掘进工作面直流电法超前探测技术问题探讨 论文

直流电法是目前煤矿掘进工作面超前探测的主要方法，其探测效果直接关系煤矿的安全生产。为了进一步研究这一方法的探测效果，针对球壳理论进行了探讨，并建立了点电源一侧含异常体的模型，通过三维电位计算分析了异常体对另一侧点电源的影响。在掘进工作面前方设置了含立方异常体和无限大板状异常体的模型，借助数值模拟研究了视电阻率异常范围和实际异常体大小之间的关系，以及视电阻率异常位置与实际位置的对应性。同时，还对测线不同位置的异常体模型进行了计算，以评估该方法对测线前方和测线下方异常体的探测灵敏度。

在此基础上，建立了典型含水体探测模型并进行仿真，结合几何交汇原理生成探测图像，从而进一步讨论含水体探测的效果。还介绍了两个典型的未成功探测案例，通过将探测结果与前方已知地层富水情况进行对比，验证了球壳理论在此应用中的不准确性。研究结果表明，在点电源一侧存在异常体时，另一侧并不会出现突变的异常，且视电阻率异常范围明显大于实际异常体大小，视电阻率异常位置与实际位置也不对应。

在具体工程中，超前探测结果显示，探测的重点通常集中在巷道底板，而不是巷道前方的地质情况，导致探测精度和分辨率较低，最终的成果图中难以有效识别异常现象。如需进一步了解关于矿井直流电法探测技术的数值模拟研究，可以参考相关文献和模拟结果，点击《基于COMSOL Multiphysics数值模拟的矿井直流电法超前探测研究》获取更多详细内容。