孔内直流电法超前探测研究：提高隧道与煤矿巷道准确性

"孔内直流电法超前探测正演模拟研究" 本文主要探讨了如何提高隧道和煤矿巷道的超前探测准确性，特别是在面对复杂的水文地质条件时。研究结合了超前水平钻孔法与直流电阻率法，创新性地提出在工作面向前钻孔并在孔内布置探测电极，以此构建直流电法超前探测模型进行正演模拟。通过Matlab软件对数据进行处理，分析了两种不同探测电极布置方式（巷道后方和工作面钻孔内）得到的视电阻率曲线，以及巷道内存在干扰体时的视电阻率变化情况。 在具体的应用场景中，矿区面积约为1.0925平方千米，平均走向长度1239.4米，倾向宽度881.5米。开采的煤层包括6#和8#，最低标高670米，最大开采深度269米。在水文地质参数的计算上，采用了大井法，以潜水计算公式来估算矿井的涌水量。渗透系数K取值为2.137米/天，大井半径r0为590米，影响半径R为2500米，水头高度H和含水层厚度S均取值为67.67米。计算结果显示，矿井正常涌水量为775立方米/小时，最大涌水量预计为950立方米/小时。 研究表明，通过在工作面钻孔内布置探测电极进行孔内直流电法超前探测，可以显著减小巷道内干扰体的影响，提高探测的灵敏度和准确性。实际观测到，当掘进垂深达到118米以下时，涌水量达到400立方米/小时，且随深度增加涌水量并未明显增大，这表明井筒涌水主要来源于穿过煤系地层裂隙含水层时的涌水。 矿区内主要的含水层有两个，分别是第四系孔隙潜水含水层和煤系风化带孔隙-裂隙含水层。其中，霍林河地区的白垩系下统霍林河组风化裂隙含水带是直接影响矿井充水的主要含水层，地表水也是需要注意的充水来源。因此，在开采过程中必须防止裂隙带与地表河床砂砾石含水层的连通，以避免矿井水害的发生。 孔内直流电法超前探测技术对于优化隧道和煤矿巷道的水文地质探测具有重要意义，能够提供更准确的地下水动态信息，有利于保障采矿作业的安全和效率。而矿井涌水量的精确预测对于矿井的长期规划和安全管理至关重要，能有效预防和控制矿井水灾。