张卜文

(中煤科工集团 西安研究院有限公司，西安 10077)

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图1 三极装置工作原理示意图Fig.1 Working principle of three pole device

我国煤炭开采以井工矿开采为主，随着近几年煤炭需求增加，煤矿的开采深度向深部延伸，但是相应的水文地质条件也更加复杂，水害防治形势变得更加严峻[1]。煤矿井下水害事故大多发生在巷道掘进期间和工作面回采期间[2],为了满足煤矿地质安全保障的强烈需求，预防矿井水害事故，在工作面回采前期查明工作面附近隐伏的灾害性地质构造，是矿井物探需要解决的关键问题[3]。巷道直流透视技术是上世纪90年代发展起来的一种直流类勘探方法[4]，它主要用来探测工作面煤层底板或顶板一定深度范围内的富水异常[5]。在井下施工中电极一般布设在工作面周围的巷道中，但是由于巷道空间限制，导致数据采集密度较低且无法获得三维观测数据，因此在实际资料解释中普遍采用二维剖面[6]。常用的数据处理方法有电阻率CT成像、二维反演等。电阻率CT成像是借鉴医学CT技术的思想[7]，将探测区域化分为许多方形单元，然后通过最优化反演拟合观测数据来求解探测区域的电性结构，但其实质是沿着理论电流方向修正电阻率，同样存在成像结果不准确的问题[8]，视电阻率异常幅度大小取决于供电源和接收装置距离待探查异常区的距离。而二维反演是通过拟合实测数据来获得地下电阻率的经典方法。笔者为了解决巷道直流透视技术二维反演在实际应用中的诸多问题，开展了矿井巷道直流透视二维反演成像技术研究，以实现煤矿工作面附近富水构造的精细解释。……