掘进工作面直流电法超前探测技术问题探讨

李飞¹，张永超²，连会青¹，王圣龙³，齐黎明¹，郑贵强¹

1. 华北科技学院矿井灾害防治河北省重点实验室2. 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院3. 中煤科工集团重庆研究院有限公司

摘 要：直流电法是目前煤矿掘进工作面超前探测的主要方法,探测效果直接关系煤矿安全生产,对其探测效果有必要做进一步的研究。针对球壳理论,建立了点电源一侧含异常体模型并计算了三维电位值,分析了点电源一侧存在异常体时,在点电源另一侧的电位分布情况,建立了掘进工作面前方不同距离含立方异常体和无限大板状异常体模型;通过数值模拟计算,研究了视电阻率异常范围和异常体实际大小的关系,以及视电阻率异常位置与异常体实际位置的关系;对位于测线不同位置的异常体模型进行了数值模拟计算,研究了该方法对测线前方和对测线下方异常体的探测灵敏度;建立了典型含水体探测模型,进行了仿真计算,并基于几何交汇原理成图,探讨了典型含水体探测效果;最后介绍了2个典型的未成功探测工程实例,将探测结果和前方已知地层富水情况进行了对比说明。研究结果表明:点电源一侧存在异常体时,在点电源另一侧不会产生突变的异常,球壳理论应用计算结果不是太理想;视电阻率异常范围远大于异常体实际大小,视电阻率异常位置与异常体实际位置亦不对应;超前探测结果主要为巷道底板而不是巷道前方地质情况的反映;直流电法巷道掘进工作面超前探测方法探测精度和分辨率均较低,成果图中难以有效识别异常体的大小和位置,现有掘进工作面直流电法超前探测方法的探测原理和数据处理解释方法有待进一步研究。

关键词：直流电法;掘进工作面;超前探测;探测效果;