矿井矩阵电极探测系统研究与应用

温英明，温亨聪，郭 纯

（焦作煤业（集团）有限责任公司 科学技术研究所，河南 焦作 454002）

我国是世界主要产煤国，多数煤矿水文地质条件复杂，特别是华北地区煤田灰岩富水性强、水压高、补给水源区域广、隔水层薄，断裂构造及陷落柱较发育，煤矿重特大突水事故多发[1-2]。国内外对矿井水害的探测技术主要为直流电法、音频电透视法、高密度电法、瞬变电磁法等矿井电磁技术[3]。但随着矿井开采不断大型化、深部化，这些探测技术在满足现场生产需求方面存在诸多不足[4]。其中，瞬变电磁法抗金属干扰能力较差，在目前巷道多采用工钢等金属支护且金属设备众多的强金属干扰环境下，探测效果差或无效果[5-6]。矿井电法方面，直流电法、音频电透视法数据采集采用传统低效的单通道方式，地电场数据密度有限、物探效率低且局限于电测深或电透视单一探测类型；高密度电法采用简单的“直线型”多通道测量方式，无法完成电透视主流装置“轴向单极-偶极法”的数据采集，在目前需电测深、电剖面、电透视等多种成果补充对比、综合分析，高效、精细探测水害情况的背景下，传统矿井电法的适用范围逐渐减小[7]。

为此，对现有矿井电法的电极布极和数据采集方式进行研究和创新，改进传统低效的“直线型”电极模式和单通道数据采集方式，研发出矩阵电极探测系统，提出“矩阵式”电极布置模式、多通道数据采集技术，达到一次布线、一轮供电完成所有原始数据的采集工作效果[8-10]。……