巷道直流电阻率法三维模拟：精确超前探测与旁侧影响识别

巷道直流电阻率法是一种广泛应用于煤田地质探测的无损检测技术，它通过测量电场响应来评估地下岩石的电阻率，从而推断矿产资源的存在和分布情况。本文的研究焦点在于巷道超前探测的三维数值模拟，这是在实际工程环境中提高探测精度和效率的关键步骤。 首先，作者采用了一种高效的数值模拟方法——代数多重网格快速算法。这种算法能够精确地处理二维和三维空间中的有限差分问题，对于复杂地质结构下的电阻率场计算具有显著的优势。通过对均匀全空间板状体进行数值模拟，并与解析解进行比较，结果显示，代数多重网格法的应用使得模拟结果的误差控制在极低水平，最大误差不超过0.28%，这表明其在精度上的高可靠性。 在实际应用中，巷道的形状和结构（如空腔）对测量结果有显著影响。文章指出，空腔可能导致测量数据的偏差。为解决这个问题，作者提出了采用比值曲线校正的方法，通过对测量数据进行特定的处理，成功地消除了空腔效应，修正后的视电阻率极值与理论值之间的误差减小到了2.4%，大大提高了数据的准确性。 接下来，作者探讨了如何处理巷道探测中的旁侧影响问题。旁侧影响是指在巷道两侧的导电介质可能干扰到前方异常的探测。为准确识别前方异常，作者提出了一种策略，即在不同的巷道面上进行定点源测量，或者在掘进过程中进行定点测量，这样可以有效地捕捉到这些影响并作出正确的判断。 巷道直流电阻率法的三维数值模拟是煤田地质探测领域的重要工具，通过代数多重网格快速算法和针对性的数据处理方法，研究人员能够有效克服各种干扰，提高探测的精度和可靠性。这对于煤炭资源的高效开发以及安全开采具有重要意义。此外，该研究成果也为其他领域的地下空间探测提供了有价值的参考。