直流电法是当前煤矿掘进工作面超前探测的主要手段,其探测效果直接关系到煤矿的安全生产。为了提升探测精度,研究人员针对球壳理论进行了深入探讨,构建了点电源一侧含异常体模型,并计算了三维电位值。研究发现,当点电源一侧存在异常体时,另一侧的电位分布不会出现突变现象,表明球壳理论在这种情况下并不适用。关于这一研究的更多细节,可以参考《矿井直流电法超前探测影响因素数值模拟》了解详情)。

进一步的数值模拟计算揭示了视电阻率异常范围远大于异常体实际大小,且异常位置与实际位置并不完全对应。尤其在巷道底板区域,探测结果往往更显著,而非巷道前方的地质情况。这一发现表明,现有的直流电法超前探测方法在精度和分辨率上存在不足,成果图中难以有效识别异常结构。关于巷道内电阻率法的应用,可以参考《起伏巷道直流电阻率法超前探测数值模拟》阅读全文)。

研究还通过建立含水体探测模型,进行了仿真计算并绘制了基于几何交汇原理的探测图。结果表明,直流电法在典型含水体探测中的效果有限。对此,可以进一步参考《基于COMSOLMultiphysics数值模拟的矿井直流电法超前探测研究》点击查看)。

综上所述,目前煤矿巷道掘进中的直流电法超前探测在复杂地质条件下的精度仍需改进,而具体探测实例显示,其对异常体的识别精度在实际应用中存在明显局限性。