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BA-Ⅱ(CT-2)型矿用超声波围岩裂隙探测仪

BA-Ⅱ(CT-2)型矿用超声波围岩裂隙探测仪
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本仪器用于探测围岩松动、裂隙范围,为井巷设计与施工提供科学依据,仪器为矿用本质安全型。可用于瓦斯矿井、金属矿井、隧道及地下工程围岩定性评析。是国内目前探测围岩松动圈、围岩裂隙有科学依据的仪器。
1.仪器工作原理
超声波在岩体中的传播速度与岩体受力状态及裂隙程度有关,当围岩裂隙(破裂逢)多时,波速相对于深度完整无裂隙(未松动破坏)岩(煤)体的波速低。通过岩石钻孔(Ø41~45mm)测出声波纵波速度在围岩钻孔中的分布变化曲线或“时间——孔深”曲线(图1),即可判定围岩裂隙(松动)范围。
纵波速度是通过测定钻空中一定距离(探头长度)围岩的声波传播时间计算出来的,测定原理如图2所示。发射换能器F在钻孔中发射超声波,沿钻孔壁滑行传播。发射换能器F发射超声波的同时触发计时电路计时,当接收换能器I收到超声波信息后停止计时t,测出声波在F-I的传播时间,由此计算出波速:
L
V =—
× 103米/秒
t
式中 L为换能器F-I间距,L=140mm,
t为测试时间数据,单位us.
4.使用方法
(1)测试前检查
电源电压:开机后,红色电源指示灯亮。每组电池可测5~10个钻孔。
探头绝缘电阻:换能器正极对绝缘电阻应≥500MΩ,否则将影响仪器的发射和接收能力,甚至不能正常工作。简易判别方法:将两个换能器接线螺母分别接仪器左边的发射接线柱,打开电源开关后每5—7秒应有一次“啪、啪”的响声,若不响说明换能器有问题,需检查导线是否有开皮短路等现象或更换。
(2)测试工作
①钻孔扫眼,清出孔中岩(煤)粉和碎石(煤)碴;
②将探头送至孔底,封孔器插入孔口并固定好(两帮向下扎钻孔不用封孔器);
③注水。测杆尾端有连续水流出时,表明水已注满;
④测试读数,将探头向外逐次抽动10mm,读数计时;
⑤检查记录数据,决定是否复测,初步判定围岩裂隙松动范围。
2.探头及封孔器
探头由发射换能器和接收换能器经由开槽塑封管连接组成,收发两个换能器可互换使用,测管由铜管制成,每10cm有一尺度槽,共20节,螺纹联接(图3)。换能器联接塑料管,在仰斜测试时需要胶带缠裹,以防漏水。
超声波测试时,钻孔中需充满水耦合声波传播,一般情况下应将测试钻孔布设在巷道两帮,并略向下扎3~5?以便存水,这样测试起来比较方便,当钻孔仰斜或向上时,为保证钻孔内注满水,需使用封孔器(图4)。
3.技术特性
(1)主机
防爆类型: 矿用本质安全型 发射电源:450~500V
分 辨 率: 0.1us 外型尺寸: 206*102*57mm
重 量: 600g
(2)探头
主 频:33KHz 外型尺寸: Ø36*220mm
导 线:射频电线10m 钻孔直径: Ø41~45mm
(3)电源
电 池:6节5号普通碱性干电池 工作电压: 5V
工作电流:80mA
4.使用方法
(1)测试前检查
电源电压:开机后,红色电源指示灯亮。每组电池可测5~10个钻孔。
探头绝缘电阻:换能器正极对绝缘电阻应≥500MΩ,否则将影响仪器的发射和接收能力,甚至不能正常工作。简易判别方法:将两个换能器接线螺母分别接仪器左边的发射接线柱,打开电源开关后每5—7秒应有一次“啪、啪”的响声,若不响说明换能器有问题,需检查导线是否有开皮短路等现象或更换。
(2)测试工作
①钻孔扫眼,清出孔中岩(煤)粉和碎石(煤)碴;
②将探头送至孔底,封孔器插入孔口并固定好(两帮向下扎钻孔不用封孔器);
③注水。测杆尾端有连续水流出时,表明水已注满;
④测试读数,将探头向外逐次抽动10mm,读数计时;
⑤检查记录数据,决定是否复测,初步判定围岩裂隙松动范围。
5.注意事项
本仪器为矿用本质安全型产品,在使用与维修过程中,不得随意更改本安电路电气参数及元器件的规格与型号,不允许改用其它电池,以免影响本质安全性能。
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