验证巷道直流电法超前探测技术的准确性与应用潜力

"这篇论文《再论巷道直流电法超前探测技术的有效性》由王鹏、鲁晶津和王信文共同撰写，发表于2020年12月的《煤炭科学技术》杂志第48卷第12期。论文主要探讨了煤矿井下直流电法超前探测技术的原理、应用及其有效性。这项技术在中国煤矿已有近30年的实践，但存在一些质疑其有效性的观点。作者基于均匀全空间中的无限延伸板状体、球体或立方体模型，通过点电源电位分布的计算和异常特征参数的提取，建立了异常距离与特征参数极小值的关系，并分析了底板异常的响应特性。研究结果显示，掘进工作面前方的异常体确实能在巷道后方产生明显的电位异常，验证了技术的基本原理。同时，他们指出前方低阻体与后方视电阻率异常位置并不呈现镜像关系，选择适当的异常特征参数可以准确判断异常位置。此外，论文还讨论了如何区分巷道前方低阻体与底板低阻体的电位异常，提出最大探测距离可达80米。因此，直流电法超前探测技术被证实是有效的，值得进一步推广和完善。关键词包括直流电法、超前探测、板状体、球体以及异常提取。" 这篇论文详细研究了直流电法超前探测技术在煤矿井下的应用。直流电法是一种利用电流在地层中传播的差异来探测地质结构的方法，特别是对于寻找掘进工作面前方可能存在的富水异常体非常有用。论文作者通过建立数学模型，对不同形状的异常体（如无限延伸板状体、球体或立方体）进行了电位分布的计算，以此分析探测异常的特征。他们发现，即使异常体位于掘进工作面前方，也能在巷道后方检测到相应的电位异常响应，这证明了该技术的理论基础是正确的。 在实际应用中，确定异常体的位置是关键。作者指出，前方低阻体与后方视电阻率异常的位置关系并不是简单的镜像对应，而是需要通过特定的异常特征参数来确定。这意味着通过精细分析异常参数，可以更准确地定位异常体的位置，从而避免掘进过程中遇到潜在的安全风险。 论文还涉及到了底板低阻体的影响，它们也可能导致电位异常，但可以通过比较异常响应的特征来区分是来自前方还是底板。这一发现对于识别和区分不同来源的地质异常至关重要，有助于提高探测的准确性。 最后，作者通过计算得出，使用直流电法超前探测的最大理论距离可达到约80米。这一结果强调了该技术在实际操作中的实用性，特别是在深井或复杂地质条件下的矿井中。论文结论认为，直流电法超前探测技术不仅有效，而且有广阔的应用前景，需要进一步的实践和理论研究以持续优化和完善。