1.一种确定煤田采空火区次声探测装置,包括地下半空间次声收集与放大构件/组建(1),其特征在于:所述地下半空间次声收集与放大构件/组建(1)内球顶部经固定杆(2)与次声传感器(3)相连,次声传感器(3)固定于内半球顶部垂直向下硬质固定杆(2)下部,次声传感器(3)通过数据线(4)与前置放大器(5)相连,前置放大器(5)通过数据线(4)与低通滤波器(6)相连,低通滤波器(6)通过数据线(4)与数据接收存储单元(7)相连,存储单元数据通过数据线或者移动存储设备拷入计算机(8)进行数据处理分析。
2.根据权利要求1所述的确定煤田采空火区次声探测装置,其特征在于:所述地下半空间次声收集与放大构件/组建(1)为两个同心的中部抽成真空的半球体组合而成。
3.根据权利要求1所述的确定煤田采空火区次声探测装置,其特征在于:所述次声传感器(3)距两半球圆心距离为4~6cm。
4.一种使用权利要求1所述装置的煤田采空火区次声探测方法,其特征在于,包括如下步骤:
a.根据煤田井工矿开采资料,将地下采空区边界向地表垂直投影作为控制边界,控制边界内的地表区域作为探测区域,在探测区边界周围向外延伸水平距离大于500m的未开采区内任选一点作为基准点;
b.在探测区域按照边长为30m×30m划分网格,网格节点确定为测点,网格划分覆盖所有探测区域,若探测区不规则,可将节点布置在探测区外,以保证网格区域覆盖所有探测区;
c.将基准点和所有测点附近的地表处理成深度为10cm、直径大于半空间次声收集与放大装置(1)外径的圆形平面凹槽;
d.在网格节点处的圆形平面凹槽内安设半空间次声收集与放大装置(1),并在地下半空间次声收集与放大构件/组建(1)的顶部设置一固定杆(2),固定杆(2)下部安设次声传感器(3),通过数据线(4)引出地下半空间次声收集与放大构件/组建(1)外,依次与前置放大器(5)、低通滤波器(6)、数据接收存储单元(7)和计算机(8)相连;
e.静置2~3分钟后开始测量,先对基准点进行测量,并记录开始测量时间,再对探测点进行测量,记录开始测量时间,探测点保持连续测量时间不少于5分钟;
f.重复步骤d和e,按顺序完成所有网格节点处的探测工作,在探测过程中,基准点位置保持不变,并保持不间断的测量,直至完成所有网格节点的测量;
g.将基准点和各个测点测量到的数据通过计算机软件提取频率值,并在平面坐标系内以x轴为时间轴,y轴为频率轴做出曲线图,通过探测数据,按照各测点的开始和结束时间与基准点开始和结束时间的对照,剔除基准点次声信号,若各探测点有连续稳定的次声信号,则认为此探测点下方存在采空燃烧火区,汇总所有测点数据,从而圈定地下采空火区范围。