專(zhuān)利名稱(chēng)：利用共振波成像探測(cè)溶洞的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用共振波成像探測(cè)溶洞的裝置，屬于地質(zhì)探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工程勘察中探測(cè)溶洞的方法較多，目前，在現(xiàn)有技術(shù)中往往采用鉆探的方式來(lái)探 測(cè)溶洞，由于溶洞發(fā)育的隨機(jī)性，往往一個(gè)場(chǎng)地打了密密麻麻的鉆孔，但鉆孔與溶洞仍呈 “擦邊球”的狀況，無(wú)法進(jìn)行可靠的探測(cè)。所以現(xiàn)有單純的鉆探方式不能有效地解決溶洞探 測(cè)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種鉆探量少、工作效率高、探測(cè)精度較高的利用共 振波成像探測(cè)溶洞的裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的一種利用共振波成像探測(cè)溶 洞的裝置，包括發(fā)射裝置和接收裝置，發(fā)射裝置采用電火花發(fā)射機(jī)，接收裝置采用地震儀或 聲波儀；電火花發(fā)射機(jī)經(jīng)發(fā)射連接線(xiàn)與發(fā)射探頭連接，地震儀或聲波儀經(jīng)接收連接線(xiàn)與接 收探頭連接；發(fā)射探頭和接收探頭固定在鉆孔孔口處絞車(chē)的鋼絲繩上。前述的裝置中，所述電火花發(fā)射機(jī)與地震儀或聲波儀之間經(jīng)信號(hào)同步連接線(xiàn)連接。前述的裝置中，所述鉆孔孔口處設(shè)有井口滑輪。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型利用地下激發(fā)的地震波或聲波與附近溶洞 產(chǎn)生共振的現(xiàn)象來(lái)探測(cè)鉆孔周邊或孔間的未知溶洞，本實(shí)用新型能充分利用勘探孔，不需 要在溶洞附近密密麻麻的鉆許多孔；工作方式靈活、儀器設(shè)備要求簡(jiǎn)單、異常明顯、資料解 釋方便、效果明顯，是溶洞探測(cè)的一種有效工具，本實(shí)用新型充分開(kāi)發(fā)了工程地震儀和聲波 儀的工作效能。因此，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型不僅具有鉆探量少、工作效 率高、探測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有探測(cè)成本較低、可靠性好、操作使用都方便等優(yōu)點(diǎn)。本 實(shí)用新型的最大探測(cè)范圍可達(dá)孔周十幾米。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)、水利水電、 公路鐵路等領(lǐng)域的巖溶勘探工作。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型跨孔探測(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的標(biāo)記為1-電火花發(fā)射機(jī)，2-地震儀或聲波儀，3-接收探頭，4-發(fā)射探 頭，5-鉸車(chē)，6-井□滑輪，7-發(fā)射連接線(xiàn)，8-信號(hào)同步連接線(xiàn)，9-接收信號(hào)連接線(xiàn)，10-溶 洞。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行任何限制的依據(jù)。實(shí)施例1 本實(shí)用新型的一種利用共振波探測(cè)溶洞的裝置所采用的方法是利用一個(gè)聲波發(fā) 射裝置作為振源向溶洞10周?chē)l(fā)出激發(fā)波，利用激發(fā)波在地下激發(fā)出的地震波或聲波與 附近溶洞產(chǎn)生共振的現(xiàn)象，通過(guò)接收裝置接收共振波，根據(jù)接收到的共振波來(lái)探測(cè)檢測(cè)點(diǎn) 周邊的未知溶洞。所述檢測(cè)點(diǎn)是兩個(gè)以上的鉆孔，鉆孔與鉆孔之間的間距為10 50米，孔 深大于孔距。所述的發(fā)射裝置和接收裝置保持固定高差，在同一個(gè)注滿(mǎn)水的垂直鉆孔中自 上而下或自下而上依次激發(fā)和接收，得到一個(gè)以孔深為縱軸、以波動(dòng)時(shí)間為橫軸的波動(dòng)陣 列圖，稱(chēng)為單孔探測(cè)；單孔探測(cè)時(shí)，至少需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)鉆孔，以獲得兩個(gè)以上的波動(dòng)陣列圖。 通過(guò)對(duì)所述的兩個(gè)以上波動(dòng)陣列圖中共振波的起振時(shí)間和圍巖波速計(jì)算溶洞至鉆孔的距 離，采用立體時(shí)間交匯法確定溶洞的方位，并繪出溶洞的立體圖。在本例中，用于上述方法的本實(shí)用新型的一種利用共振波探測(cè)溶洞的裝置結(jié)構(gòu)示 意圖如圖1所示，該裝置包括發(fā)射裝置和接收裝置，發(fā)射裝置采用電火花發(fā)射機(jī)1，接收裝 置采用地震儀或聲波儀2 ；電火花發(fā)射機(jī)1經(jīng)發(fā)射連接線(xiàn)7與發(fā)射探頭4連接，地震儀或聲 波儀2經(jīng)接收連接線(xiàn)9與接收探頭3連接；發(fā)射探頭4和接收探頭3固定在鉆孔孔口處絞 車(chē)5的鋼絲繩上。所述電火花發(fā)射機(jī)1與地震儀或聲波儀2之間經(jīng)信號(hào)同步連接線(xiàn)8連接 所述鉆孔孔口處設(shè)有井口滑輪6。實(shí)施例2:本實(shí)用新型的一種利用共振波探測(cè)溶洞的裝置所采用的方法是利用一個(gè)聲波發(fā) 射裝置作為振源向溶洞10周?chē)l(fā)出激發(fā)波，利用激發(fā)波在地下激發(fā)出的地震波或聲波與 附近溶洞產(chǎn)生共振的現(xiàn)象，通過(guò)接收裝置接收共振波，根據(jù)接收到的共振波來(lái)探測(cè)檢測(cè)點(diǎn) 周邊的未知溶洞。所述檢測(cè)點(diǎn)是兩個(gè)以上的鉆孔，鉆孔與鉆孔之間的間距為10 50米，孔 深大于孔距。所述的發(fā)射裝置和接收裝置保持固定高差，分別放入兩個(gè)注滿(mǎn)水的垂直鉆孔 中自上而下或自下而上依次激發(fā)和接收，得到以孔深為縱軸、以波動(dòng)時(shí)間為橫軸的波動(dòng)陣 列圖，稱(chēng)為跨孔探測(cè)?？缈滋綔y(cè)可采用水平同步和兩個(gè)交叉斜同步的方式獲得3個(gè)波動(dòng)陣 列圖。通過(guò)對(duì)兩個(gè)以上波動(dòng)陣列圖中共振波的起振時(shí)間和圍巖波速計(jì)算溶洞至鉆孔的距 離，采用立體時(shí)間交匯法確定溶洞的方位，并繪出溶洞的立體圖。在本例中，用于上述方法的本實(shí)用新型的一種利用共振波探測(cè)溶洞的裝置結(jié)構(gòu)示 意圖如圖2所示，該裝置包括發(fā)射裝置和接收裝置，發(fā)射裝置采用電火花發(fā)射機(jī)1，接收裝 置采用地震儀或聲波儀2 ；電火花發(fā)射機(jī)1經(jīng)發(fā)射連接線(xiàn)7與發(fā)射探頭4連接，地震儀或聲 波儀2經(jīng)接收連接線(xiàn)9與接收探頭3連接；發(fā)射探頭4和接收探頭3固定在鉆孔孔口處絞 車(chē)5的鋼絲繩上。所述電火花發(fā)射機(jī)1與地震儀或聲波儀2之間經(jīng)信號(hào)同步連接線(xiàn)8連接 所述鉆孔孔口處設(shè)有井口滑輪6。本實(shí)用新型利用地震波或聲波與鉆孔附近溶洞產(chǎn)生共振的現(xiàn)象和特性來(lái)探測(cè)孔 周或孔間溶洞。其發(fā)射裝置使用傳統(tǒng)的電火花發(fā)射機(jī)，接收裝置使用現(xiàn)有的地震儀或聲波 儀，在具體實(shí)施之前，按共振波探測(cè)法要求選擇或改造地震儀(或聲波儀)和電火花儀的性 能至一致。單孔探測(cè)時(shí)，將發(fā)射和接收探頭保持固定距離放置在注滿(mǎn)水的孔中，從孔底至孔 口或從孔口至孔底依次激發(fā)和接收，形成以孔深為縱軸、以波動(dòng)時(shí)間為橫軸的波動(dòng)陣列圖， 通過(guò)識(shí)別陣列圖中是否有共振波及共振波在陣列圖中的深度范圍來(lái)判斷孔周是否存在溶洞、溶洞深度范圍，通過(guò)陣列圖中共振波的起振時(shí)間和圍巖波速計(jì)算溶洞至鉆孔的距離，可 利用多個(gè)相鄰鉆孔采用立體時(shí)間交繪法確定溶洞的方位?？缈滋綔y(cè)時(shí)，將發(fā)射和接收保持 相對(duì)固定高差不變，從孔口至孔底或孔底至孔口依次觀測(cè)，可采用水平同步、兩個(gè)交叉斜同 步的方式測(cè)量，形成3個(gè)波動(dòng)陣列圖，通過(guò)共振波在3個(gè)陣列圖中的位置進(jìn)行平面交繪法 確定溶洞的位置。本實(shí)用新型所用儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)易于操作、異常識(shí)別解釋直觀、工作 效率高，適用范圍廣。本實(shí)用新型的最大探測(cè)范圍可達(dá)孔周十幾米?？蓮V泛應(yīng)用于城市建 設(shè)、水利水電、公路鐵路等領(lǐng)域的巖溶勘探工作。
權(quán)利要求1.一種利用共振波成像探測(cè)溶洞的裝置，包括發(fā)射裝置和接收裝置，其特征在于發(fā) 射裝置采用電火花發(fā)射機(jī)(1)，接收裝置采用地震儀或聲波儀(2 )；電火花發(fā)射機(jī)(1)經(jīng)發(fā) 射連接線(xiàn)(7 )與發(fā)射探頭(4 )連接，地震儀或聲波儀(2 )經(jīng)接收連接線(xiàn)(9 )與接收探頭(3 ) 連接；發(fā)射探頭(4)和接收探頭(3)固定在鉆孔孔口處絞車(chē)(5)的鋼絲繩上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用共振波成像探測(cè)溶洞的裝置，其特征在于所述電火花 發(fā)射機(jī)(1)與地震儀或聲波儀(2)之間經(jīng)信號(hào)同步連接線(xiàn)(8)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用共振波成像探測(cè)溶洞的裝置，其特征在于所述鉆孔孔口 處設(shè)有井口滑輪(6)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種利用共振波成像探測(cè)溶洞的裝置，包括發(fā)射裝置和接收裝置，發(fā)射裝置采用電火花發(fā)射機(jī)，接收裝置采用地震儀或聲波儀；電火花發(fā)射機(jī)經(jīng)發(fā)射連接線(xiàn)與發(fā)射探頭連接，地震儀或聲波儀經(jīng)接收連接線(xiàn)與接收探頭連接；發(fā)射探頭和接收探頭固定在鉆孔孔口處絞車(chē)的鋼絲繩上。本實(shí)用新型充分開(kāi)發(fā)了現(xiàn)有的工程地震儀和聲波儀的工作效能。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)易于操作、異常識(shí)別解釋直觀、工作效率高，適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。其最大探測(cè)范圍可達(dá)孔周十幾米?？蓮V泛應(yīng)用于城市建設(shè)、水利水電、公路鐵路等領(lǐng)域的巖溶勘探工作。
文檔編號(hào)G01H13/00GK201886155SQ20102064796
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者王波 申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院