超高密度电法在煤矿底板水动态监测中的应用

张 钊，翟培合，刘宇翔，张同德，任科科

（山东科技大学 地球科学与工程学院，山东 青岛 266590）

1 跨孔超高密度电法成像原理

1）超高密度电法数据采集原理。超高密度电法[10]是近年来一种较新的地球物理探测技术，其勘探原理与其他传统电法相同，均以岩土体导电性差异为基础，研究在施加电场的作用下，地中传导电流的分布规律。但其电极排列上选用一种突破原有程式化单装置束缚的基于“泛装置”的阵列勘探方法。以2条电缆为例，实际列为1组，共有的64个电极互相链接，依据奇-偶间隔配对原则（1-2，1-4，…，1-64；3-2，3-4，…，3-64；63-2，…，63-64），前后各为32组信号数据对，经由人工电源供电，采集MN的中间数据值，获取反馈的电位信号，形成61条电位通道，共可得到62 464个数值点，采集数据比常规高密度电法多出几十倍。超高密度电法系统跑极示意图如图1。

图1 超高密度电法系统跑极示意图Fig.1 Schematic diagram of ultra-high density electrical system

2）跨孔电阻率成像[11-12]技术。指的是通过高密度发射系统和接收系统对地下电场的透视以进行地质岩土体的立体可视化分析；基于超高密度电法进行的跨孔电阻率反演与跨孔层析成像法原理类似；在孔中分别放入2根电缆，布设井下电极阵，进而观测跨孔间电流、电压数据，经过仪器配套的反演软件，获得井-井之间的电阻率分布断面图，进而结合已有的地质钻探信息，分析深部地电场异常问题。

2 工程背景

2.1 工作面地质概况

白庄煤矿位于山东省肥城市，其8103工作面横长为100 m，推采长度为250～327 m，平均推采长度为290 m，回采标高-424.1～-438.0 m；煤岩层整体呈背斜构造，背斜轴南翼煤岩层走向为72°～89°，倾向为162°～179°；……