一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法技术

本发明专利技术属于工程地质勘察技术领域，尤其涉及一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法，包括S1：根据超前钻孔的孔口直径数据和仰角数据，使用柔弹性材料按照预设的量筒截口形状制作量筒装具；S2：根据流水的良导电性和涌水参数，在量筒装具上设置时间截停按钮和控制装置，获取涌水体积数据和截停时间数据；S3：根据涌水体积数据和截停时间数据，结合量筒装具角参数和预设的用户反应时间，构建量筒装具移离回正修正方案；S4：根据量筒装具移离回正修正方案，使用互换修正择优递进均值法生成涌水量测定值。本发明专利技术能够解决目前传统的测定设备在测定超前钻孔的孔口涌水量时精度低、测量不便捷、不能现场直接得出最终结果值的技术缺陷的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法


[0001]本专利技术属于工程地质勘察
，尤其涉及一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法。

技术介绍

[0002]在煤矿井下、施工隧道等其他地下工程中的经常需要实施探放水孔、超前地质钻孔来直接查明前方一定区域内的地质情况，当超前钻孔内有径流性地下水从孔口流出时，还需要准确测定孔口流出的地下水的流速或流量等水文地质参数。
[0003]目前主要采用水桶、矿泉水瓶等截水容器直接紧贴钻孔口处看多少时间能截流满，反复测量几次再求平均流速或流量，由于孔口处立断面非规则几何廓形，截水容器口外形相对固定不变，孔口处截水率往往未达到80％，且不同的钻孔口处立断面几何廓形完全不一样，所以不同孔口处的截水率更是不可能相同的，即使是同一超前钻孔的孔口处不同的人截水的截水率也是完全不相同的；另外，计起始时间、结束时间也难完全与容器操作完全同步，所以计时也是相对比较粗略的。所以基于上述存在的非常多的测定影响因素，目前的钻孔径流性地下水流量测定方法会对基于钻孔流量参数的理论模型计算、数值模拟研究等工作产生较大影响，影响大时，导致相关计算结果、推理结论完全错误，所以准确测定超前钻孔地下水涌出量具有重要理论研究意义和工程应用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术所解决的技术问题在于提供一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法，解决目前传统的用矿泉水瓶、水桶等测定超前钻孔的孔口涌水量精度低、测量不便捷、不能现场直接得出最终结果值的技术缺陷的问题。
[0005]本专利技术提供的基础方案：一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法，包括：
[0006]S1：根据超前钻孔的孔口直径数据和仰角数据，使用柔弹性材料按照预设的量筒截口形状制作量筒装具；
[0007]S2：根据流水的良导电性和涌水参数，在量筒装具上设置时间截停按钮和控制装置，获取涌水体积数据和截停时间数据；
[0008]S3：根据涌水体积数据和截停时间数据，结合量筒装具角参数和预设的用户反应时间，构建量筒装具移离回正修正方案；
[0009]S4：根据量筒装具移离回正修正方案，使用互换修正择优递进均值法生成涌水量测定值。
[0010]进一步，所述预设的量筒截口形状包括全凸、全凹、半凸半凹以及半凹半凸。
[0011]进一步，S2中控制装置包括控制器、感应模块以及计时模块，所述时间截停按钮、感应模块以及计时模块均与控制器电连接，所述感应模块位于量筒装具内的底部，所述量筒装具上包括把手，所述时间截停按钮位于把手上，所述感应模块用于在感应到量筒装具底部有水时生成感应信号，所述控制器用于根据感应信号控制计时模块启动，所述控制器
还用于在时间截停按钮按下后控制计时模块停止计时。
[0012]进一步，量筒装具上还包括显示模块，所述显示模块与控制器电连接，所述控制器还用于控制显示模块显示计时模块的计时数值。
[0013]进一步，所述S3包括：
[0014]S3
‑
1：获取截水时间t，所述截水时间t包括截水真实时间t0和用户按下时间截停按钮并移开的反应时间t
f
；
[0015]S3
‑
2：获取截水时间t时刻的标准截水体积V1以及量筒装具移开后静置时的实际截水体积V2；
[0016]S3
‑
3：预设延迟截水时间Δt，所述延迟截水时间Δt包括量筒移离孔口时间t
y
和用户按下时间截停按钮并移开的反应时间t
f
。
[0017]进一步，所述S4包括：
[0018]S4
‑
1：分别计算V1/(t
‑
t
f
)和V2/(t+t
f
+t
y
)，令V1/(t
‑
t
f
)计算为x1和V2/(t+t
f
+t
y
)计算为x2，并分别计算相应的绝对误差|x1‑
x2|、分别的相对误差
[0019]S4
‑
2：互换V1与V2，分别计算V2/(t
‑
t
f
)和V1/(t+t
f
+t
y
)，令V2/(t
‑
t
f
)计算为x3和V1/(t+t
f
+t
y
)计算为x4，并分别计算相应的绝对误差|x3‑
x4|、分别的相对误差
[0020]S4
‑
3：分别取中的值相加取平均值作为最终的超前钻孔的孔口涌水量测定值。
[0021]一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定设备，包括量筒装具，所述量筒装具上设有刻度线，所述量筒装具包括控制装置、时间截停按钮以及把手，所述控制装置包括控制器、感应模块以及计时模块，所述时间截停按钮、感应模块以及计时模块均与控制器电连接，所述感应模块位于量筒装具内的底部，所述量筒装具上包括把手，所述时间截停按钮位于把手上，所述感应模块用于在感应到量筒装具底部有水时生成感应信号，所述控制器用于根据感应信号控制计时模块启动，所述控制器还用于在时间截停按钮按下后控制计时模块停止计时；所述刻度线用于供用户查看量筒装具截水体积数据。
[0022]进一步，量筒装具上还包括显示模块，所述显示模块与控制器电连接，所述控制器还用于控制显示模块显示计时模块的计时数值。
[0023]进一步，所述把手设有两个且与量筒装具相对设置，所述把手包括把手一、把手二以及转动环，所述把手一和把手二安装在转动环上且相对设置，所述转动环套设在量筒装具上。
[0024]进一步，所述量筒装具内还包括测定结果智能计算模块和参数输入模块，所述参数数据模块用于供用户输入量筒装具截水体积数据，所述测定结果智能计算模块用于根据计时数值和量筒截水体积数据，结合量筒装具角参数和预设的用户反应时间，构建量筒装具移离回正修正方案，并使用互换修正择优递进均值法生成涌水量测定值；所述显示模块还用于显示涌水量测定值。
[0025]本专利技术的优点在于：与传统的普通瓶口或桶口无法与超前钻孔的孔口处断面紧密贴合截水相比，本专利技术方法设计一种包括全凸、全凹、半凸半凹以及半凹半凸的四类量筒口，其能够通过选择不同类型的量筒口把孔口处流出的全部水流截入量筒内，再通过水流
接触量筒底部自动触发计时同步电路，自动获取截水时间，同时，本专利技术充分考虑到了量筒倾斜截水读数虚高(偏大)与延迟多截水存在互补关系、以及V1、V2、t测量值和t
f
、t
y
中间参量的误差，利用测定设备移离回正测定的二次测量数据和经验参数t
f
、t
y
的充分数据挖掘，挖掘出一种择优统计计算的适用于各种测定工况条件的超前钻孔的孔口涌水量测定新方法。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例的流程框图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法，其特征在于：包括：S1：根据超前钻孔的孔口直径数据和仰角数据，使用柔弹性材料按照预设的量筒截口形状制作量筒装具；S2：根据流水的良导电性和涌水参数，在量筒装具上设置时间截停按钮和控制装置，获取涌水体积数据和截停时间数据；S3：根据涌水体积数据和截停时间数据，结合量筒装具角参数和预设的用户反应时间，构建量筒装具移离回正修正方案；S4：根据量筒装具移离回正修正方案，使用互换修正择优递进均值法生成涌水量测定值。2.根据权利要求1所述的一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法，其特征在于：所述预设的量筒截口形状包括全凸、全凹、半凸半凹以及半凹半凸。3.根据权利要求2所述的一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法，其特征在于：S2中控制装置包括控制器、感应模块以及计时模块，所述时间截停按钮、感应模块以及计时模块均与控制器电连接，所述感应模块位于量筒装具内的底部，所述量筒装具上包括把手，所述时间截停按钮位于把手上，所述感应模块用于在感应到量筒装具底部有水时生成感应信号，所述控制器用于根据感应信号控制计时模块启动，所述控制器还用于在时间截停按钮按下后控制计时模块停止计时。4.根据权利要求3所述的一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法，其特征在于：量筒装具上还包括显示模块，所述显示模块与控制器电连接，所述控制器还用于控制显示模块显示计时模块的计时数值。5.根据权利要求1所述的一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法，其特征在于：所述S3包括：S3
‑
1：获取截水时间t，所述截水时间t包括截水真实时间t0和用户按下时间截停按钮并移开的反应时间t
f
；S3
‑
2：获取截水时间t时刻的标准截水体积V1以及量筒装具移开后静置时的实际截水体积V2；S3
‑
3：预设延迟截水时间Δt，所述延迟截水时间Δt包括量筒移离孔口时间t
y
和用户按下时间截停按钮并移开的反应时间t
f
。6.根据权利要求5所述的一种超前钻孔的孔口涌水量快速精确测定方法，其特征在于：所述S4包括：S4
‑
1：分别计算V1/(t
‑
t
f
)和V2/(t+t
f
+t
y
)，令V1/(t
‑
t
f...

【专利技术属性】
技术研发人员：李好，李枝文，胡运兵，张军，何清，张孝广，雷凯丽，李蛟，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：