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围岩裂隙扫描探测仪
    1.技术领域

    地下工程，包括所有金属和非金属矿山地下开挖。

    2.背景技术

    所有的地下工程在开挖时，如巷道、隧道、洞室和工作场都破坏原岩应力平衡状态，应力地从新分布使围岩处于不同的破坏和受力状态，因此在地下工程在开挖时要进行相应的支护。目前最普遍的支护方式是锚杆支护，这种支护最基本的支护原理是控制、支护围岩破碎带，充分发挥利用深部稳定围岩支撑作用。合理支护方式的基本依据是开挖后巷道围岩破坏范围和程度。本专利不仅可以实现拍摄横向图片同时还可以沿着孔深连续拍摄纵向孔壁图片，更加直观定性观察围岩裂隙和破坏程度及松动范围。此外，通过声纳或超声波测试可以实现定量描述围岩破坏和松动范围。该专利的实现对安全合理选择地下工程支护方式具有广泛的实用价值。

    3.发明内容

    1)在钻孔探头上安装微型数字摄像头，连续沿孔壁拍摄，如图所示。

    2)在钻孔探头上安装微型声纳发射头，连续沿孔壁进行测试，根据反射波形状判断孔壁裂隙长度和深度，定量划分围岩的破坏范围，如图所示。

    3)数字摄像头和声纳发射头均与计算机连接(USB)，观测结果即可观察又可储存备以后调用和打印。

    4)对地下工程围岩的破坏范围实现了定性和定量描述，为支护设计提供可靠依据。

    5)实现从孔底到孔口围岩范围破坏带的定性和定量划分。

    4.附图说明

    图1是围岩裂隙扫描探测仪工作原理示意图，整套扫描探测仪由探头、导线和接收器组成。图2是探头结构示意图，在探头两侧分别装有微型数码摄像头和声纳发射器，探头通过导线直接与计算机连接。图3是摄像头沿孔壁拍摄的钻孔纵向剖面示意图，直接观察孔壁裂隙状态。图4是声纳发射器沿钻孔壁记录的反射波纹形状示意图，以此定量描述孔壁裂隙状态。

    5.具体实施方式

    1)在地下工程不同地点和不同方位向围岩打钻孔，深度可根据围岩强度和状态确定。如岩体围岩孔深为10米左右，而对煤体围岩孔深就要达到15米或20米。

    2)打完钻孔后，用水将孔内冲洗干净，待孔壁干燥。

    3)将探头沿钻孔送入孔底。待与接受器连接好后，逐步将探头向孔口移动，连续拍摄孔壁照片和记录声纳反射波。

    4)根据已标定的标准反射波，通过计算机进行数据处理，形成图形。

    5)根据图片和反射波纹准确划分围岩松动范围及破碎代范围，为合理支护提供可靠理论依据。