1.一種測量地下空穴的方法,其特征在于,依次包括以下步驟:
a準(zhǔn)備并安裝測量裝置,所述測量裝置包括儲(chǔ)氣罐、空氣壓縮機(jī)、雙翼風(fēng)速表、鉆桿、主管道、第一支路管道和第二支路管道,將所述鉆桿的尾端連接所述雙翼風(fēng)速表,將所述雙翼風(fēng)速表的另一端與所述主管道連接,在所述主管道的末端連接有三通閥,所述三通閥分別與所述第一支管路、第二支管路連接,在所述第一支路管道上安設(shè)第一截止閥和第一壓力表;所述第二支路管道上依次安設(shè)第二截止閥、第二壓力表,將第二支路管道的尾端依次連接空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐;
b根據(jù)流量流速關(guān)系測量地下空穴的體積,若空穴內(nèi)氣體近似真空狀態(tài)的塌陷區(qū),則按照以下子步驟測量:
b1確保測量裝置的氣密性良好,并記錄所述雙翼風(fēng)速表的端面面積;
b2將所述鉆桿的頭部插入測試鉆孔內(nèi),并用封堵膠囊堵住所述測試鉆孔,關(guān)閉第二截止閥,打開第一截止閥,觀察第一壓力表,若第一壓力表的指針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則表明測試鉆孔的另一端存在地下空穴,此時(shí)立即按下雙翼風(fēng)速表的開關(guān),觀察計(jì)數(shù)器,每隔一定時(shí)間記錄風(fēng)速的大小,直到雙翼風(fēng)速表不再轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),再次按下雙翼風(fēng)速表的開關(guān),并關(guān)閉第一截止閥,記錄雙翼風(fēng)速表自轉(zhuǎn)動(dòng)到停止所用的時(shí)間;
c若空穴為含有高壓有害氣體的煤礦采空區(qū),則按照以下子步驟測量:
c1確保測量裝置的氣密性良好,并記錄所述雙翼風(fēng)速表的端面面積;
c2關(guān)將所述鉆桿的頭部插入測試鉆孔內(nèi),并用封堵膠囊堵住所述測試鉆孔,關(guān)閉第一、第二截止閥,并打開排氣閥、空氣壓縮機(jī)的反向開關(guān),通過儲(chǔ)氣罐向測試鉆孔內(nèi)通氣,觀察第二壓力表的指針,待儲(chǔ)氣罐氣體狀態(tài)為真空時(shí),關(guān)閉排氣閥和空氣壓縮機(jī)的反向開關(guān),停止通氣;
c3打開第二截止閥,通過儲(chǔ)氣罐向測試鉆孔內(nèi)通氣,觀察第二壓力表,若表針轉(zhuǎn)動(dòng)說明測試鉆孔的另一側(cè)存在地下空穴,立即按下雙翼風(fēng)速表的開關(guān),觀察計(jì)數(shù)器,每隔一定的時(shí)間記錄風(fēng)速的大小,觀察第二壓力表,當(dāng)指針不再變化時(shí),打開空氣壓縮機(jī)的正向開關(guān),將地下空穴的氣體抽入儲(chǔ)氣罐內(nèi),直到第二壓力表的指針維持在零刻度,儲(chǔ)氣罐停止通氣,關(guān)閉空氣壓縮機(jī)和第二截止閥,并記錄雙翼風(fēng)速表自轉(zhuǎn)動(dòng)到停止所用的時(shí)間;
d計(jì)算,步驟b2和步驟c3記錄到的風(fēng)速大小均假設(shè)最低風(fēng)速為v1,最高風(fēng)速為v2,則按照式(1)取其平均速度
地下空穴的體積V按照式(2)計(jì)算
式(2)中,Q表示風(fēng)流量,S表示雙翼風(fēng)速表的端面面積,t表示雙翼風(fēng)速表自轉(zhuǎn)動(dòng)到停止所用的時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量地下空穴的方法,其特征在于:在所述第二截止閥和第二壓力表之間的第二支路管道上安設(shè)有排氣閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量地下空穴的方法,其特征在于:所述雙翼風(fēng)速表的兩端設(shè)置有法蘭盤,通過兩端的法蘭盤分別與鉆桿、主管道連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量地下空穴的方法,其特征在于:所述雙翼風(fēng)速表由左翼和右翼兩部分組成,其中,左、右翼上各有三個(gè)葉片。