电阻率成像技术在煤矿防治水方面的应用研究

摘要

电法勘探是传统的地球物理勘探手段之一，已经广泛应用于地质勘查、防治水、矿产勘探等领域。兼顾电剖面法横向分辨率高和电测深法纵向分辨率高的优点，电阻率成像技术成为继地震波层析成像和电磁波层析成像以后地学CT的重要手段，已经初步实现了2维、2.5维数值模拟和实际资料处理，并应用于水文、考古、工程和矿产资源的浅部勘探等领域。地质条件复杂多样，电阻率法探测的装置也有很多，本文通过数值模拟和实际井下应用相结合的方式，系统总结了不同装置的二维的响应视电阻率特征，并得出若干重要结论。
　　首先分析讨论了电阻率法的基本原理和概念、矿井全空间电流场的特征以及电阻率常用的装置类型，然后通过数值模拟，建立了横向和纵向的多种模型，通过有限差分法和有限元法的进行正演计算，反演计算采用基于圆滑约束最小二乘法的计算机程序。对反演的结果和建立的模型进行对比分析，得出不同装置对于同一地质异常体的视电阻率响应特征，以及同一装置对于不同地质异常体的视电阻率响应特征以及分辨率等结论。最后通过实际井下实验进行验证结论的正确性。通过对比分析，对以后探测不同地质异常体该采用何种合适的装置或者组合具有重要意义。

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Contents

1 绪论

1.1 课题的提出及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及技术路线

1.4 本章小结

2 电阻率法的基本理论

2.1 电阻率法的基本原理

2.2 视电阻率的基本概念

2.3 二维问题的视电阻率

2.4 矿井全空间电流场的特征

2.5 常用装置类型

2.6 本章小结

3 电阻率成像技术的正反演计算

3.1 有限单元法

3.2 有限差分法

3.3 圆滑约束最小二乘法反演

3.4 本章小结

4 不同装置的电阻率CT法数值模拟及异常响应特征

4.1 数值模拟步骤

4.2 不同装置在纵向水平产状组合模型上的分辨率及异常响应特征

4.3 不同装置在横向直立产状组合模型上的分辨率及异常响应特征

4.4 本章小结

5 电阻率成像技术在煤矿中的实际应用

5.1 引言

5.2 良庄煤矿31105工作面上巷电法勘探

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

研究生期间参与的科研项目和发表的论文