浅谈高分辨直流电法仪在井下防治水中的应用
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摘 要：介绍了YD32（A）高分辨自流电法仪在井下应用的各种手段，包括三极超前、三极测深，可以对掘进巷道前方、上方、侧帮的老空积水、煤岩层饱和裂隙水、断裂破碎带导水和潜在突水点等进行探测，并对探测过程中的注意事项进行研究。
关键词：三极超前;三极测深;防治水
1 原理以及特征
1.1 原理
矿井直流电法属全空间电法勘测。它是以岩石的电性差异为基础，在全空间条件下建场，使用全空间电场理论，处理和解释有关矿井水文地质问题。山于采用点源三极装置进行井下数据采集工作，无穷远电极对巷道内测量电极的影响可以忽略小计，故其电场分布可以近似为点电源电场。山于供电电极位于巷道中，其电场呈全空间分布，可以用全空间电场理论对数据进行解释。根据点电源场理论分析，点电源在均匀全空间的电力线呈射线发散，等点位而为以供电点为球心的球而，电位差则是以供电点为球心的同心球壳，球壳厚度应为测量电极间距。目前，巷道掘进有许多是穿层进行的，该电法仪利用小同岩体导电性的差异，特别是赋水岩体导电性相对较强，视电阻率相对较低的特征来探测巷道前方或侧方是否存在赋水岩体。
1.2 高分辨电法仪的特点
①利用巷道超前使用三极空间交汇探测法，可以预测巷道前方80米范围内存在的导含水构造（断层、陷落柱、裂隙破碎带、老空巷道），提供前方80米范围内岩石的视电阻率变化信息;②可以肯定解释非异常区不会存在突水或出水的危险，解释的异常区不能肯定一定出水，但出水点必定为异常区;③预测巷道必须有不小于100米的施工空间，不能判断前方含水体的来源（岩层裂隙水、溶洞水等）。
2 应用实例
2.1 三极超前
探测下料道工作面前方60m范围内是否存在赋水异常区。发射极A，人、人，均布设在巷道底板，间距4m，与工作而最近，距离为20m。接收极M，N，布设在巷道底板，间距4m，起始接收极M与人间距4m，M、N互相交替跑极，跑极间距4m，每跑极一次，仪器会显示一组数据并自动保存。无穷远电极设置在跑极前方，距探测地点的自线距离大于300m。在选择好需要检测的电极之后按“检测”键开始检测，正常为绿色显示，异常则为红色显示。若有异常的发射电极，则要检查电极是否接地良好，或在电极周围浇水改善电极周围接地条件，然后重新检测，自至电极全部正常。现场采集的数据经过YD32（A）高分辨电法仪资料处理软件进行处理，探测距离系数取0，75。物探结论为：在巷道工作而前约15m和52m存在两个异常，即视电阻率相对较低处。经过打钻和结合实际情况，前方17m和55m有两个断层导水裂隙带，这与物探结果吻合。
2.2 三极测深
探测下料道工作面附近顶板上部60m范围内是否存在赋水异常区。共测O1O2两点，间距8m，布设在顶板。发射极A为双电极，每4m跑极一次。接收电极M，N，相距8m，分别位于测点On前后各4m处，布设在顶板。无穷远电极设置在跑极前方，距探测地点的自线距离大于300m。该方法在布置完现场后的检测方法与三级超前的检测方法一样。现场采集的数据经过YD32（A）高分辨电法仪资料处理软件进行处理，探测距离系数取0，75。物探结论为：在O1O2附近巷道顶板上方11m至23m有一片富水异常区。这与该处巷道顶板淋水情况相符。
3 井下电法仪应用需注意的问题
3.1 发射电流几乎为0
状况一：地而浮渣太多，用工具清理出一个小坑后，使发射电极打在真正的顶底板（侧帮）上，保证电极接地良好;状况二：未按仪器“复位”键，打开发射电路;状况三：发射电流太大，仪器已过流保护，调试限流器内的电阻大小。
3.2 发射电流小够大（小于30m）
检查发射电极是否接地良好，改善发射电极接地条件。接地干燥，接地电阻力在电极周围浇水然后重新检测。
3.3 供电电流始终发小出来
改善发射电极接地条件，调试限流电阻后仍然发小出电流，可能是无穷远电极没有打好，检查无穷远电极，重打电极。
3.4 井下接收数据小稳定
状况一：可能是接收电极M和N接地小好，这种情况下对应M和N极加深加固，然后重新采集数据;状况二：也可能是山上干扰信号较强（如：电极车开动、巷道皮带运转、附近变压器工作等带来的电场十撇，这种情况下应该避免此时测量或避开此地进行测量。
3.5 供电电流突然几乎变为0
状况一：供电电流过大引起过流保护，这时应该在增大限流盒的电阻值，然后按复位键，再对相应的参数进行设置，后进行数据采集;状况二：无穷远电极可能被人动改;状况三：地面有水：发射电极应打在比较潮湿的地方，有小水洼会影响发射电极的布置。但是应注意小空地的流动水或者地面潮濕造成电极短路。
4 结束语
高分辨直流电法仪技术在煤矿井下的应用是近几年才发展起来的一项防治水的新的物探方法，随着理论的完善和技术的改进以及经验的积累，它必将在矿井安全生产和提高经济效益中发挥巨大的作用。
参考文献：
[1]王海.高分辨直流电法仪在井下防治水中的应用[J].黑龙江科技信息，2012（33）：50.
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