一種采用壓縮空氣檢測地下空穴的裝置及檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于地表塌陷治理技術領域，涉及一種采用壓縮空氣檢測地下空穴的裝置 及檢測方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，由于地下礦藏被頻繁開采，造成被開采的地下存在空穴。這些空穴會在大 雨沖刷或地殼運動時在所處地表發生坍塌，致使周圍廠房和居民住戶憂心忡忡。較為嚴重 時，會直接破壞地表上面的房屋或廠房機器設備的正常運營，已經發生的由于地表坍塌而 造成居民房屋在暴雨后隨之坍陷的事例時有發生。為了維護居民住房和安全生產，有必要 對地下空穴的深度和空間的大小進行檢測，并采取有效措施對空穴加以填注。
[0003] 目前，地下空穴的監測方法主要有地質雷達測量法、光導纖維測量法等等，然而存 在價格高，儀器使用維護復雜等缺點，碰到復雜構造的地表結構，會存在測不準的問題。因 此，亟需一種能夠監測地下空穴的位置和大小且性價比具有優勢的測量儀器。
【發明內容】
[0004] 為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種采用壓縮空氣檢 測地下空穴的裝置及檢測方法，該裝置結構設計合理，簡單緊湊，節能環保；該檢測方法操 作簡便、結果可靠。
[0005] 本發明是通過以下技術方案來實現：
[0006] 本發明公開了一種采用壓縮空氣檢測地下空穴的裝置，包括風、空壓機、儲氣箱及 能夠插入地下層中的空心鉆桿，空心鉆桿的側壁上開設有矩形孔隙，且空心鉆桿中插設加 孔導管，且在該加孔導管的管壁一側開設有通孔；加孔導管、儲氣箱、空壓機及風機依次通 過管路相連，在加孔導管與儲氣箱相連的管路上設有第一壓力表和溫度計，在儲氣箱上設 有第二壓力表。
[0007] 加孔導管通過連接管與儲氣箱相連，且在該連接管上還設有截止閥。
[0008] 儲氣箱通過壓縮空氣管與空壓機相連，且在該壓縮空氣管上還設有壓氣閥。
[0009] 其特征在于，儲氣箱上還設有排氣管，在該排氣管上還設有排氣閥。
[0010] 空壓機通過空氣管與風機相連，在該空氣管上設有進氣閥。
[0011] 本發明一種地下的空穴檢測方法，其特征在于，利用檢測裝置進行檢測；
[0012] 所述檢測裝置包括風機、空壓機、儲氣箱及能夠插入地下層中的空心鉆桿，空心鉆 桿的側壁上開設有矩形孔隙，且空心鉆桿中插設加孔導管，且在該加孔導管的管壁一側開 設有通孔；加孔導管、儲氣箱、空壓機及風機依次通過管路相連，在加孔導管與儲氣箱相連 的管路上設有第一壓力表和溫度計，在儲氣箱上設有第二壓力表；
[0013] 檢測包括以下步驟：
[0014]1)工作前，采用風機吸入外界空氣，并送入空壓機中進行壓縮，將被壓縮的空氣送 入儲氣箱中儲存；
[0015] 2)使第一壓力表和溫度計維持在大氣壓力和環境溫度，關閉壓縮機和風機；
[0016] 3)工作時，將空心鉆桿伸入到地下層內，空心鉆桿一側的孔隙，與地下層直接相 通，加孔導管的孔與空心鉆桿的孔隙處于不同位置；
[0017] 4)確認好加孔導管的位置后，將儲氣箱中壓縮后的氣體通入加孔導管中，記錄此 時第一壓力表的壓力讀數；
[0018] 如果加孔導管的孔所在位置處存在空穴，第一壓力表的示值會下降，能夠確定該 處存在空穴；通過第二壓力表的壓力讀數和溫度計讀數，獲得空穴的容積AV，計算式如 下：
[0019]
[0020] 式中，△V表示空穴的容積，R表示氣體普適常數，T。表示大氣溫度，T2表示壓縮空 氣溫度，Pi表示第一壓力表讀出的大氣壓力，P2表示第二壓力表讀出的壓縮空氣的壓力；
[0021] 否則，上移加孔導管向上一個孔，再次查看第一壓力表的示值，以此類推，直到第 一壓力表的示值下降為止，確定該處存在空穴。
[0022] 與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：
[0023] 本發明公開的采用壓縮空氣檢測地下空穴的裝置，采用空心鉆桿插入到地下層內 部，空心鉆桿上面存在著矩形孔隙，在空心鉆桿內部插入一側開有小孔的加孔導管。這種結 構可確定通入到地下層中氣體的位置。然后將加孔導管通過管路連接風機和壓縮機，被壓 縮到一定壓力的空氣被送入到儲氣箱中加以儲存后送入到加孔導管中，壓縮空氣便從加孔 導管的同孔流入到地下層的空穴中。通過工作前壓縮空氣的壓力值和工作后管路上的壓力 表和溫度計示值可計算得空穴大小。該裝置結構設計合理，簡單緊湊，節能環保，能夠有效 克服現有探測地下空穴儀器所存在的價格昂貴，依賴與地表構造和使用復雜的缺陷。
[0024] 本發明還公開了基于上述裝置的檢測方法，該檢測方法操作簡單，重復性好，檢測 結果可靠。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發明的結構示意圖。
[0026] 其中：1.地下層；2.空心鉆桿；3.加孔導管；4.連接管；5.溫度計；6.第一壓力 表；7.截止閥；8.儲氣箱；9.排氣管；10.排氣閥；11.壓縮空氣管；12.壓氣閥；13.空壓 機；14.空氣管；15.進氣閥；16.風機；17.第二壓力表。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：
[0028] 參見圖1，本發明公開的地下空穴檢測裝置，包括風機16、空壓機13、儲氣箱8及能 夠插入地下層中的空心鉆桿2,空心鉆桿2的側壁上開設有孔，且空心鉆桿2中插設加孔導 管3 ;加孔導管3、儲氣箱8、空壓機13及風機16依次通過管路相連，在加孔導管3與儲氣 箱8相連的管路上設有第一壓力表6和溫度計5,在儲氣箱8上設有第二壓力表17。
[0029] 優選地，空心鉆桿2的側壁上開設矩形孔隙。加孔導管3管壁一側開設通孔。
[0030] 加孔導管3通過連接管4與儲氣箱8相連，且在該連接管4上還設有截止閥7 ;儲 氣箱8通過壓縮空氣管11與空壓機13相連，且在該壓縮空氣管11上還設有壓氣閥12。儲 氣箱8上還設有排氣管9,在該排氣管9上還設有排氣閥10 ;空壓機13通過空氣管14與風 機16相連，在該空氣管14上設有進氣閥15。
[0031] 本發明的地下空穴檢測裝置，安裝時：
[0032]