[发明专利]一种探测深部采空区体积的方法

说明书

本发明公开了一种探测深部采空区体积的方法，对施工区域进行地球物理勘探，划定采空区的初步范围；根据物理勘探结果，对地下存在有采空区的地表进行若干钻孔处理，分为注入端口和扩散端口，并对所有端口下放收集装置，记录收集装置的体积；通过注入端口向采空区内部注入气体，并在扩散端口测定气体密度，当扩散端口气体密度突然增大并趋于稳定时，停止气体注入；继续在扩散端口测定气体密度，当气体密度稳定时，密封所有扩散端口，记录密度；重新通过注入端口向采空区内注入一定质量的气体；气体注入完成后，密封注入端口，待采空区内部气体充分扩散后，在扩散端口测定气体密度，记录密度；根据测得的参数进行计算，获得深部采空区的体积。

技术领域

本发明涉及一种探测深部采空区体积的方法。

背景技术

随着社会的不断发展，土地资源愈发紧张，越来越多的采空区土地被利用起来。采空区的存在严重影响了地表建筑物的稳定性，其不均匀沉降作用极易导致地表建筑物发生倾斜、局部开裂甚至垮塌，造成无法挽回的后果。当今建筑设计会针对地下采空区进行地质资料分析，并制定解决方案。但由于多数工区地质资料的不足或缺失，无法有效获得地下采空区，尤其是深部采空区的体积，影响了采空区的充填，对地表建筑物带来极大的隐患。因此，对地下采空区进行探测是十分有必要的。

地下不仅存在有100m以下的浅部采空区，同样存在有100m以上甚至200m以上的深部采空区，所有深度范围的采空区对地表建筑物的安全均存在巨大威胁。目前采空区的体积探测主要是100m以下的深度范围，而针对100m以上的采空区，以现有的方法和设备都只能确认其大体位置，无法实现深部采空区的体积探测，这对深部采空区的充填带来很大的不方便，易造成充填不完整或材料的浪费，进而影响建筑物的稳定性及施工进度。但如果能实现对深部采空区体积的探测，便可精确的制定充填方案，既能确保地表建筑物的安全，又能提高施工效率。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种探测深部采空区体积的方法，本发明能够实现地下采空区，尤其是大于100m的深部采空区的探测，精确获得采空区的体积，进而准确制定充填量，提高了施工效率，间接保证了地表建筑物的稳定及安全。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种探测深部采空区体积的方法，包括以下步骤：

(1)对施工区域进行地球物理勘探，划定采空区的初步范围；

(2)根据物理勘探结果，对地下存在有采空区的地表进行若干钻孔处理，分为注入端口和扩散端口，并对所有端口下放收集装置，记录收集装置的体积；

(3)通过注入端口向采空区内部注入气体，并在扩散端口测定气体密度，当扩散端口气体密度突然增大并趋于稳定时，停止气体注入；

(4)继续在扩散端口测定气体密度，当气体密度稳定时，密封所有扩散端口，记录密度；

(5)重新通过注入端口向采空区内注入一定质量的气体，记录注入气体的质量；

(6)气体注入完成后，密封注入端口，待采空区内部气体充分扩散后，在扩散端口测定气体密度，记录密度；

(7)根据测得的参数进行计算，获得深部采空区的体积。

所述步骤(1)中，物探方法采用高密度电法以及瞬变电磁法，划定出采空区的大体范围。

所述步骤(2)中，至少1个注入端口及1个扩散端口。

所述步骤(2)中，注入端口及扩散端口置于采空区范围的两端，且两种端口的连线长度达到采空区长度的3/4，保证采空区内原有气体的挤压排出及输入氮气的充分扩散。

优选的，收集装置为护筒，护筒的材料选用PVC管，有效防止钻孔塌孔和氮气流失。