巷道直流电阻率法超前探测三维数值模拟.pdf

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1、第41卷第6期煤田地质与勘探VoI．41NO．62013年l2月C0ALG日_)U)GY&EXPL0RONDec．20l3文章编号：1001—1986(2013)06—0083—04巷道直流电阻率法超前探测三维数值模拟鲁晶津，吴小平(1．中煤科工集团西安研究院，陕西西安7l0077；2．中国科学技术大学地球和空间科学学院，安徽合肥230026)摘要：针对巷道直流电阻率法超前探测的三维数值模拟，应用代数多重网格快速算法对二次场的有限差分问题进行求解。将均匀全空间板状体数值结果与解析解对比，最大误差不超过0．

2、28％。模拟结果表明，巷道空腔对测量结果存在一定影响，采用比值曲线消除该影响，修正后的视电阻率极值与理论值误差为2．4％。进一步研究受旁侧影响的前方异常识别方法，可通过在不同巷道面进行定点源测量或掘进过程中的定点测量来识别旁侧影响，达到准确探测前方异常的目的。关键词：巷道超前探测；直流电阻率法；三维数值模拟；代数多重网格法；旁侧影响中图分类号：P631．322文献标识码：ADOI：10．3969~．issn．1001．1986．20l3．06．0203DnumericalmodelingoftunnelD

3、Cresistivityforin-advancedetectionLUJingjin，wUXiaoping(1．肼，，Resealz’hInstitute，ChinaCoalTec’hnolog3,＆Engineer’ingGroupCorp，Xi'an710077，China；2．School‘)fEarthandSpace&qence，Universi(vtScienceandTechnolo&9'oJChina，Hefei230026，China)Abstract：3Dnumericalmodel

4、ingoftunneIDCresistivityforin—advancedetectioniscarriedoutinthispaper．Afastalgebraicmulti—gridsolverisusedtOsolvethefinitedifferenceproblemofthesecondpotentia1．Comparingthenumericalsolutiontotheanalyticalsolutionofaboardmodelinhomogeneousspace，therelative

5、errorisunder0．28％．Modelingresultsshowthatthetunnelcavityitselfhasinfluenceonthesurveydata．whichCouldbecot—rectedbyratiocurvemethod．Therelativeerrorbetweenthecorrectedapparentresistivityandtheanalyticaloneis2．4％．Furthermore．amethodforidentificationofthefro

6、ndanomaliesnfluencedbysideanomaliesisalsostudied．Modelingresultsshowthatthefrondanomaliescouldbecorrectlyidentifiedbysurveysondifferentsurfacesofthetunnelorbysurveysduringtheexcavation．Keywords：in．-advancetunneldetection；DCresistivitymethod；3Dnumericalmod

7、eling；algebraicmulti·-gridmethod；sideanomalies直流电阻牢法挂道超前探测在实际用中取得本文将应用代数多重网格法刈巷道直流电阻率一定成效，然而该力‘法仍旧俘在较大争议，主要因超前探测j维数值模拟的有限差分问题进行求解为其理论基础和探N~JL~4尚未完善。巷道空问中的首先对数值模拟结果的精度进行分析，探讨如何消直流电阻率法其电位属拿空Ih】分柿且受巷道影响分除巷道影响，在此基础J二研究巷道旁侧异常的识别伽规律发生变化，当前理论研究主要从解析求解、和定位，为直流电阻率

8、法超前探测在实际生产中的物理实验验证以硬数值模拟个方而人手j岳建华l11啦用提供参考依据．分别从物理实验以及数值模拟的角度，埘巷道空间1数值模拟方法埘测量结果的影响进行全面研究并给了巷道影响系数的经验公式。黄俊革等I2_给}H了全空问板状体巷道一般位于地下数百米深，住该深度放置点模型点电源电位解析解，在此基础上应用有限元模电源所激发的稳定电位场可视为全空间电位场将拟计‘算巷道超前探测的异常响应。阮百尧等【3】提点电源在均匀全空