超聲波圍巖裂隙探測儀

該儀器是利用聲波在巖體中傳播速度與巖體所受應(yīng)力大小和裂隙情況有關(guān)的原理，將探頭放入鉆孔中，測定巖體的聲速變化，反映圍巖的松動范圍及應(yīng)力的變化。聲速的測定則是通過聲波在鉆孔中一定距離內(nèi)所傳播時間的量測來實現(xiàn)的。圖1-43為儀器的原理圖。

在鉆孔中放入發(fā)射換能器F，接受換能器S1與S2。發(fā)射換能器F在鉆孔中發(fā)射超聲波，在孔壁周圍產(chǎn)生滑行波沿著鉆孔傳播。當(dāng)首波傳播到接受換能器S1時，S1將聲能轉(zhuǎn)換成電能，經(jīng)過接收器Ⅰ放大整形，使控制器翻轉(zhuǎn)，將計數(shù)門開啟。頻率為10MHz的晶體振蕩信號通過計數(shù)門進入計數(shù)器，計數(shù)器開始計數(shù)。當(dāng)滑行波繼續(xù)傳播到接受換能器S2時，S2亦將聲能轉(zhuǎn)換成電能，經(jīng)接收器Ⅱ放大整形，使控制器翻轉(zhuǎn)回來，將計數(shù)門關(guān)閉，計數(shù)器停止計數(shù)，完成一次測量，顯示讀數(shù)。

上述測量方法系雙收法。也可做單收法測量，此時發(fā)射換能器F在發(fā)射超聲波的同時，即使控制器翻轉(zhuǎn)，計數(shù)器開始計數(shù)，接受換能器S1或S2收到信號后再使控制器翻轉(zhuǎn)回來，停止計數(shù)，顯示讀數(shù)，完成S1或S2的單收測量 。

發(fā)射電壓：480V；

超聲波頻率：36×103Hz；

測量顯示范圍：0.1-999.9μs；

分辨率：0.1μs；

重復(fù)測量誤差：≤0.2μs；

電源：采用兩組電池組，GNY-3型5節(jié)串聯(lián)，GN-255型5節(jié)串聯(lián)；

探頭直徑：36mm；

換能器間距：140mm；

測孔深度：2m（可根據(jù)需要加大）；

測孔方位：可測向下、向上和任意傾角的鉆孔；

防爆類型：礦用安全火花型。

超聲波圍巖裂隙探測儀是應(yīng)用超聲波探測巷道圍巖松動范圍和應(yīng)力變化的一種電子儀表 。

超聲波圍巖裂隙探測儀由主機、“一發(fā)雙收”探頭、封孔器、注水器及充電器等部分組成。主機采用集成電路，半導(dǎo)體數(shù)碼顯示，自備電池，為便攜式。探頭由發(fā)射換能器、接受換能器、隔聲連接筒組成。

測試時先將探頭放入測孔最深處，用封孔器封好孔，注滿水。然后開始測試，每次從里向外移動一定距離，重復(fù)計下儀器讀數(shù)3-5遍，一直測到孔口或測到破碎嚴(yán)重地方為止，在測試過程中便可以初步判斷出巖體的松動范圍。待做出聲速V與孔深L的變化曲線，即V=f（L）曲線，便可以比較精確地判斷出巖體的松動范圍 。2100433B

《圍巖孔裂隙充水承壓爆破控制機理》圍繞圍巖孔裂隙充水承壓爆破控制機理，開展了系列實驗研究、理論分析及現(xiàn)場實踐工作。介紹了承壓爆破的技術(shù)內(nèi)涵與優(yōu)點，分析了承壓水作用下的煤巖爆破和增裂過程，建立了承壓爆破力學(xué)機制模型，揭示了波動傳載先導(dǎo)破巖聯(lián)合傳爆介質(zhì)后續(xù)膨脹擠壓增裂原理，研究了承壓定向爆破機理與技術(shù)，應(yīng)用于堅硬煤巖預(yù)裂控制現(xiàn)場實踐，取得了良好效果。

《圍巖孔裂隙充水承壓爆破控制機理》可供從事礦山開采、石油氣開采、堅硬頂板控制、沖擊礦壓防治、低透煤巖增裂增透等研究的科技工作者、工程技術(shù)人員和高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考使用。

按裂隙的成因分為成巖裂隙水、構(gòu)造裂隙水和風(fēng)化裂隙水。按裂隙水的水力聯(lián)系程度分為風(fēng)化殼網(wǎng)狀裂隙水、層狀裂隙水和脈狀裂隙水。

裂隙水風(fēng)化裂隙水

賦存于巖體的風(fēng)化帶中。風(fēng)化作用與卸荷作用決定了巖體的風(fēng)化裂隙帶在近地表處呈殼狀分布，通常厚數(shù)米至數(shù)十米。裂隙分布密集均勻，連通良好的風(fēng)化裂隙帶構(gòu)成含水層，未風(fēng)化或風(fēng)化程度較輕的母巖構(gòu)成相對隔水層。因此，風(fēng)化裂隙水一般為潛水。被后朔沉積覆蓋的古風(fēng)化殼，也可賦存承壓水。風(fēng)化裂隙水通常分布比較均勻，水力聯(lián)系較好，但含水體的規(guī)模和水量都比較局限。

裂隙水成巖裂隙水

賦存于各類成巖裂隙中。成巖裂隙是沉積巖固結(jié)脫水及巖漿巖冷凝收縮形成的裂隙。一般情況下，成巖裂隙多為閉合，不構(gòu)成含水層。陸地噴溢的玄武巖裂隙發(fā)育且張開，可構(gòu)成良好含水層。巖脈及侵入巖體與圍巖的接觸帶，冷凝后可形成張開的呈帶狀分布的裂隙，賦存帶狀裂隙水。熔巖流冷凝過程中未冷凝的熔巖流走，在巖體中留下的巨大熔巖孔道，形成管狀含水帶，可成為強富水的含水層。

裂隙水構(gòu)造裂隙水

構(gòu)造裂隙是固結(jié)巖石在構(gòu)造應(yīng)力作用下形成的最為常見的裂隙。構(gòu)造裂隙水以分布不均勻、水力聯(lián)系不好為其特征。在鉆孔、平酮、豎井及各種地下工程中，構(gòu)造裂隙水的涌水量、水位、水溫與水質(zhì)往往變化很大。這是由于構(gòu)造裂隙的分布密度、方問性、張開性、延伸性極不均一所造成的。一般說來，層狀巖層中，構(gòu)造裂隙發(fā)育較為均勻，在層面裂隙的溝通下，構(gòu)造裂隙水的水力聯(lián)系較好。塊狀巖體中構(gòu)造裂隙發(fā)育極不均勻，通?？煞譃?個級次的裂隙空間:[1]細短閉合的小裂隙構(gòu)成的微裂隙巖體；[2]張開且延伸較長的中等裂隙構(gòu)成的導(dǎo)水裂隙網(wǎng)絡(luò)；[3]大裂隙與斷層構(gòu)成的局部導(dǎo)水通道。當(dāng)鉆孔或坑道進人微裂隙巖體時，水量微不足道；遇到裂隙網(wǎng)絡(luò)時，出現(xiàn)較大水量;觸及大的裂隙導(dǎo)水通道，水量十分可觀。

裂隙巖體的滲透性，由于裂隙的性質(zhì)及發(fā)育的方向性而具有各向異性。同時，隨著空間尺度增加，寬度較小的裂隙交接處增加，裂隙網(wǎng)絡(luò)的滲透參數(shù)將會降低，這就是裂隙巖體的尺度效應(yīng)。河谷地帶的裂隙巖體中，往往存在兩類互相獨立的裂隙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在淺表部連續(xù)分布的裂隙網(wǎng)絡(luò)中，為淺循環(huán)冷水；在深部存在相對封閉而又連通的裂隙網(wǎng)絡(luò)中，則為深循環(huán)水。

在裂隙巖體中開采或排除地下水時，要根據(jù)裂隙水的特點布置佑孔與坑道。在裂隙巖體中修建水利工程時，要充分考慮裂隙水的復(fù)雜性。滲漏計算，排水孔 (幕)和灌漿工程的設(shè)計，都應(yīng)充分考慮裂隙巖體滲透性的不均一性，各向異性和尺度效應(yīng)。