坑道直流聚焦多點電源探測聚焦與偏轉效應研究

劉志民，李 冰，潘 越，吳 淼

(1.河北工程大學 機械與裝備工程學院，河北 邯鄲 056038；2.中國礦業大學(北京)機電與信息工程學院，北京 100083)

0 引 言

電法勘探在礦產開采、隧道掘進等地下工程施工領域中廣泛應用，施工過程中通過查明坑道前方的地質情況，可有效避免水災、動力地質災害和瓦斯等災害的發生，對保證財產及生命安全具有重要意義。直流電法是電法勘探中最常用的探測方法之一，與地質雷達法[1]、地震勘探法[2]、瞬變電磁法[3]等探測技術相比，具有探測距離遠、操作簡單、適應能力強等優點，然而直流電法勘探技術多采用點電源供電和常規的電阻率剖面裝置進行測量，其探測結果通常會受到坑道后方及旁側的機電設備、軌道、地形起伏、電磁干擾等因素影響，有時會造成掘進前方異常體的資料解譯與實際工況產生較大偏差[4-5]。因此，為增加水平勘探深度，減小上述干擾因素影響，提高超前探測結果的準確性，國內外眾多學者提出聚焦電法探測技術，并針對聚焦電法探測技術開展大量研究。

DOLL[6]在休斯敦試驗中設計了七電極側向測井技術，PANISSOD等[7]提出多電極在地面聚焦排列方式，并在側向測井領域進行了可行性驗證。阮百堯等[8-9]提出一種在掘進工作面上設立環狀電極組，使探測電流場具有聚焦功能的新型探測裝置與方法。文獻[10-12]對直流聚焦電阻率法的超前探測距離及其影響探測距離的主要因素進行有限元數值模擬，并對多種電極組合進行對比分析，通過數值模擬得出了探測效果較為理想的電極組合裝置，并從理論上驗證了直流聚焦電阻率法探測技術對掘進正前方異常體探測具有較強的敏感性。……