三维直流电法三极装置的底板多含水层异常响应特征分析

孙文斌; 邹旭; 孔维滕; 曹晰; 韩宜珠; 陈厚承; 孙硕; 高卫富

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2026.03.007

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (3) : 73 -82. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2026.03.007

三维直流电法三极装置的底板多含水层异常响应特征分析

孙文斌, 邹旭, 孔维滕, 曹晰, 韩宜珠, 陈厚承, 孙硕, 高卫富

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摘要

为了保障华北型煤田下组煤的安全开采，需提高底板岩层富水性探查的准确性。针对矿井直流(DC)电法直接圈定低阻区容易产生误判的问题，本研究基于COMSOL全空间模拟平台，结合翟镇煤矿15煤层底板岩层特征，构建了徐灰、奥灰层低阻体地电模型，分析并总结了直流电法对多层低阻异常的响应特征。研究显示：当徐灰层存在低阻体时，无论奥灰层是否存在低阻体，均呈现明显的低阻异常响应；仅奥灰层存在低阻体时，低阻异常响应效果不明显，易被掩盖。根据上述响应特征，提出采用三极装置电流密度比值法与三维反演数据体分析相结合的方法，探究奥灰层异常响应特征。以翟镇煤矿11503E工作面为研究对象，绘制底板60 m处(奥灰顶部)的视电阻率等比值线图，圈定出奥灰层低阻异常区。现场揭露结果与分析结果相吻合，说明该研究方法具有可行性和适用性。