11848.小窯采空區(qū)直流電法超前探測研究

1、分類號：密級：碩士學(xué)位論文小窯采空區(qū)直流電法超前探測研究小窯采空區(qū)直流電法超前探測研究StudyontheApplicationofMineDCElectricInadvanceDetectioninCoalMineGoaf申請人姓名：張倚瑞指導(dǎo)教師：李新虎專業(yè)名稱：地球探測與信息技術(shù)研究方向：電磁法勘探技術(shù)西安科技大學(xué)二〇一五年六月論文題目：小窯采空區(qū)直流電法超前探測研究專業(yè)：地球探測與信息技術(shù)碩士生：張倚瑞（簽名）指導(dǎo)教師：李新虎（

2、簽名）摘要我國許多礦區(qū)都有小窯采空區(qū)的存在，小窯采空區(qū)邊界不清且富水性較強(qiáng)時(shí)，煤礦生產(chǎn)必須對由此引起的安全隱患重點(diǎn)排查。目前常用探測小窯采空區(qū)的物探方法分為地面和礦井兩類，但地面探測受到探測深度和精度的限制，很難指導(dǎo)實(shí)際的掘進(jìn)生產(chǎn)工作。礦井隨掘超前探測技術(shù)是探查迎頭前方是否存在小窯采空巷道的有效方法之一，也是目前隨掘探測應(yīng)用最為廣泛的手段。但由于探測資料處理及解釋的不充分，使得資料的反演精度受到一定限制?；谏鲜霰尘?，本文從點(diǎn)源人工場和

3、超前探測的基本理論出發(fā)，在查閱相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合實(shí)習(xí)期間現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用COMSOL有限元數(shù)值模擬軟件建立了合適的地電模型，討論了改變激勵(lì)電流和改變低阻巷道空間位置時(shí)模型的電位分布規(guī)律。得出觀測電位大小與激勵(lì)電流大小成正比；以及低阻巷道的異常響應(yīng)必須經(jīng)過處理才能較清晰識別的結(jié)論。而后對計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成探測方法成果，并在此基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)“歸一化”校正的思路，對兩種處理方法進(jìn)行了對比討論。得出異常響應(yīng)大小與低阻巷道距離迎頭遠(yuǎn)近

4、成反比；巷道位置距迎頭大于30m時(shí)會(huì)帶入難以避免的“假異?！?；經(jīng)過改進(jìn)后“歸一化”的校正能夠使得異常特征更易分辨的結(jié)論。最后，通過鄉(xiāng)寧縣某煤礦的幾例實(shí)驗(yàn)，對比討論了兩種處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)及效果。本文提出的校正辦法是建立在理想條件下的，而實(shí)際的探查環(huán)境往往非常復(fù)雜。因此，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的效果仍需要進(jìn)一步的研究和總結(jié)。盡管如此，通過對以往實(shí)例的總結(jié)發(fā)現(xiàn)該校正辦法仍有較為明顯的效果。關(guān)鍵詞：直流超前探測，小窯采空區(qū)，點(diǎn)源場，有限元法，歸一化