聚焦双频激电法：煤矿巷道超前探测的电场扫描策略

本文主要探讨了矿用聚焦双频激电法在煤矿巷道超前探测中的应用。该方法结合了双频激电法和电场扫描探测理论，旨在提高探测精度和效率。文章首先基于共线点电流源的电力线方程理论，推导出针对煤矿巷道的电场边界电力线方程算法，这是一种数学模型，用于描述电场在巷道中的分布和变化。 作者们提出了电场扫描探测策略，通过对电场的逐点测量，分析了电场扫描探测的实际分辨率，即探测设备能够在多大程度上分辨出巷道中微小的地质结构变化。理论上，通过调整探测仪各通道的电流强度，可以灵活控制探测的分辨率，但在实际操作中，分辨率会受到地质条件的限制。 文章还深入研究了电介质边界条件对电力线的影响，通过巷道地质结构模型，推导出了电力线偏移向量的求解公式。地质异常体的存在会导致电力线的路径偏离，具体表现为，板状体的厚度增加、围岩与板状体电阻率比值增大或板状体倾角增大时，电力线偏移向量的横纵坐标的绝对值也随之增大。这些发现对于理解和预测地下地质结构具有重要意义。 利用电场聚焦和偏转扫描探测技术，可以精确地确定地质异常体的直径和方位，这对于预防和控制煤矿巷道的灾害性地质事件，如煤层瓦斯突出和地面塌陷等，具有重要的实践价值。本文的研究成果为煤矿巷道的地质安全评估提供了科学依据，并展示了聚焦双频激电法在现代矿产探测中的前沿应用。 关键词包括：煤矿巷道、超前探测、聚焦双频激电法、电场扫描、探测分辨率。该研究得到了基金项目的资助，显示出其在行业内的学术价值和实用性。整体来看，这篇论文为煤矿巷道探测技术的发展做出了重要贡献，有助于提升我国煤矿开采的安全性和效率。