工作面采動破壞過程電阻率動態(tài)響應(yīng)特征研究

魯晶津

（中煤科工西安研究院（集團）有限公司，陜西 西安 710077）

0 引言

我國大多數(shù)煤礦水文地質(zhì)條件復(fù)雜[1]，部分煤礦工作面頂?shù)装褰?jīng)注漿改造后，突水事故仍時有發(fā)生，迫切需要礦井水害隱患地質(zhì)信息透明化為煤礦開采保駕護(hù)航[2-4]。

工作面回采過程中的水害事故往往是由于頂?shù)装迤茐膶?dǎo)致新生裂隙與含水層導(dǎo)通而引起的。要實現(xiàn)礦井水害隱患地質(zhì)信息透明化，僅依靠回采前的靜態(tài)地質(zhì)探查是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要對采動過程中動態(tài)發(fā)育的水害隱患進(jìn)行實時監(jiān)測。目前，針對采煤工作面的水害監(jiān)測技術(shù)主要以微震監(jiān)測[5]、礦井電阻率法監(jiān)測[6]和光纖多參數(shù)（水溫、水壓、應(yīng)力等）傳感器監(jiān)測[7]為主。其中礦井電阻率法監(jiān)測具有識別裂隙含水性的優(yōu)勢，在水害監(jiān)測中應(yīng)用前景廣闊[8]。然而，礦井電阻率法屬于體積勘探，監(jiān)測數(shù)據(jù)中既包含水害隱患的異常響應(yīng)信息，也包含覆巖變形破壞、底板破壞等采動破壞的異常響應(yīng)信息。一般采動破壞的規(guī)模和范圍遠(yuǎn)大于水害隱患，其異常響應(yīng)會對水害隱患的識別形成較大干擾。為了準(zhǔn)確識別水害隱患的異常響應(yīng)信息，需要深入分析工作面采動破壞過程的電阻率響應(yīng)特征。

在覆巖變形破壞的電阻率響應(yīng)特征研究方面，于師建等[9]、程久龍等[10-11]通過物理模擬和數(shù)值模擬對覆巖破壞“上三帶”的電阻率進(jìn)行了量化；張平松等[12-14]采用立體電法對頂板巖層變形與破壞裂隙發(fā)育特征展開研究，獲得了垮落帶和斷裂帶的發(fā)育高度；王瑩等[15]建立了煤層受采動影響下覆巖電性動態(tài)變化的地電模型，通過正演模擬對覆巖電性變化規(guī)律展開研究；吳榮新等[16-17]通過頂板孔中阻率法分析了工作面采動超前影響范圍、覆巖導(dǎo)水裂隙帶高度等。在底板破壞的電阻率響應(yīng)特征研究方面，劉樹才等[18]建立了底板采動導(dǎo)水裂隙帶動態(tài)演化地電模型，通過三維正演獲得了煤層底板導(dǎo)水裂隙演化過程中的視電阻率響應(yīng)特征；張朋等[19]通過數(shù)值模擬和井下試驗獲得了底板破壞帶超前應(yīng)力壓縮區(qū)和膨脹區(qū)的電阻率特征；孫希奎等[20]進(jìn)行了煤層底板破壞規(guī)律電阻率法動態(tài)監(jiān)測，獲得了開采擾動在時間和空間上的變化特征；吳基文等[21]對注漿底板破壞深度展開研究，獲得了煤層底板采動裂隙演化過程的電阻率響應(yīng)特征；張平松等[22]利用跨孔電阻率CT 獲得了采動過程中工作面底板破壞的地電場響應(yīng)特征。

可見，由于煤層頂?shù)装迤茐臋C理不同，巖石破壞的電阻率響應(yīng)特征也有所不同。針對工作面采動破壞電阻率響應(yīng)特征的研究，一般從覆巖變形破壞和底板破壞2 個方面分別展開，卻忽略了覆巖變形破壞和底板破壞是同步存在、相互影響的事實。楊海平等[23]在采煤工作面同時進(jìn)行煤層頂?shù)装迦臻g地電場特征監(jiān)測研究，獲得了煤層頂?shù)装宀蓜忧昂箅娮杪释巾憫?yīng)特征，對保障工作面安全回采具有現(xiàn)實應(yīng)用價值。

為了進(jìn)一步提高礦井電阻率法對采煤工作面底板水害隱患監(jiān)測的解釋精度，本文同步考慮覆巖變形破壞和底板破壞的影響，建立工作面采動破壞過程動態(tài)地電模型，通過礦井電阻率法三維數(shù)值模擬和反演成像，分析采動破壞過程的電阻率動態(tài)響應(yīng)特征，識別和提取底板水害隱患的電阻率響應(yīng)特征，為礦井水害隱患地質(zhì)信息透明化提供技術(shù)支撐。

1 電透視法三維數(shù)值模擬和反演成像

1.1 電透視法三維數(shù)值模擬

電透視法采用人工點電源激發(fā)穩(wěn)定的地下電場，由于電場具有可疊加的特性，單極源和偶極源激發(fā)的電場都可以通過求解點電源的電場分布來獲得。采煤工作面一般位于地下數(shù)百米，在該深度放置點電源所激發(fā)的穩(wěn)定電場可視為全空間場，其滿足以下邊值問題：

式中：?為拉普拉斯算子；σ為任意點的電導(dǎo)率；u為任意點的電位；（x，y，z）為空間中任意點的坐標(biāo)；I為電流強度；δ為狄拉克函數(shù)；（x0，y0，z0）為點電源的坐標(biāo)；n為邊界面外法向；θ為點電源至邊界的半徑向量與n之間的夾角；r為任意點到點電源的距離；ГR為模型的外邊界面。

進(jìn)行電透視法三維數(shù)值模擬時，將點電源在均勻全空間中激發(fā)的電位作為一次場，其解析形式為

式中：up為一次場電位；σ0為供電電極周圍的圍巖電導(dǎo)率。

up同樣滿足式（1），具體形式如下：

假設(shè)存在異常電性介質(zhì)的全空間總場由一次場和二次場組成：

式中us為二次場電位。

將式（4）代入式（1），并與式（3）相減，可得二次場us滿足的邊值問題：

采用有限差分法對上述邊值問題進(jìn)行離散，對離散得到的大型線性方程組采用代數(shù)多重網(wǎng)格法[24]進(jìn)行求解，獲得二次場電位us的數(shù)值解。總的電位場u可根據(jù)式（2）和式（4）計算。

下文對不同的模型進(jìn)行電透視法三維數(shù)值模擬計算時，采用偶極-偶極觀測裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，當(dāng)某一條測線上的電極作為激發(fā)場源時，與其相對的另一條測線上的電極進(jìn)行觀測數(shù)據(jù)采集。2 條測線輪換進(jìn)行場源激發(fā)和數(shù)據(jù)采集。

1.2 電阻率三維反演

電阻率三維反演的目標(biāo)函數(shù)為

式中：m為 用于反演迭代的模型；Wd為數(shù)據(jù)權(quán)重矩陣；d(m)為對給定的電導(dǎo)率模型進(jìn)行正演計算所得的模擬觀測數(shù)據(jù)；dobs為實際觀測數(shù)據(jù)，具體為觀測電壓除以輸入電流；β為正則化參數(shù)，用于平衡最小化過程中數(shù)據(jù)誤差和模型正則化的影響；Wm為模型正則化矩陣；mref為參考模型。

目標(biāo)函數(shù)的第1 項保證了反演所得的模型能與觀測數(shù)據(jù)相匹配，第2 項在最終模型的基礎(chǔ)上強加了關(guān)于模型形狀、結(jié)構(gòu)等的先驗信息。

電阻率三維反演流程如圖1 所示。

圖1 電阻率三維反演流程Fig.1 Flow of 3D eletrical resistivity inversion

為了獲得 Φ(m)最小值，對式（6）進(jìn)行線性化處理，并對模型參數(shù)求導(dǎo)后令其為0，獲得模型更新公式：

式中：H為海森矩陣，為雅可比矩陣，J=?d(m)/?m；Δm為模型更新量；g為目標(biāo)函數(shù)梯度，(m-mref)。

采用擬高斯-牛頓法[25]對式（7）進(jìn)行求解，以獲得最佳模型更新量 Δm。之后建立一個新模型：

式中：mi+1為 第i+1 次迭代得到的模型；α為線性搜索參數(shù)，用來控制模型更新的幅度。

由于式（8）是對mi進(jìn)行線性化所得，新模型mi+1不一定是全局最優(yōu)解，還需重新對mi+1進(jìn)行線性化，并再執(zhí)行一次更新迭代。重復(fù)上述迭代過程，直至目標(biāo)函數(shù)或數(shù)據(jù)誤差減小至可接受的水平。

考慮到在煤礦井下實際應(yīng)用中，圍巖電阻率一般難以準(zhǔn)確獲取，本文對不同模型的電透視法模擬探測結(jié)果進(jìn)行反演時，初始模型均選取由煤系地層平均視電阻率構(gòu)建而成的均勻電阻率模型。此外，由于電透視法所有觀測數(shù)據(jù)都位于一個平面上，難以區(qū)分異常響應(yīng)是來自頂板還是來自底板，為了降低反演結(jié)果的多解性，在反演計算過程中加入了空間約束條件。對頂板監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行反演時，將反演目標(biāo)區(qū)域限定在頂板往上的空間內(nèi)；對底板監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行反演時，將反演目標(biāo)區(qū)域限定在底板往下的空間內(nèi)。

2 采動破壞過程動態(tài)地電模型

在工作面回采過程中，采掘活動造成的煤層頂?shù)装迤茐木哂写瓜蚍謳А⑺椒謪^(qū)的特征[26]。對于煤層覆巖變形破壞而言，按照巖層破斷程度不同，在垂直方向上可分為垮落帶、斷裂帶和彎曲下沉帶，一般稱之為“上三帶”，其中垮落帶和斷裂帶巖層沿煤層工作面推進(jìn)方向又可劃分為3 個區(qū)：煤壁支撐區(qū)、離層區(qū)和重新壓實區(qū)。煤層采動后，其底板巖層在采動礦壓作用下，也會造成不同程度的破壞。對采動后煤層底板破壞規(guī)律的深入研究和現(xiàn)場實測表明，采動后煤層底板存在“下三帶”：破壞帶、隔水層帶和承壓水導(dǎo)升帶。其中底板破壞帶在支撐壓力的作用下，沿煤層工作面推進(jìn)方向又可分為4 個區(qū)：超前應(yīng)力壓縮區(qū)、過渡區(qū)、卸壓膨脹區(qū)和重新壓實區(qū)。根據(jù)工作面推進(jìn)方向支撐壓力的分布規(guī)律，頂板的煤壁支撐區(qū)與底板的超前應(yīng)力壓縮區(qū)基本對應(yīng)，頂板的離層區(qū)與底板的卸壓膨脹區(qū)基本對應(yīng)，頂板的重新壓實區(qū)與底板的重新壓實區(qū)基本對應(yīng)。

覆巖變形破壞電阻率響應(yīng)的物理模擬和實測結(jié)果顯示[10]，垮落帶電阻率為正常圍巖的4～6 倍，斷裂帶電阻率為正常圍巖的2～3 倍，彎曲下沉帶電性特征受采動影響不明顯。對采動影響下底板巖層導(dǎo)電性變化規(guī)律的研究結(jié)果表明[18]，煤層底板巖層超前應(yīng)力壓縮區(qū)電阻率有所下降，但幅度不大。過渡區(qū)電阻率與原巖相比變化不大。卸壓膨脹區(qū)電阻率與巖層的含水性相關(guān)：若巖層含水，則卸壓膨脹區(qū)因充水，電阻率大幅下降；若巖層干燥，則膨脹區(qū)因裂隙高度發(fā)育，電阻率大幅升高。重新壓實區(qū)電阻率也與巖層含水性相關(guān)：巖層含水時其電阻率有所增大，但與原巖相比仍為低阻；巖層干燥時其電阻率有所減小，但與原巖相比仍為高阻。

根據(jù)上述原理，建立工作面采動破壞過程動態(tài)地電模型。如圖2 所示，將煤系地層簡化為三層地電模型，自上而下依次為砂巖層、煤層和石灰?guī)r層，各層厚度和電阻率設(shè)置：原始頂板巖層厚度為1 000 m，電阻率為200 Ω ·m；煤層厚度為5 m，電阻率為1 000 Ω ·m；原始底板巖層厚度為1 000 m，電阻率為500 Ω·m。采空區(qū)在原始煤系地層模型的基礎(chǔ)上簡化為五層地電模型，自上而下依次為原始頂板巖層、頂板斷裂帶、頂板垮落帶、底板破壞帶和原始底板巖層，各層厚度和電阻率根據(jù)回采進(jìn)度不同而有所區(qū)別。

圖2 工作面采動破壞模型Fig.2 Mining failure model of working face

為了模擬工作面回采過程中頂?shù)装鍘r層電阻率動態(tài)變化過程，根據(jù)回采進(jìn)度分別建立回采前、初次來壓前、初次來壓后、周期來壓等不同回采階段的工作面地電模型。模型根據(jù)導(dǎo)電性差異共設(shè)置10 個破壞分區(qū)：斷裂帶離層區(qū)，電阻率為頂板巖層電阻率的3 倍；斷裂帶重新壓實區(qū)，電阻率為頂板巖層電阻率的1.5 倍；垮落帶離層區(qū)，電阻率為煤層電阻率的6 倍；垮落帶重新壓實區(qū)，電阻率為煤層電阻率的3 倍；卸壓膨脹區(qū)，電阻率為底板巖層電阻率的3 倍；底板破壞帶重新壓實區(qū)，電阻率為底板巖層電阻率的1.5 倍；切眼/采煤工作區(qū)，電阻率為煤層電阻率的20 倍；過渡區(qū)，電阻率為底板巖層電阻率的0.9 倍；煤壁支撐區(qū)，電阻率為煤層電阻率的0.7 倍；超前壓縮區(qū)，電阻率為底板巖層電阻率的0.7 倍。不同回采階段的工作面地電模型包含的破壞分區(qū)有所不同，各分區(qū)的展布范圍也有所不同，模型具體參數(shù)見表1。

工作面采動破壞模型以運輸巷在煤層底界面上的起始位置為坐標(biāo)原點建立坐標(biāo)系OXYZ，工作面傾向?qū)挾葹?00 m、走向長度為200 m。表1 中，假設(shè)來壓步距為30 m，模型1 對應(yīng)工作面回采前開切眼階段，回采進(jìn)度為0；模型2 對應(yīng)工作面開始回采但尚未初次來壓階段，回采進(jìn)度為10 m；模型3 對應(yīng)初次來壓發(fā)生后的回采階段，回采進(jìn)度為30 m；模型4 對應(yīng)工作面周期來壓階段，回采進(jìn)度為60 m。模型1、模型2、模型3 和模型4 不含充水異常區(qū)。模型5、模型6、模型7 和模型8 以模型4 為背景，在底板下方不同位置存在隱蔽充水異常區(qū)。

表1 工作面地電模型參數(shù)Table 1 Geo-electric model parameters of working face

對上述模型進(jìn)行電透視法模擬探測時，分別針對頂板監(jiān)測和底板監(jiān)測2 種情況展開模擬計算。進(jìn)行頂板監(jiān)測模擬時，將監(jiān)測電極布置于巷道頂板巖層中。進(jìn)行底板監(jiān)測模擬時，將監(jiān)測電極布置于巷道底板巖層中。運輸巷和回風(fēng)巷的測線長度均為200 m，監(jiān)測電極間距為10 m，每條巷道各布置21 個電極。下面將依次對上述模型展開電透視法三維數(shù)值模擬計算，并對監(jiān)測模擬結(jié)果進(jìn)行電阻率三維反演成像，根據(jù)成像結(jié)果分析采動破壞過程的電阻率動態(tài)響應(yīng)特征。

3 電阻率動態(tài)響應(yīng)特征分析

3.1 采動破壞過程電阻率動態(tài)響應(yīng)特征

分別對模型1、模型2、模型3 和模型4 進(jìn)行電透視法三維數(shù)值模擬計算，對采動破壞過程進(jìn)行動態(tài)模擬監(jiān)測。頂板監(jiān)測和底板監(jiān)測的反演成像結(jié)果分別如圖3、圖4 所示。由于反演的初始模型選取由煤系地層平均視電阻率構(gòu)建而成的均勻電阻率模型，所以獲得的反演模型主要反映以該均勻電阻率模型為背景的相對電阻率變化情況。通過這種方式進(jìn)行反演，可以在一定程度上壓制層狀介質(zhì)的影響，突出強電性背景下的弱電阻率異常。

圖3 工作面采動破壞過程頂板監(jiān)測反演成像結(jié)果Fig.3 Roof monitoring and inversion imaging results for mining failure process in working face

圖4 工作面采動破壞過程底板監(jiān)測反演成像結(jié)果Fig.4 Floor monitoring and inversion imaging results for mining failure process in working face

從圖3 和圖4 的反演成像結(jié)果可見，不管是頂板監(jiān)測還是底板監(jiān)測，采動破壞過程的電阻率異常響應(yīng)特征基本一致。在初次來壓前，采動破壞過程造成的電阻率異常響應(yīng)強度較弱；初次來壓后，采動破壞范圍增大，其電阻率異常響應(yīng)顯著增強；在超前支撐壓力的作用范圍內(nèi)，出現(xiàn)相對低阻異常；在采空區(qū)內(nèi)，出現(xiàn)相對高阻異常；隨著回采工作面向前推進(jìn)，電阻率異常區(qū)向前移動；采動破壞過程導(dǎo)致的電阻率變化主要集中在煤層頂板以上20 m 和底板以下20 m 以內(nèi)。初次來壓后，頂板監(jiān)測的高阻異常響應(yīng)強于底板，這主要是由于頂板在垂向上的采動破壞范圍比底板大引起的。

進(jìn)一步提取X=20 m 處頂?shù)装宓拇瓜螂娮杪是衅鐖D5 所示。該位置在模型1 中位于未受采動破壞影響的區(qū)域內(nèi)，在模型2 中位于超前支撐壓力的影響范圍內(nèi)，在模型3 中位于離層區(qū)/卸壓膨脹區(qū)內(nèi)，在模型4 中位于重新壓實區(qū)內(nèi)。根據(jù)圖5 可對比分析工作面固定位置的電阻率響應(yīng)隨回采工作面推進(jìn)的變化情況。可看出隨著回采工作面逐步推進(jìn)，不管是頂板監(jiān)測還是底板監(jiān)測，X=20 m 處的電阻率響應(yīng)均經(jīng)歷了先降低、后升高、再降低的過程，該變化過程與工作面回采過程中頂?shù)装褰?jīng)歷的周期性應(yīng)力變化和破壞過程基本一致。

圖5 X=20 m 位置電阻率切片F(xiàn)ig.5 Resistivity slice at X=20 m

3.2 底板水害隱患電阻率響應(yīng)特征

根據(jù)表1，用模型5 模擬在回采工作面后方采空區(qū)范圍內(nèi)存在底板水害隱患的情況；用模型6 模擬在回采工作面下方存在底板水害隱患的情況，該模型展布范圍一半與采空區(qū)范圍重合，一半與超前支撐壓力影響范圍重合；用模型7 模擬在回采工作面前方超前支撐壓力影響區(qū)域內(nèi)存在底板水害隱患的情況；用模型8 模擬在回采工作面前方尚未受到采動影響區(qū)域內(nèi)存在底板水害隱患的情況。各模型頂?shù)装灞O(jiān)測反演成像結(jié)果分別如圖6、圖7 所示。

圖6 底板水害隱患頂板監(jiān)測反演成像結(jié)果Fig.6 Roof monitoring and inversion imaging results for floor hidden water hazards

圖7 底板水害隱患底板監(jiān)測成像結(jié)果Fig.7 Floor monitoring and imaging results for floor hidden water hazards

將圖6 不同模型的頂板監(jiān)測結(jié)果與圖3（d）模型4 的頂板監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行對比可以看出，模型5 和模型6 的頂板監(jiān)測結(jié)果與模型4 的頂板監(jiān)測結(jié)果較接近，電阻率異常主要集中在頂板上方20 m 以內(nèi)，低阻異常響應(yīng)相對較弱，底板水害隱患的異常響應(yīng)難以識別；模型7 的頂板監(jiān)測結(jié)果相對模型4 的頂板監(jiān)測結(jié)果而言，低阻異常有所增強，其垂向影響范圍增大到頂板上方30 m，這主要是由于底板水害隱患的低阻異常響應(yīng)與超前支撐壓力影響區(qū)的低阻異常響應(yīng)疊加在一起導(dǎo)致的；模型8 頂板監(jiān)測結(jié)果中，在底板水害隱患的鏡像位置出現(xiàn)一個與采動破壞影響區(qū)相互獨立的低阻異常，該低阻異常強度較弱。上述結(jié)果顯示，存在底板水害隱患時，頂板監(jiān)測得到的電阻率異常響應(yīng)以采動破壞影響為主；底板水害隱患的存在對頂板監(jiān)測結(jié)果也會產(chǎn)生一定影響，特別是當(dāng)?shù)装逅﹄[患位于回采工作面前方時，在頂板監(jiān)測結(jié)果中底板水害隱患的鏡像位置會出現(xiàn)強度較弱的低阻異常，或?qū)е略撐恢迷械牡妥璁惓ｍ憫?yīng)得到一定幅度的增強。

將圖7 不同模型的底板監(jiān)測結(jié)果與圖4（d）模型4 的底板監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行對比可以看出，模型5 的底板監(jiān)測結(jié)果中，在原本表現(xiàn)為高阻的采空區(qū)內(nèi)出現(xiàn)明顯的低阻異常，低阻異常的位置與底板水害隱患的位置基本一致；模型6 和模型7 的底板監(jiān)測結(jié)果中，原有的低阻異常顯著增強；模型8 的底板監(jiān)測結(jié)果中，在底板水害隱患位置出現(xiàn)一個與采動破壞影響區(qū)相互獨立的低阻異常，該低阻異常顯著強于超前支撐壓力影響區(qū)的低阻異常響應(yīng)。此外，圖7 中模型5 和模型6 底板水害隱患的低阻異常響應(yīng)強度相對較弱，其垂向影響范圍不超過底板以下20 m；模型7 和模型8 底板水害隱患的低阻異常響應(yīng)強度相對較強，其垂向影響范圍達(dá)到底板以下30 m。上述結(jié)果顯示，底板監(jiān)測得到的電阻率異常響應(yīng)中既包含了采動破壞的影響，也包含了底板水害隱患的影響。底板水害隱患的低阻異常響應(yīng)強度與其相對回采工作面的位置有關(guān)：當(dāng)?shù)装逅﹄[患所處的位置與采空區(qū)有所重合時，采空區(qū)的高阻異常響應(yīng)會削弱底板水害隱患的低阻異常響應(yīng)，導(dǎo)致底板水害隱患的低阻異常響應(yīng)難以識別；當(dāng)?shù)装逅﹄[患所處的位置與超前支撐壓力影響區(qū)有所重合時，二者的低阻異常響應(yīng)會疊加在一起，低阻異常響應(yīng)會得到一定幅度的增強，導(dǎo)致難以區(qū)分該低阻異常究竟是由底板水害隱患引起，還是由超前支撐壓力作用引起。

對比圖6 和圖7 不同模型的頂?shù)装灞O(jiān)測結(jié)果可知，由于電法勘探的體積效應(yīng)，頂板監(jiān)測的成像結(jié)果中存在底板水害隱患的異常響應(yīng)，但與底板監(jiān)測結(jié)果相比，頂板監(jiān)測結(jié)果中底板水害隱患造成的異常響應(yīng)強度較弱。

3.3 底板水害隱患純異常響應(yīng)特征

為了準(zhǔn)確識別底板水害隱患的低阻異常響應(yīng)，以模型4 的監(jiān)測結(jié)果為背景電阻率，用模型5-模型8 的監(jiān)測結(jié)果減去背景電阻率，獲得底板水害隱患的純異常響應(yīng)。按照上述方法對模型5-模型8 的底板監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行純異常提取，成像結(jié)果如圖8 所示。可看出經(jīng)純異常提取后，消除了采動破壞過程的影響，位于不同位置的底板水害隱患，其純異常響應(yīng)強度基本一致，其垂向影響范圍均可達(dá)到底板以下40 m。

圖8 底板水害隱患純異常響應(yīng)提取結(jié)果Fig.8 Extraction results of pure abnormal response of floor hidden water hazards

4 結(jié)論

（1）建立了同步考慮覆巖變形破壞和底板破壞影響的采動破壞過程動態(tài)地電模型，對該模型進(jìn)行三維數(shù)值模擬和反演成像，得到了采動破壞過程的電阻率動態(tài)響應(yīng)特征。該響應(yīng)特征與前人研究結(jié)論基本一致，驗證了所建立地電模型的合理性。

（2）工作面固定位置的電阻率響應(yīng)在回采過程中會經(jīng)歷先降低、后升高、再降低的過程，該電阻率響應(yīng)變化過程與工作面回采過程中頂?shù)装褰?jīng)歷的周期性應(yīng)力變化和破壞過程基本一致。

（3）當(dāng)?shù)装逅﹄[患所處的位置與采空區(qū)有所重合時，采空區(qū)的高阻異常響應(yīng)會削弱底板水害隱患的低阻異常響應(yīng)；當(dāng)?shù)装逅﹄[患所處的位置與超前支撐壓力影響區(qū)有所重合時，二者的低阻異常響應(yīng)會疊加在一起，使低阻異常響應(yīng)得到一定幅度的增強。

（4）針對底板水害隱患進(jìn)行純異常提取后，可以消除采動破壞的影響，不同位置底板水害隱患的純異常響應(yīng)強度基本一致，其垂向影響范圍大于采動破壞的垂向影響范圍。

（5）煤層厚度不超過5 m 時，底板水害隱患會導(dǎo)致頂板監(jiān)測結(jié)果中出現(xiàn)假異常。因此，還需針對頂板水害發(fā)育過程的電阻率響應(yīng)特征展開進(jìn)一步的研究分析。