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国内刊号：61-1155/P
国际刊号：1001-1986
发布日期:
作者：周官群, 许少添, 张维鑫, 王亚飞, 吴小平, 胡雄武, 陈兴海, 曹煜,
关键词：矿井直流电法, 超前探测, 数值模拟, 双孔观测, 视电阻率, 水害防治,
意义矿井直流电法是一种高效的地球物理探测技术，可用于识别并圈定地下电性异常区，是探测掘进工作面前方含导水构造的重要手段之一。方法结合煤炭开采中的探放水钻孔，借鉴地面跨孔直流电阻率CT法的观测系统，设计了一种双孔直流电法超前探观测系统。采用COMSOL软件进行数值模拟，建立均质全空间模型，并以低阻球体模拟富水区。设计了钻孔与掘进方向夹角分别为22.5°、30°和45°的单孔测深、双孔透视和双孔跨越3种观测系统，通过模拟获取全电位矩阵，并计算视电阻率及反演成像，对比不同观测方式和角度对低阻球体勘探效果的影响。结果和结论(1) 当异常体位置固定时，钻孔与掘进方向夹角变大，视电阻率曲线趋于平缓，极值点不明显，难以识别低阻球体的影响范围；夹角越小，曲线越容易出现极大值和极小值，异常响应更显著。(2) 数值模拟的反演结果显示，夹角越小，低阻异常区的位置与球体位置越吻合，电阻率值更接近预设值，其中，双孔跨越式观测装置效果最好。(3) 水槽物理模拟的反演结果表明，当双孔夹角变小时，从单孔测深、双孔透视到双孔跨越装置，随着采集数据量的增加，勘探效果逐渐变好。这与数值模拟的结果一致，进一步证明了观测系统的可靠性，为巷道掘进中的超前探测提供了新的技术指导。
来源：2025年第11期
《煤田地质与勘探》期刊编辑部
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