CN107271003B - 台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆及测量方法，所述浮力杆包括由悬浮杆、副杆、悬浮刻度球、进水端和空气端；多个重量且大小相同的悬浮刻度球竖直排成一列设于悬浮杆内；悬浮刻度球表面带有刻度标记；浮力杆的进水端底部设进水孔网，进水孔网与锥形金属罩通过多个伸缩螺旋弹簧弹性连接，锥形金属罩上部边缘与进水端通过卡扣活动连接，卡扣扣紧后进水端通过锥形金属罩封闭；悬浮杆外壁设有直线刻度尺。本发明能够实现露天台阶爆破中，对含泥含碴含水的炮孔通过浮力杆将炮孔深度、炮孔含水高度、空气柱高度和孔底泥碴深度一次性读出，测量装置结构简单，测量方法快速准确，为精准爆破提供了有效的数据参考。

Description

台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆及测量方法

技术领域

本发明涉及露天矿台阶爆破技术领域，尤其涉及一种台阶爆破水炮孔深度测量专用装置及基于其上的测量方法。

背景技术

在露天台阶挤压松动爆破和台阶边帮预裂爆破中，根据矿山三级储量和矿山设计年生产量，选择一种或两种类型牙轮钻机进行多台阶爆破钻孔布置作业。如大孤山铁矿到2017年1月份，1#钻机到8#钻机开采水平由+48米延伸至-319米标高，开采纵深超过三百米，现有9台已编号钻机进行露天台阶松动爆破和台阶边帮预裂爆破钻孔作业。爆破现场采准参数：(1)台阶松动爆破和边帮预裂爆破炮孔直径为250mm。(2)台阶高度12m，超深2.5～3.5m。(3)不同台阶或相同台阶不同位置炮孔中水深度在0～15m间变化。爆破前多次测量炮孔发现水深度取值范围在0～11m，不同岩种不同水环境下炮孔孔底有不同深度的高品味磁铁矿炮泥或混合岩岩碴。(4)炮孔深度测量时，一种方法是加配重的测绳，另一种是利用测杆。

露天金属矿山尤其是深凹露天采坑，水对凿岩爆破工作影响不可忽视。露天矿山生产能力比地采大的多，采准切割和备采台阶多、凿岩爆破工作量大、炸药消耗量大。牙轮钻布孔作业时炮孔反水影响钻孔效率，含水炮孔装药时(大孤山重铵油密度0.85～1.2g/cm³)当炸药密度与水密度相近水量会影响炸药沉降速度，相同岩种相同炸药单耗时水孔和干孔爆破效果也有所区别。露天采坑水的来源有自然降水降雪、地表汇水流入采坑和地下水渗入台阶，主要取决于区域性气候条件和矿区地质、水文地质条件。所以露天台阶挤压松动爆破、台阶临时或最终境界边帮预裂爆破前准确的炮孔水环境数据对装药工作尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆及测量方法，能够实现露天台阶爆破中，对含泥含碴含水的炮孔通过浮力杆将炮孔深度、炮孔含水高度、空气柱高度和孔底泥碴深度一次性读出，测量装置结构简单，测量方法快速准确，为精准爆破提供了有效的数据参考。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆，包括由悬浮杆、副杆、悬浮刻度球、进水端和空气端组成的浮力杆；所述悬浮杆和副杆并列设置且为对称的管状结构，且中间相邻管壁高度均小于整体管壁高度；两者之间可拆卸地连接，多个重量且大小相同的悬浮刻度球竖直排成一列设于悬浮杆内；浮力杆的顶部为空气端，且悬浮杆和副杆的顶部均为敞开式结构；浮力杆的底部为进水端，其中悬浮杆的底部为敞开式结构，副杆底部设可拆卸挡板；悬浮刻度球为空心浮力球，其表面带有刻度标记，使悬浮杆内的悬浮刻度球组成活动的刻度标尺，且该刻度标尺的分度值为悬浮刻度球的直径；浮力杆的进水端底部设进水孔网，进水孔网与锥形金属罩通过多个伸缩螺旋弹簧弹性连接，锥形金属罩上部边缘与进水端通过卡扣活动连接，卡扣扣紧后进水端通过锥形金属罩封闭；悬浮杆外壁设有直线刻度尺，直线刻度尺的起始刻度为卡扣扣合后锥形金属罩顶端到悬浮杆直线刻度尺刻度起点的距离。

所述悬浮杆和副杆均为半圆形管状结构，与悬浮刻度球为两点内切接触。

所述悬浮杆和副杆为硬质空心管，优选透明材质；如采用非透明材质时，悬浮杆顶部自上而下设至少2m长的透明观察窗。

所述副杆顶部加设软管，软管的形状与副杆形状相匹配。

所述悬浮刻度球为空心塑料圆球，表面光滑并印有刻度标记；悬浮刻度球内封闭少量低密度气体以减轻自重；悬浮刻度球的直径为2～5cm。

所述进水孔网具有与锥形金属罩相配合的形状，锥形金属罩与进水端的卡扣接合处设毛刺结构用于卡合后的密封。

所述悬浮杆与副杆相邻管壁顶部设转动副，转动副由铰链及斜板组成。

基于所述浮力杆的台阶爆破水炮孔深度测量方法，包括如下步骤：

1)将组装好的浮力杆进水端一侧向下伸入待测量的水炮孔中，浮力杆进水端进入水面前悬浮杆上对应水炮孔孔口位置的直线刻度H与悬浮刻度球的对应刻度值的差值固定不变；

2)浮力杆进水端进入水面的过程中，悬浮杆内的悬浮刻度球在浮力作用下上浮，顶部的悬浮刻度球通过转动副越过悬浮杆与副杆相邻的管壁进入到副杆内，由下一个悬浮刻度球占据其原来的位置；将水炮孔孔口至水面的高度记为空气柱高度L，L即为悬浮杆内最上部悬浮刻度球所标记的刻度数；则浮力杆进水端全部进入水面后直到浮力杆自然沉降到水碴分界面前L保持不变；

3)浮力杆自然沉降到水碴分界面后，受阻力作用不再自然沉降，少量泥渣进入进水端将进水孔网上的孔眼封闭；此时水面至水碴分界面的水柱高度即水炮孔含水深度h，且h＝H-L；

4)浮力杆自由落体结束后，人为施加给浮力杆一个使其钻进泥碴层的力F，进水端穿过泥碴层时锥形金属罩受反作用力f与进水端靠近，并通过卡扣扣合使进水端封闭；浮力杆底部穿透泥碴层后停止移动，此时的H值即为水炮孔深度，孔底泥碴深度＝H-L-h；

5)以上测量过程结束后，将浮力杆从水炮孔中取出，将副杆与悬浮杆分开，拆下副杆底部的可拆卸挡板，通过副杆顶部的软管加压自副杆中取出悬浮刻度球；将副杆与悬浮杆重新固定，将悬浮刻度球按顺序重新放入悬浮杆中，悬浮刻度球在重力作用下自动归位；分离进水端与锥形金属罩之间的卡扣；重复步骤1)-步骤4)，即可测量下一个水炮孔的深度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)实现露天台阶爆破中，对含泥含碴含水的炮孔通过浮力杆将炮孔深度、炮孔含水高度、空气柱高度和孔底泥碴深度一次性读出；

2)测量装置结构简单，制作容易；

3)之间使用的测绳没有精确的分度值，放绳和收绳操作费时费力，无法精确读取水深和泥碴高度，测绳测量的历史数据孔深变化并不大，所以误差较大；本发明所述浮力杆相比于测绳能为台阶爆破提供更准确的炮孔状态数据；

4)通过浮力杆模拟不同质量炸药在水炮孔中的下落深度，将炸药沉降位置作为孔深测量的一种新的参考。

附图说明

图1是本发明所述台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆的结构示意图。

图2是图1上的1-1视图。

图3是本发明所述浮力杆进水端的结构示意图。

图4是采用浮力杆测量水炮孔深度原理图一(浮力杆下部进入水面内)。

图5是采用浮力杆测量水炮孔深度原理图二(浮力杆下部穿过泥碴层到达孔底)。

图6是本发明实施例的测量数据分析图一。

图7是本发明实施例的测量数据分析图二。

图中：1.悬浮杆 2.副杆 3.悬浮刻度球 4.软管 5.进水端 51.锥形金属罩 52.进水孔网 53.伸缩螺旋弹簧 54.卡扣 55.毛刺 6.空气端 7.水炮孔 8.转动副 9.泥碴层10.可拆卸挡板

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1-图3所示，本发明所述台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆，包括由悬浮杆1、副杆2、悬浮刻度球3、进水端5和空气端6组成的浮力杆；所述悬浮杆1和副杆2并列设置且为对称的管状结构，且中间相邻管壁高度均小于整体管壁高度；两者之间可拆卸地连接，多个重量且大小相同的悬浮刻度球3竖直排成一列设于悬浮杆1内；浮力杆的顶部为空气端6，且悬浮杆1和副杆2的顶部均为敞开式结构；浮力杆的底部为进水端5，其中悬浮杆1的底部为敞开式结构，副杆2底部设可拆卸挡板10；悬浮刻度球3为空心浮力球，其表面带有刻度标记，使悬浮杆1内的悬浮刻度球3组成活动的刻度标尺，且该刻度标尺的分度值为悬浮刻度球3的直径；浮力杆的进水端5底部设进水孔网52，进水孔网52与锥形金属罩51通过多个伸缩螺旋弹簧53弹性连接，锥形金属罩51上部边缘与进水端5通过卡扣54活动连接，卡扣54扣紧后进水端5通过锥形金属罩53封闭；悬浮杆1外壁设有直线刻度尺，直线刻度尺的起始刻度为卡扣54扣合后锥形金属罩51顶端到悬浮杆直线刻度尺刻度起点的距离。

所述悬浮杆1和副杆2均为半圆形管状结构，与悬浮刻度球3为两点内切接触。

所述悬浮杆1和副杆21为硬质空心管，优选透明材质；如采用非透明材质时，悬浮杆顶部自上而下设至少2m长的透明观察窗。

所述副杆2顶部加设软管4，软管4的形状与副杆2形状相匹配。

所述悬浮刻度球3为空心塑料圆球，表面光滑并印有刻度标记；悬浮刻度球3内封闭少量低密度气体以减轻自重；悬浮刻度球3的直径为2～5cm。

所述进水孔网52具有与锥形金属罩51相配合的形状，锥形金属罩51与进水端5的卡扣54接合处设毛刺55结构用于卡合后的密封。

所述悬浮杆1与副杆2相邻管壁顶部设转动副8，转动副8由铰链及斜板组成。

基于所述浮力杆的台阶爆破水炮孔深度测量方法，包括如下步骤：

1)将组装好的浮力杆进水端5一侧向下伸入待测量的水炮孔7中，浮力杆进水端5进入水面前悬浮杆1上对应水炮孔7孔口位置的直线刻度H与悬浮刻度球的对应刻度值的差值固定不变；

2)如图4所示，浮力杆进水端5进入水面的过程中，悬浮杆1内的悬浮刻度球3在浮力作用下上浮，顶部的悬浮刻度球3通过转动副8越过悬浮杆1与副杆2相邻的管壁进入到副杆2内，由下一个悬浮刻度球3占据其原来的位置；将水炮孔7孔口至水面的高度记为空气柱高度L，L即为悬浮杆1内最上部悬浮刻度球3所标记的刻度数；则浮力杆进水端5全部进入水面后直到浮力杆自然沉降到水碴分界面前L保持不变；

3)浮力杆自然沉降到水碴分界面后，受阻力作用不再自然沉降，少量泥渣进入进水端将进水孔网52上的孔眼封闭；此时水面至水碴分界面的水柱高度即水炮孔含水深度h，且h＝H-L；

4)如图5所示，浮力杆自由落体结束后，人为施加给浮力杆一个使其钻进泥碴层9的力F，进水端穿过泥碴层9时锥形金属罩51受反作用力f与进水端5靠近，并通过卡扣54扣合使进水端5封闭；浮力杆底部穿透泥碴层9后停止移动，此时的H值即为水炮孔深度，孔底泥碴深度＝H-L-h；

5)以上测量过程结束后，将浮力杆从水炮孔7中取出，将副杆2与悬浮杆1分开，拆下副杆2底部的可拆卸挡板10，通过副杆2顶部的软管4加压自副杆2中取出悬浮刻度球3；将副杆2与悬浮杆1重新固定，将悬浮刻度球3按顺序重新放入悬浮杆1中，悬浮刻度球3在重力作用下自动归位；分离进水端5与锥形金属罩51之间的卡扣54；重复步骤1)-步骤4)，即可测量下一个水炮孔7的深度。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

1、情况概述

深凹露天矿大孤山铁矿，东鞍山铁矿和齐大山铁矿，台阶高度12m，超深2～3.5m。2017年1～2月现场调研得知:三个矿山台阶松动爆破炮孔深度在12～16m之间变化，孔深加上超深以15.5m为主，孔径为250mm。爆破装药工作前都要进行炮孔验收审查工作，目的为装药提供准确的炮孔状态数据。而孔深测量面临以下问题和特点：(1)如何在孔口位置准确快速获得每个中深孔深度数据。(2)如何在孔口位置获知孔网中每个炮孔含水与否以及水柱高度数据。(3)如果露天台阶炮孔含泥碴含水，泥碴有效深度(炸药能陷入泥碴的深度)是多少？(4)牙轮钻布孔作业72小时后台阶采场开始爆破装药工作。钻孔72小时后炮孔水密度和孔底泥碴趋于稳定，水对泥碴溶解量已趋于稳定，孔底泥碴沉淀堆积稳定，水与空气界面和水泥碴界面历历可辨。

2、测量过程：

悬浮杆内自下而上放置同直径的悬浮刻度球，悬浮刻度球标记的刻度自下而上按升序排列。副杆上端为柔性防水材料制成的软管，下端与悬浮杆一样为硬质防水空心管，其末端装有可拆卸挡板。

悬浮刻度球采用能浮在水面的空心塑料圆球，表面光滑且印有刻度，刻度值的分度值等于自身直径，悬浮球表面密封防水，内部可以封闭少量低密度气体以减轻自身重力。

浮力杆的空气端与水炮孔外大气连通，并保证浮力杆长度超出孔深0.5～2m，悬浮杆自空气端向下保证4m为透明硬质空心管(或含有4m以上透明观测窗)，空气端的副杆上部有至少0.5m长的软管(或半圆弧软管)。

2017年1月13号测量大孤山矿29个直径250mm含水炮孔，记录孔深范围15m到16.5m，含水高度0～12m，泥碴层高度≤2.46m。

浮力杆进水端进入水面前悬浮杆外直线刻度和悬浮球刻度差值为固定值；浮力杆进水端进入水面后读数H大于L，L值记为空气柱高度，直到浮力杆下部自然沉降到水碴分界面之前，L值保持不变；浮力杆停止沉降后，人为施加给浮力杆钻进泥碴的力F，则进水端封闭(锥形金属罩受反作用力f促使卡扣封闭,进入少量泥碴封堵进水孔眼)，当浮力杆不再下降，则孔外透明观测窗任意一点记H-L＝水柱高度h；此时的H记为水炮孔深度。

如图4所示，浮力杆自由下落进入水面直至下降到水泥碴分界面，在这一过程中炮孔外透明观察窗内悬浮球读数保持不变并且与空气柱高度相等，进入水面则悬浮球刻度读数值保持不变，下降结束则自由落体结束。

如图5所示:进入泥碴层后悬浮杆进水端封闭，到达孔底后炮孔外任意一点的H、L读数差值为炮孔含水高度测量结果。

3、力学分析：

设气压为标准大气压(1.01325×10⁵Pa)，g＝9.8N/kg。孔深取15.5m，最大水深h＝15m。浮力杆直径R＝4.2cm，悬浮杆半径r＝2.05cm。悬浮刻度球直径2cm，空心刻度球重力不记。水柱高度h处压强记为P，设锥形金属罩受反作用力f与炸药沉底后受到的反作用力相等。进水孔网参数为7m×7.5m×15.5m。炸药单耗0.280kg/t。单孔装药质量M＝450kg。炸药密度为ρ1；(数据来源于大孤山矿-186m台阶。单位采用国际单位制)得到以下公式：

w≤G；(G＝120N)； (2)

式中，w为浮力杆所受到水的浮力，N；ρ为炮孔中水的密度，1.1×10³kg/m³；G为浮力杆自身的重力，N；V为浮力杆下降到H处的瞬时速度，V(H，L，h，G)；L为炮孔中空气柱的高度，m；F为额外施加给浮力杆的压力，N；f为泥碴的反作用力，N；W为450kg炸药在炮孔中受到水的浮力，N。

由公式(1)计算浮力杆在含水炮孔下降过程中受到的浮力，作为制做浮力杆重量(2)的参考。公式(3)用以计算下落过程的瞬时速度。露天台阶爆破将炸药沉降的极限深度作为孔深测量值时，可参考公式(4)计算炮孔中浮力杆自由下落后还需施加的外部压力F值。

4、试验验证及结果：

由于露天台阶松动挤压爆破和台阶预裂爆破深孔内部水环境复杂、观测困难。我们从大矿现场取泥碴样品，在实验室内模拟炮孔内温度规律，将水和泥碴按比例混合，静置72小时测定水溶解度和水密度与现场爆破前测定结果基本相同。试验模拟中炮孔直径和水环境(温度、溶解度等)与采场相同(泥碴直接从采场获取)。

试验验证片麻状混合岩或高品位磁铁矿矿岩泥碴在钻孔水环境中混合成悬浮状水泥浆。经过钻孔作业至台阶爆破之间的72小时沉淀，钻孔内矿物岩碴几乎不溶解于水，水浆的密度与同温度下水的密度基本相等。孔内水清澈透明，水与泥碴分界面清晰可见，水炮孔孔底泥碴松散系数并不比干孔泥碴松散系数小。验证了炮孔测量条件能实现浮力杆进水端能够及时封闭进而有效进行测量的要求。试验中浮力杆测量结果与实际高度误差不超过1.5cm。

5、现场测量数据：

我们在大孤山铁矿对20个炮孔进行了现场测量。其中14炮孔个为-186台阶爆破装药前的测量结。另外6个炮孔为大矿-319台阶靠帮炮孔，是8#牙轮钻当天新布的炮孔。现将数据统计整理如下，并对其进行折线图分析。

根据数据表的实测数据，用origin软件得到了带数据标记的折线图。纵坐标为数值，横坐标为炮孔编号，分析5种测量数据的分布情况。如图6所示，离散型分布炮孔中，孔内空气柱高度和含水深度变化幅度很大，即使同一台阶其变化范围也在0～11m之间，同一台阶水炮孔多分布在台阶中间靠边帮位置。如图7所示，对于新钻取的连续炮孔测量，则炮孔深度、含水量、水温度和泥碴厚度数值变化幅度很小，数据曲线趋于平稳。

6、结论：

现场测量露天台阶松动爆破和露天台阶预裂爆破中深孔环境复杂，孔内情况难以直接观测。含水炮孔会影响牙轮钻钻孔效率，台阶爆破装药遇到水炮孔会影响炸药沉降速度，炮孔内泥碴使得炸药位置难以确认，陷入泥碴的重铵油炸药性能会有所改变(比如降低密度、拒爆现象)，现场装药时甚至将已经钻好的炮孔用干碴装袋进行回填。

(1)通过浮力杆研制，得到了一种新型的露天矿山炮孔测量技术。其操作简单，测量数据误差较小，材料来源广泛。可以为台阶爆破前装药提供准确的炮孔状态数据。

(2)通过现场调研和试验论证，说明了混合岩和磁铁矿矿岩在水中溶解度极小，炮孔中水泥浆密度在沉淀24小时后接近同温度下水的密度。水炮孔矿岩泥碴也可以比干孔泥碴堆积稳定，在水压力与水浮力双重作用其下密度可以大于干孔泥碴。

(3)露天台阶现场孔深测量时选用的测绳并没有精确的分度值，放绳和收绳操作费时费力，测绳无法精确读取水深和泥碴高度，测绳测量的历史数据孔深变化并不大，所以误差较大。浮力杆相比于测绳能为台阶爆破提供更准确的炮孔状态数据。

(4)根据文中提出浮力杆的4个力学公式，可控制和计算浮力杆自由下落的过程。通过这些公式也可模拟不同质量的炸药在水炮孔中的下落深度，以炸药沉降位置作为孔深测量的一种新的参考。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆，其特征在于，包括由悬浮杆、副杆、悬浮刻度球、进水端和空气端组成的浮力杆；所述悬浮杆和副杆并列设置且为对称的管状结构，且中间相邻管壁高度均小于整体管壁高度；两者之间可拆卸地连接，多个重量且大小相同的悬浮刻度球竖直排成一列设于悬浮杆内；浮力杆的顶部为空气端，且悬浮杆和副杆的顶部均为敞开式结构；浮力杆的底部为进水端，其中悬浮杆的底部为敞开式结构，副杆底部设可拆卸挡板；悬浮刻度球为空心浮力球，其表面带有刻度标记，使悬浮杆内的悬浮刻度球组成活动的刻度标尺，且该刻度标尺的分度值为悬浮刻度球的直径；浮力杆的进水端底部设进水孔网，进水孔网与锥形金属罩通过多个伸缩螺旋弹簧弹性连接，锥形金属罩上部边缘与进水端通过卡扣活动连接，卡扣扣紧后进水端通过锥形金属罩封闭；悬浮杆外壁设有直线刻度尺，直线刻度尺的起始刻度为卡扣扣合后锥形金属罩顶端到悬浮杆直线刻度尺刻度起点的距离。

2.根据权利要求1所述的台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆，其特征在于，所述悬浮杆和副杆均为半圆形管状结构，与悬浮刻度球为两点内切接触。

3.根据权利要求1所述的台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆，其特征在于，所述悬浮杆和副杆为硬质空心管，采用透明材质或不透明材质；当采用非透明材质时，悬浮杆顶部自上而下设至少2m长的透明观察窗。

4.根据权利要求1所述的台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆，其特征在于，所述副杆顶部加设软管，软管的形状与副杆形状相匹配。

5.根据权利要求1所述的台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆，其特征在于，所述悬浮刻度球为空心塑料圆球，表面光滑并印有刻度标记；悬浮刻度球内封闭少量低密度气体以减轻自重；悬浮刻度球的直径为2～5cm。

6.根据权利要求1所述的台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆，其特征在于，所述进水孔网具有与锥形金属罩相配合的形状，锥形金属罩与进水端的卡扣接合处设毛刺结构用于卡合后的密封。

7.根据权利要求1所述的台阶爆破水炮孔深度测量用浮力杆，其特征在于，所述悬浮杆与副杆相邻管壁顶部设转动副，转动副由铰链及斜板组成。

8.基于权利要求1所述浮力杆的台阶爆破水炮孔深度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将组装好的浮力杆进水端一侧向下伸入待测量的水炮孔中，浮力杆进水端进入水面前悬浮杆上对应水炮孔孔口位置的直线刻度H与悬浮刻度球的对应刻度值的差值固定不变；

2)浮力杆进水端进入水面的过程中，悬浮杆内的悬浮刻度球在浮力作用下上浮，顶部的悬浮刻度球通过转动副越过悬浮杆与副杆相邻的管壁进入到副杆内，由下一个悬浮刻度球占据其原来的位置；将水炮孔孔口至水面的高度记为空气柱高度L，L即为悬浮杆内最上部悬浮刻度球所标记的刻度数；则浮力杆进水端全部进入水面后直到浮力杆自然沉降到水碴分界面前L保持不变；

3)浮力杆自然沉降到水碴分界面后，受阻力作用不再自然沉降，少量泥渣进入进水端将进水孔网上的孔眼封闭；此时水面至水碴分界面的水柱高度即水炮孔含水深度h，且h＝H-L；

4)浮力杆自由落体结束后，人为施加给浮力杆一个使其钻进泥碴层的力F，进水端穿过泥碴层时锥形金属罩受反作用力f与进水端靠近，并通过卡扣扣合使进水端封闭；浮力杆底部穿透泥碴层后停止移动，此时的H值即为水炮孔深度，孔底泥碴深度＝H-L-h；

5)以上测量过程结束后，将浮力杆从水炮孔中取出，将副杆与悬浮杆分开，拆下副杆底部的可拆卸挡板，通过副杆顶部的软管加压自副杆中取出悬浮刻度球；将副杆与悬浮杆重新固定，将悬浮刻度球按顺序重新放入悬浮杆中，悬浮刻度球在重力作用下自动归位；分离进水端与锥形金属罩之间的卡扣；重复步骤1)-步骤4)，即可测量下一个水炮孔的深度。