煤矿掘进机随掘动态探测与电阻率成像方法研究

吴访; 郝英豪; 周新河; 姜坤

doi:10.13436/j.mkjx.202609015

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (9) : 80 -85. DOI: 10.13436/j.mkjx.202609015

煤矿掘进机随掘动态探测与电阻率成像方法研究

吴访, 郝英豪, 周新河, 姜坤

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摘要

针对煤矿巷道掘进过程中隐蔽灾害源难以实时探测的技术难题，提出一种基于巷道掘进机装备的随掘动态地质探测方法，设计了以掘进机截割头为动态场源的随掘超前探测系统，并基于非线性最小二乘法构建随掘电阻率成像算法。通过将掘进机截割头视为点电流源，结合测量电极阵列装置建立随掘超前探测理论模型，分析低阻与高阻异常体对电流场的扰动规律；结合列文伯格-马夸尔特算法与正则化约束进行非线性反演成像。结果显示：低阻含水带与高阻断层距场源1.0 m时，视电阻率分别为350.21Ω·m和608.59Ω·m；当随掘探测设备的电位采集频率为3 m/次时，成像时间为176 s，优于现有对比方法。研究结果表明，所提出的基于掘进机随掘动态地质探测系统与电阻率成像方法能够有效识别煤矿巷道前方的异常体，在探测精度与成像效率方面均优于对比方法，为煤矿巷道隐蔽灾害源的动态识别与精准预警提供了新的装备支撑与技术途径。