种溶洞形态勘探方法，该方法包括如下步骤：

S1.在潜孔锤上套设喷射热蒸汽的喷气组件；

S2.潜孔锤进行钻孔，喷气组件向钻孔的孔壁喷射热蒸汽；

S3.采用红外线温度探测法探测溶洞形态。

作为本发明的进一步改进，S2中，潜孔锤钻孔同时向钻孔中倒水并持续补充水量。

作为本发明的进一步改进，在潜孔锤上设置水位传感器，当水位传感器检测到水位下降到阈值时，喷气组件喷射热蒸汽。

作为本发明的进一步改进，还包括

S4.根据溶洞形态判断是否需要体积检测；

S5.需要体积检测，则向钻孔注水并记录注水体积，直至水位传感器检测到水位到达阈值，获得溶洞体积。

一种溶洞形态勘探装置，包括用于红外线温度探测的红外探测器、套设在潜孔锤上用于喷射热蒸汽的喷气组件、设置在潜孔锤上的水位传感器，所述水位传感器与喷气组件、红外探测器相配合，当水位传感器检测到钻孔内的水位低于阈值时，发送启动信号给喷气组件和红外探测器，所述喷气组件喷射热蒸汽，所述红外探测器开启红外温度探测并记录数据。

作为本发明的进一步改进，所述喷气组件包括用于与潜孔锤套接的壳体、均设置在壳体内的加热器、储水器、喷射器、增压器，所述壳体呈环形，套接在潜孔锤的连杆上，所述增压器与加热器连接，以获取加热器内的蒸汽；所述加热器与储水器连接，以获取储水器的水并加热；所述喷射器的一端与壳体连接，穿透壳体用于出气，另一端与潜孔锤的连杆连通，以获取潜孔锤内连向外部的空气；所述增压器还具有一个与喷射器连接的电控阀，所述增压器通过电控阀与喷射器连接，所述电控阀与水位传感器联动。