煤炭学报

作者：胡雄武, 徐标, 张平松, 吴荣新, 付茂如, 程林,

关键词：采煤工作面, 底板水, 双频激电法, 数值仿真,

深部煤层开采常遭受底板水害威胁，严重影响煤矿安全高效生产。 采用矿井电法实施采场 底板岩层富水性探测是煤矿水害防治工作中的一项重点内容，但该方法面临实测电阻率多解性强 及异常定位不准的难题。 为进一步提高对岩层富水区的判定精度，提出了采煤工作面双频激 电(Induced Polarization，IP)全方位探测方法。 结合淮南矿区深部 A 组煤层顶底板地质与地电条 件，构建了不同方位的圆柱体富水异常地电模型;以 Cole-Cole 模型为激电效应基础，采用有限元 方法实施了双频激电数值模拟，理论分析了不同异常模型的激电视参数响应特征，其结果表明: 1 单巷激电视参数表现为低阻高频散异常，曲线“交点”可准确定位异常模型的走向位置，但难以 确定异常模型的准确方位。 2 双巷透视各发射点对应的激电视参数曲线在异常模型附近聚焦，同 样表现为低阻高频散异常特征，发射点与异常模型的位置关系决定了视参数曲线形态及性质，接收 点与异常模型的位置关系决定了异常幅度大小。 激电视参数对面内及巷道底板异常模型的响应幅 度大，对面外模型异常响应幅度偏小。 为进一步评价激电视参数成像精度，对比分析了双巷透视和 全方位数据的三维反演结果，表明单巷测深和双巷透视数据可相互约束，利用全方位方法所得的激 电反演结果能精准定位各异常模型，体现了该方法的优越性。 工程实践进一步表明，该方法能有效 降低电性异常的多解性，大幅提高异常空间定位精度，改善煤层底板岩层富水区的判定效果，为煤 矿水害精准防治提供了有力的技术支撑。

来源：2022年第8期

《煤炭学报》期刊编辑部

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