一种利用流量流速关系测量地下空穴的方法与流程

技术特征：

1.一种测量地下空穴的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

a准备并安装测量装置，所述测量装置包括储气罐、空气压缩机、双翼风速表、钻杆、主管道、第一支路管道和第二支路管道，将所述钻杆的尾端连接所述双翼风速表，将所述双翼风速表的另一端与所述主管道连接，在所述主管道的末端连接有三通阀，所述三通阀分别与所述第一支管路、第二支管路连接，在所述第一支路管道上安设第一截止阀和第一压力表；所述第二支路管道上依次安设第二截止阀、第二压力表，将第二支路管道的尾端依次连接空气压缩机、储气罐；

b根据流量流速关系测量地下空穴的体积，若空穴内气体近似真空状态的塌陷区，则按照以下子步骤测量：

b1确保测量装置的气密性良好，并记录所述双翼风速表的端面面积；

b2将所述钻杆的头部插入测试钻孔内，并用封堵胶囊堵住所述测试钻孔，关闭第二截止阀，打开第一截止阀，观察第一压力表，若第一压力表的指针发生转动，则表明测试钻孔的另一端存在地下空穴，此时立即按下双翼风速表的开关，观察计数器，每隔一定时间记录风速的大小，直到双翼风速表不再转动时，再次按下双翼风速表的开关，并关闭第一截止阀，记录双翼风速表自转动到停止所用的时间；

c若空穴为含有高压有害气体的煤矿采空区，则按照以下子步骤测量：

c1确保测量装置的气密性良好，并记录所述双翼风速表的端面面积；

c2关将所述钻杆的头部插入测试钻孔内，并用封堵胶囊堵住所述测试钻孔，关闭第一、第二截止阀，并打开排气阀、空气压缩机的反向开关，通过储气罐向测试钻孔内通气，观察第二压力表的指针，待储气罐气体状态为真空时，关闭排气阀和空气压缩机的反向开关，停止通气；

c3打开第二截止阀，通过储气罐向测试钻孔内通气，观察第二压力表，若表针转动说明测试钻孔的另一侧存在地下空穴，立即按下双翼风速表的开关，观察计数器，每隔一定的时间记录风速的大小，观察第二压力表，当指针不再变化时，打开空气压缩机的正向开关，将地下空穴的气体抽入储气罐内，直到第二压力表的指针维持在零刻度，储气罐停止通气，关闭空气压缩机和第二截止阀，并记录双翼风速表自转动到停止所用的时间；

d计算，步骤b2和步骤c3记录到的风速大小均假设最低风速为v₁，最高风速为v₂，则按照式(1)取其平均速度

$\stackrel{\‾}{v}=(v_1+v_2)/2---\left(1\right);$

地下空穴的体积V按照式(2)计算

$V=Q\·t=(\stackrel{\‾}{v}\·S)\·t---\left(2\right);$

式(2)中，Q表示风流量，S表示双翼风速表的端面面积，t表示双翼风速表自转动到停止所用的时间。

2.根据权利要求1所述的测量地下空穴的方法，其特征在于：在所述第二截止阀和第二压力表之间的第二支路管道上安设有排气阀。

3.根据权利要求1所述的测量地下空穴的方法，其特征在于：所述双翼风速表的两端设置有法兰盘，通过两端的法兰盘分别与钻杆、主管道连接。

4.根据权利要求1所述的测量地下空穴的方法，其特征在于：所述双翼风速表由左翼和右翼两部分组成，其中，左、右翼上各有三个叶片。