井下钻孔电阻率法典型地电模型三维正演模拟

闫国才

（1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037；中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400037）

煤矿深部资源开采受到水害的影响程度日益严峻，华北型煤田深部回采工作面往往受到奥灰带压水的威胁，不论在工作面掘进过程中还是在回采前都必须进行顶底板、工作面内部水害精确探测，保证资源安全回采。钻孔电阻率法是在井下工作面形成后，在工作面2 条巷道中按照设计的参数施打一定数量的钻孔，然后将供电和接收的不同排列布设于钻孔中进行水害探测，是一种全空间、更贴近目标体的精确探测方法，而且钻孔中探测可以解决其他电磁类方法对于底板一定深度范围水害探测存在的困难。典型模型正演模拟很好地验证了所选正演方法的优缺点，为优化方法及实际资料处理的准确性指明了方向。

针对煤矿井下工作面底板水害的特征，选取典型的的地质模型进行三维有限元正演模拟，研究电位的变化规律。在全空间三维有限元模拟方面的研究相对较少，但是半空间三维正演模拟相对成熟，Rücker C 等[1]着重研究了电阻率三维正演模拟算法，根据地形变化详细研究了网格剖分的疏密分布；Li等[2-3]研究电阻率三维有限元模拟时融入了共轭梯度法，该方法在电性差异较大的模型中精度高于有限差分法；刘志新[4]结合国内外学者的研究成果，率先将三维有限元模拟引入到煤矿井下；黄俊革[5]、吕玉增[6]、欧东新等[7]研究了电导率线性变化时的三维有限元正演方法；……