聚焦双频激电法：阻容网络模拟下精确探测含水构造特征

本文主要探讨了基于阻容网络的聚焦双频激电法在煤巷综掘探测含水地质构造中的精确模拟研究。聚焦双频激电法作为一种在地下矿井探测中常用的技术，旨在识别潜在的含水地质结构异常，这对于确保矿井安全至关重要。传统方法可能存在一定的误差，因此，该研究旨在通过改进阻容网络物理模型，提高正演模拟的精度。 首先，研究者根据煤巷内含水地质构造的实际工作环境和聚焦效应的探测原理，构建了一个地电测试探测模型，并设计了一个与其功能相当的阻容网络模型。阻容网络，作为电子学的基础元件，通过调整其参数（如电阻和电容）可以模拟不同的电场特性。在这个模型中，他们利用MATLAB软件中的Simulink组件，特别是SimPowerSystems模块，精细地构建了探测系统的仿真电路模型。 通过改变阻容网络的参数，研究人员模拟了含水地质构造对视电阻率（表示地下岩层电阻率的相对值）和视幅频率（反映地下电场强度的变化）的影响。实验结果显示，随着测点离掘进断面距离的增加，视幅频率呈现出逐渐增大的趋势，这可能表示含水异常体附近的电场变化更为显著；同时，视电阻率则呈现递减，意味着在靠近含水异常体的地方，地层的电阻性降低，显示出更强的激电效应。 这一发现对于优化井下探测策略具有重要意义，因为它揭示了如何有效地利用聚焦双频激电法来定位含水异常区域，从而减少开采过程中的安全隐患。通过这种方法，工程师们能够更加准确地预测和规划钻探路径，提高地质灾害的预警能力。 文章的作者包括李冰、张密科、刘志民等人，分别来自河北工程大学、中国公路车辆机械有限公司和中国矿业大学，他们在电法超前探测仪器的研发与应用方面有着丰富的经验。该研究成果发表于《煤炭工程》期刊，被多个基金项目支持，包括国家863计划项目、河北省自然科学基金项目以及河北省高等学校科学技术研究项目。 这篇论文提供了聚焦双频激电法在复杂地质条件下进行精确探测的重要理论依据和技术指导，对于提升煤矿开采的安全性和效率具有实际应用价值。