李静蕊，解海军，孙展雄

(1.西安科技大学 地质与环境学院，陕西 西安 710054； 2.陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室，陕西 西安 710054)

随着煤炭工业迅速发展，我国煤炭开采深度越来越大，井下的地质情况也越来越复杂[1-3]，开采时所遇到的地质问题也越来越多。这些问题导致矿井频繁发生突水事故，轻者影响矿井正常生产，造成经济损失，重者造成井下被淹、甚至造成重大的人员伤亡[4-7]。在巷道掘进过程中，前方隐伏的导水、含水地质构造一直是困扰安全生产的大隐患。对于那些埋藏深、长度大、地质环境比较复杂的异常构造[8-10]，进行直流电法超前探测是至关重要的。

在直流电法超前探测研究方面，针对巷道掘进工作面前方异常体的定位和定性研究，不少学者做了大量研究。黄俊革等[11]给出了全空间板状体模型点电源电位解析解，在此基础上应用有限元模拟计算巷道超前探测的异常响应；王小龙等[12]通过COMSOL Multiphysics正演模拟，研究了巷道前方存在不同形状异常体时矿井超前探测视电阻率曲线的形态及极值点位置；韩德品等[13]通过研究矿井直流电法7电极系探测装置系统，预测出煤矿掘进工作面前方较长距离灾害性含导水构造及其位置，能解释掘进巷道前方0～140 m内灾害性含导水地质构造及其位置；刘璐[14]通过数值模拟、物理模拟与工程实验相结合的方法，系统研究了直流电法超前探测的各类影响因素对探测结果的影响。

上述研究从不同方面讨论了直流电法超前探测技术及其对地质异常体的响应特征，但是影响井下探测效果的因素较多，使得信噪比降低，影响了探测精度[15-21]。……