龙固三维电法报告

新汶矿业集团龙固煤矿

井下高密度三维电法勘探及超前勘探报告受新汶矿业集团龙固煤矿的委托，山东科技大学在该矿的北区辅助运输大巷1和辅助运输大巷2进行了井下高密度三维电法勘探及其超前探测。井下数据采集工作于2007年9月7日完成，2007年9月11日前进行了数据处理，之后进行了资料解释及报告编制工作，并提交该成果。

一、勘探范围

井下三维勘探范围为辅1、辅2已掘大巷之间的区域，基本为一280m×40m的近矩形区域，面积约11200m2。

井下超前探测在辅2已掘大巷中进行。

二、目的与任务

井下三维电法勘探任务：

利用井下高密度三维电法技术，对龙固煤矿辅1、辅2已掘大巷之间底板地层的富水性进行探测，构建底板地层电阻率三维数据体，圈定该范围内底板地层的富水区域，分析FL8断层的富水性及其向下延伸情况，指导龙固煤矿防治水工作。

超前探测任务：

应用山东科技大学自主研发的井下电法超前探测技术，对龙固煤矿井下辅2两条运输大巷进行超前探测，要求探测长度不小于100米，查明巷道掘进前方地层的富水性，指导巷道的掘进工作。

三、勘探原理

1、 含煤地层的主要电性特征

岩层与岩层之间，岩层与煤层之间的电阻率差异是在煤矿井下

巷道中开展直流电法勘探的物理前提。了解岩石和煤的电阻率及其影响因素，对于合理布臵矿井电法勘探工作、正确解释实测电阻率法资料具有重要意义。

（1）岩石的电阻率

由均匀材料制成的具有一定横截面积的导体，其电阻R 与长度L

成正比，与横截面积S 成反比，即

S L

R ρ=

式中，ρ为比例系数，称为物体的电阻率。电阻率仅与导体材

料的性质有关，它是衡量物质导电能力的物理量。不同岩石的电阻率变化范围很大，常温下可从10-8Ω〃m 变化到1015Ω〃m ，与岩石的导电方式不同有关。岩石的导电方式大致可分为以下四种： ①石墨、无烟煤及大多数金属硫化物主要依靠所含的数量众多的自由电子来传导电流，这种传导电流的方式称为电子导电。由于石墨、无烟煤等含有大量的自由电子，故它们的导电性相当好，电阻率非常低，一般小于10-2

Ω〃m ，是良导电体。 ②岩石孔隙中通常都充满水溶液，在外加电场的作用下，水溶液中的正离子(如Na +、K +、Ca 2+等)和负离子(Cl -、SO 42-等)发生定向运动

而传导电流，这种导电方式称为孔隙水溶液的离子导电。沉积岩的固体骨架一般由导电性极差的造岩矿物组成，所以沉积岩的电阻率主要取决于孔隙水溶液的离子导电，一切影响孔隙水溶液导电性的因素都会影响沉积岩的电阻率，如岩石的孔隙度、孔隙的结构、孔隙水溶液的性质和浓度以及地层温度等，都对沉积岩的电阻率产生不同程度的影响。

③绝大多数造岩矿物，如石英、长石、云母、方解石等，它们的导电是矿物晶体的离子导电。这种导电性是极其微弱的，所以绝大多数造岩矿物的电阻率都相当高(大于106Ω〃m)。致密坚硬的火成岩、白云岩、石灰岩等，它们几乎不含水，而其矿物晶体的离子导电又十分微弱，故它们的电阻率很高，属于劣导电体。

④泥质一般是指粒度小于10μm的颗粒，它们是细粉砂、粘土与水的混合物。泥质颗粒对负离子具有选择吸附作用，从而在泥质颗粒表面形成不能自由移动的紧密吸附层，在此紧密吸附层以外是可以自由移动的正离子层。在外电场作用下正离子依次交换它们的位臵，形成电流。这种以泥质颗粒表面的正离子来传导电流的方式与水溶液的离子导电方式不同，称为泥质颗粒的离子导电，也称为泥质颗粒的附加导电。粘土或泥岩中泥质颗粒的离手导电占绝对优势，由于粘土颗粒或泥质颗粒表面的电荷量基本相同，所以粘土或泥岩的导电性能比较稳定，它们的电阻率低且变化范围小。在砂岩中，随着岩石颗粒的变细，附加导电所起的作用将越来越大，特别是细砂岩和粉砂岩，附加导电对岩石的电阻率影响很大。

（2）岩石电阻率与矿物成分的关系

岩石电阻率与组成岩石的矿物的电阻率、矿物的含量和矿物的分布有关。当岩石中含有良导电矿物时，矿物导电性能能否对岩石电阻率的大小产生影响取决于良导矿物的分布状态和含量。如果岩石中的良导矿物颗粒彼此隔离地分布着，且良导矿物的体积含量不大，那么岩石的电阻率基本上与所含的良导矿物无关，只有当良导矿物的体积含量较大时（大于30%），岩石的电阻率才会随良导矿物的体积含量的增大而逐渐降低。但是，如果良导矿物的电连通性较好，即使它们的体积含量并不大，岩石的电阻率也会随良导矿物含量的增加而急剧减小。

（3）岩石电阻率与其含水性的关系

沉积岩主要依靠孔隙水溶液来传导电流，因此岩层中水的导电性质将直接影响沉积岩的电阻率。在其他条件相同的情况下，岩层电阻率与岩层中水的电阻率成正比。影响水的导电性的主要因素是水中离子的浓度和水的温度。煤田中常见的岩层水一般含低或中等浓度的离子，岩层中水的含盐浓度增大，离子数量随之增多，溶液导电性将变好。同时岩层中水的导电性还与温度有关，它的电阻率将随温度的升高而降低。这是因为，一方面水中盐类的溶解度随温度的升高而增大，致使溶液中离子数量增多；另一方面，温度的升高还会降低溶液粘度，加快离子的迁移速度。

（4）岩石电阻率与其孔隙度和孔隙结构的关系

由于地下水只充填在岩石的孔隙空间之中，因而岩石电阻率不

仅与岩石中水的电阻率有关，而且还与岩石的孔隙度和孔隙结构有关。岩石孔隙度的大小决定着岩石中水的含量，从而决定着岩石中离子的数量；岩石孔隙的结构(包括孔隙通道的截面积大小、弯曲程度以及连通程度等)则影响着离子的运动速度和参加运动的离子数量。

（5）岩石电阻率与岩性的关系

含煤地层主要由砂、泥质岩和碳酸盐岩组成，它们的电性特征分别讨论如下。

①砂、泥质岩砂、泥质岩包括碎屑岩类和粘土岩类。碎屑岩由碎屑颗粒、胶结物、泥质及含水孔隙组成，与碳酸盐岩相比，碎屑岩的孔隙度较大，孔隙结构较简单、规则。一般碎屑岩的电阻率随其粒度的减小、分选性变好、泥质含量增高、胶结程度变差和孔隙中水含盐量的增大而降低。砂岩电阻率在数十至数千欧姆米之间变化。分选性差、颗粒粗、胶结程度高的致密砂岩电阻率高；反之，分选性好、颗粒细、胶结程度低的疏松砂岩电阻率相对较低。胶结物不同，砂岩电阻率也不同，钙质、硅质或铁质胶结的砂岩电阻率一般比泥质、粘土质胶结的砂岩电阻率高。砾岩由于颗粒粗、分选性差，故常具有比砂岩还高的电阻率。粘土、页岩、泥岩等粘土类岩石以泥质颗粒的离子导电方式为主，因为泥质颗粒表面的电荷量基本相同，所以粘土、泥岩、页岩等的导电性比较稳定，它们的电阻率一般在1～n×10Ω〃m 之间变化。

其中，页岩比粘土和泥岩更致密，故其电阻率稍高。当砂岩或砾岩含有泥质时，由于增添了泥质的附加导电性，其电阻率也会降低。

砂、泥质岩石电阻率由小到大的顺序是：泥岩或粘土→页岩→细砂岩或粉砂岩→中砂岩→粗砂岩→砾岩。

②碳酸盐岩 碳酸盐岩主要是以纯化学方式沉淀生成的。这类

岩石的颗粒极细，粒间几乎没有孔隙，故其电阻率通常很高，可达n ×10３～10４Ω〃m 。然而，当碳酸盐岩在外因作用下形成的裂隙或溶洞充水时，其电阻率将会明显降低。此外，如果碳酸盐岩中含有泥质时，它的电阻率也会有所下降。

（6）岩石电阻率与层理的关系

层理构造是大多数沉积岩和变质岩的典型特征，如砂岩、泥岩、片岩、板岩以及煤层等，它们均由很多薄层相互交替组成。这种岩石的电阻率具有明显的方向性，即沿层理方向和垂直层理方向岩石的导

电性不同，称为岩石电阻率的各向异性。岩石电阻率的各向异性可 用各向异性系数λ来表示，定义为 t n

ρρλ=

式中，ρn 代表垂直层理方向上的平均电阻率，称为横向电阻率；

ρt 代表沿层理方向的平均电阻率，称为纵向电阻率(图1)。由于岩层

横向电阻率始终大于纵向电阻率，所以岩石的各向异性系数λ总大于l 。特别地，当λ=1时，则为各向同性介质。组成煤系的常见岩层中，石墨、碳质页岩和无烟煤互层时各向异性最明显，烟煤或粘土质页岩次之，其他岩层更次之。一般地，岩层与夹层的导电性差异越大，互层越频繁，岩石的各向异性越明显。

图1 层状结构岩石模型

（7）岩石电阻率与温度的关系

岩石电阻率随温度的变化遵循导电理论的有关定理。电介质中离子的能动性随温度升高而增大，其运动能量积累到一定值时，很容易脱离晶格，因此导电性增强。半导体的温度升高时，导电区电子浓度增大，导电性也相应增大。如前所述，在低温条件下，含水岩石中水溶液的导电性随温度的升高而增大，这是由于温度升高导致水溶液浓度增大和粘滞度降低，水溶液中离子数量增多、活动性增强的缘故；当温度继续升高时，因水分蒸发，岩石电阻率略有增加，只有温度继续升高时，电阻率才开始减小。例如，对油页岩进行加温实验时，温度升高到50～100℃时，试样的电阻率减小；温度继续升高至200℃时，试样电阻率增大；温度继续升高超过200℃时，试样电阻率急剧下降；当温度超过600℃后，试样电阻率又呈回升趋势。烟煤(褐煤、肥煤、气煤)电阻率与温度间的关系与上述情形类似。

（8）岩石电阻率与压力的关系

岩石原生结构破坏是压力作用下岩石性质变化的主要原因。根据压力特征，这种破坏可能是岩石的压实，孔隙收缩，颗粒接触面积的增大，形成裂隙组，或是个别区域之间粘结性减小等等。

静水压力对岩石的压实作用最大，在静水压力作用下，岩石内出现残余变形，从而使孔隙度降低。此时压力对岩石电阻率的影响与

岩石内液体和气体的含量有关，往往随压力的增大，干燥或者稍许含水岩石的电阻率减小，这是由于孔隙度降低、颗粒间接触良好的原因。除此之外，岩石中孤立的含水孔隙在压力作用下闭合并形成连续的导电通路，也会使其电阻率减小。对于大多数岩石，当单轴压力由10Mpa 增加到60Mpa时，可观测到岩石电阻率的剧烈变化。但是，某些粘土在压力作用下，由于孔隙中的水分被挤出，含水孔隙通道的截面缩小，从而使其电阻率增大。对于非常潮湿煤，压力增大时，电阻率也增大。

相反，在应力弱化作用下，岩石颗粒之间内部粘结性降低，致使岩石强度变小，岩石可碎性增强。当岩石内部裂隙发育但裂隙不充水时，岩石电阻率会增大，若裂隙充水，岩石电阻率会显著减小。

（9）煤的电阻率

煤的电阻率与煤化程度、煤岩组分、矿物杂质含量以及水分等因素有关。

煤化程度很低的褐煤，常含有较高的水分和溶于水的腐植酸离子，故其电阻率较低，一般仅为数十至数百欧姆米。随着煤化程度的加深，褐煤中水分和溶于水的腐植酸离子含量将显著减少，因而褐煤的离子导电性减弱，其电阻率明显增高。烟煤常具有较高的电阻率，但随煤变质程度的加深，电阻率减小，过渡至无烟煤，电阻率急剧下降。烟煤电阻率的变化范围为数十至数千欧姆米，无烟煤常常具有良好的电子导电性，因而其电阻率很低，一般在1Ω〃m以下。

煤中矿物杂质的电阻率通常低于褐煤或烟煤中有机质的电阻率，而高于无烟煤中有机质的电阻率。因此，褐煤或烟煤的电阻率随

矿物杂质含量的增高而降低，而无烟煤的电阻率则随矿物杂质含量的增高而增大。但当无烟煤层中含有大量黄铁矿时，由于黄铁矿的电阻率很低，也会使无烟煤的电阻率降低。

煤的湿度分为内部湿度和外部湿度。煤的内部湿度是煤的电阻率随其变质程度变化的主要因素之一。煤的外部湿度取决于煤田的水文地质条件，外部

部湿度一般较大，所以氧化带的电阻率往往比深部煤的电阻率低。

各种煤岩组分中，丝炭的电阻率比镜煤低。

综上所述，电阻率是表征岩石和煤性质的重要物理参数，岩石和煤的电阻率不同程度地依赖于它们的成分、结构、所含水分等因素，随着影响因素的改变而在较大范围内变化。

2、矿井直流电法勘探的工作原理

直流电法勘探是测定岩石电阻率的传统方法。它通过一对接地电极把电流供入大地，而通过另一对接地电极观测用于计算岩石电阻率所必需的电位或电位差信息。对于矿井直流电法勘探而言，供电、测量电极通常布臵在巷道顶底板或巷道侧帮上，从不同角度去观测巷道周围稳恒电流场的分布、变化规律，藉以了解巷道顶底板或所在岩层内的地质情况是矿井直流电法勘探的主要任务。

(1)巷道周围稳恒电流场的基本性质

在巷道周围导电介质内的任意一点上，电流场具有以下特征：

①电流密度与电场强度的正比性

电流密度矢量j与电场强度矢量E在数量上成正比，比例因子

是该点岩石的电导率σ，即 ρσE E j =

=

②电流的连续性

稳恒电流场中，源点除外的任何一点处电流密度的散度均等于零，即 o divj =

③电流的势场性

从上述性质可知，稳恒电流场在空间的分布是稳定的，即不随时间变化，它与静电场一样均为势场，故电场强度与电位有以下关系

gradU E -=

对于均匀或分区均匀的无源介质空间，上述方程可归结为Laplace 方程的形式

02

=?U 对于均匀或分区均匀的有源介质空间，上述方程可归结为Poisson 方程的形式

()()A P Ip A P U --=?δ,2

式中，P 为考察点，A 为供电点电源的位臵。

(2)巷道周围稳恒电流场的边界条件

①第一类边界条件

πρ2I ,当源点位于巷道顶底板时 →U 0时，当R

πρ

4I ，当源点位于导电介质内时 ②第二类边界条件

0=??-=n U I j n ρ

即在巷道顶底板或巷道帮上电流密度的法向分量等于零。

③第三类边界条件

当界面两侧介质电阻率为有限值时，在该界面上以下连续条件成立

U 1=U 2

j 1n =j 2n 或=??n U 1

11ρn U ??221ρ

l l E E 21=或2211ρρl l j j =

求解巷道周围电流场的分布，就是求解一定边界条件下方程的边值问题。

(3)三维空间内的稳恒电流场

根据场论可知，当三维空间内充满均匀各向同性介质时，介质内部A 点供电时M 点处的电位值为

AM M

A r I U πρ4=

式中，r AM 为A 、M 点间的距离；ρ为介质电阻率；I 为供电电流强度。显然，其等位面是以A 为中心的同心球面。电场强度为

2

4AM r I E πρ

=

电力线E 垂直于等位面，这些电力线是从供电点发出的一束辐射线，电流线的方向与电力线的方向一致(图2)，电流密度为 2

4AM r I

j π=

当介质内部双异极性点电源。A(+I)和B(-I)同时供电时，测量电极M 、N 间的电位差ΔU MN 为 ??????-+-=?BM BN AN AM AM r r r r I U 11114πρ

图2 三维空间中的点电源场

(4)全空间视电阻率与矿井直流电法勘探的物理实质

由上式可得

I U K r r r r I U MN BM BN AN AM MN ?=??????-+-?=-111114πρ

式中,K 为装臵系数，其值由下式确定 BM BN AN AM r r r r K 1111

4-+-=π

因此，若采用图3所示的装臵测得供电回路A 、B 中的电流强度

I 和电位差ΔU MN ,，则不论A 、B ，M ，N 的相对位臵如何，都计算出介质的电阻率值。

图3 大地电阻率的测定装置

然而，当全空间内介质电性非均匀时，计算的结果不再是某种介质的真电阻率，而是三维空间某一体积范围内电性变化的一种综合反映，称为全空间视电阻率，用ρS 表示

I U K MN s ?=ρ

仿照地面电阻率法的做法，可以导出全空间视电阻率的微分表达式 MN MN s j j ρρ0=

式中，ρMN 为M 、N 间介质的真电阻率；j MN 为M 、N 间的实际电流密度；j 0为全空间内充满均匀介质时的电流密度。该式进一步说明，视电阻率是导电介质内部电流场分布状态的外在表现。如图3所示，当测量电极M 、N 附近存在高阻异常体时，因高阻异常体对电流有排斥作用，所以j MN > j 0，故ρs 〉ρ０；当测量电极M 、N 附近存在低阻异常体时，由于低常体对电流有吸收作用，所以j MN 〈 j 0，故ρs 〈ρ０。因此，通过测量、分析全空间视电阻率的相对变化可以推断介质电性变化情

况。这就是矿井直流电法勘探的物理实质。

3、高密度电阻率层析成象探测技术

高密度电阻率法是二十世纪八十年代才发展起来的一种新型阵列勘探方法，是基于静电场理论，以探测目标体的电性差异为前提进行的。该方法采集数据信息量大，可进行层析成象计算，成图直观，可视性强，采集装臵种类多，仪器轻便。该方法在不同领域受到广泛的应用。

传统电法勘探中的电测深方法是反映某一点的纵向电性的分布情况，如果布设的测深点没有和采空区相交，就不能实现对其的探测。电阻率剖面方法虽然能够实现扫面工作，找到采空区的分布位臵，但是装臵固定的电剖面法只能反映电性在某一深度横向上的变化，不能确定地下采空区的规模。目前能同时具备这两种功能并能实现数据采集的方法只有高密度电阻率法。

高密度电阻率法综合了电剖面法和电测深法的优点，解决了常规电阻率法由于其观测方式的限制，不仅测点密度较稀，而且也很难从电极排列的某中组合上去研究地电断面的结构和分布等不足。它通过用电测深法来获取地质信息，再用电剖面法对地质信息进行统计处理，绘制电阻率断面图。这样可以更有效的利用地质信息，提高电阻率法的勘探能力，使其在水文、工程、与环境地质调查中发挥更大的社会经济效益。在国内外关于高密度电阻率法研究的基础上，通过理论和实际相结合来介绍一些高密度电阻率法的原理及相关知识。

高密度电阻率法是日本地质计测株氏会社提出来的，原理上属

于电阻率法的范畴，但与常规的电阻率法相比设臵了较高的测点密度，在测量方法上采取了一些有效的设计，使得数据采集系统有较高的精度和较强的抗干扰能力，并可获得较为丰富的地电信息。高密度电阻率法及提供地下地质体某一深度沿水平方向岩性的变化情况，也能反映铅垂方向岩性变化情况，一次可完成纵、横二维的探测过程，所以观测精度高，采集的数据可靠，在岩体工程探测方面有着广泛的应用前景。

（1）基本原理

高密度电阻率法的基本原理与传统的电阻率法完全相同，是电剖面法和电测深法的组合，因此它仍然是以岩土体的导电性差异为基础的一类电探方法，研究在施加电场的作用下，地中传导电流的分布规律。

高密度电阻率勘探系统，包括数据的收录和资料的处理两部分。现场测量时，只须将全部的电极设臵在一定间隔的测点上，然后用多芯电缆将其连接到程控式电极转换开关。程控式电极转换开关是一种由微电机控制的电极自动换接装臵，转换开关在步进电极的带动下，由程序控制而动作，从而实现电极排列方式、极距和测点的快速转换。

测量信号由转换开关送入微机工程电测仪，并将测量结果依次存入随机存储器或收录在磁带上。将数据回放并送入微机，便可根据需要按给定程序对原始资料进行处理并给出相应的图示结果。这样就可利用高密度电阻率法在现场准确与快速的采集大量数据，以及对采集的数据进行各种处理及结果图示。

（2） 三电位电极系

为了使高密度电阻率法能够获得关于地电断面结构特征的丰富信息，在电极装臵的选择上，一般采用了三电位电极系。这样就可获得三种常用电极装臵的视电阻率参数，以绘制等值线断面图以及不同极距的剖面图；而且当将三种电极系列的测量结果作某种组合时，还可获得视电阻率异常的几种比值断面图。

三电位电极系是将温纳四极（AMNB ）、偶极（ABMN ）及微分（AMBN ）装臵按一定方式组合后所构成的一种统一测量系统，该系统在实际测量时利用电极转换开关将每四个相邻电极进行一次组合，从而在一个测点上便可获得多种电极排列的测量参数。

点距设为x 时，三电位系统的电极距a = n 〃x (n = 1,2,3……)。上述三种电极排列形式依次称为α排列、β排列及γ排列。显然，这里对某一测点上的四个电极按规定作了三次组合。各种装臵测量视电阻率的计算公式分别为：

I ?=/2αα

πρu a s I ?=/6ββπρu a s

I ?=/3γγπρu a s

具体测量方法为：首先以固定点距沿井下巷道测线布臵一系列电极，电极通过多芯电缆经转换开关接到仪器上，通过转换开关改变装臵类型，一次完成该测点上各种装臵形式的观测，一个测点观测完后，通过开关转换到下一相邻测点对应的电极，以相同方法进行该点观测，直到某一电极间距的整条剖面观测完为止。改变电极间距，重

复以下观测，直到有所不同电极间距的剖面观测完为止。

点距的选择主要依据探测精度要求，精度要求越高应越小。最大电极距大小，决定于预期探测深度，探测深度越深，要求越大，但一般隔离系数最大值不超过15为好，当然，由于一条剖面测点总数是固定的，因此当极距扩大时，反映不同勘探深度的测点数将依次减少。

（3）主要特点

高密度电阻率法相对于常规电阻率法而言，它将有以下特点：

⑴电极布设是一次完成的，测量过程中无须更换电极，因而可以防止因电极设臵而引起的故障和干扰。

⑵能有效地进行多种电极排列方式的参数测定，因而可以获得较丰富的关于地电结构的信息。

⑶数据的采集和收录实现了自动化（或半自动化），不仅采集速度快，而且避免了由于人工操作所出现的误差和错误。

⑷可以实现资料的现场适时处理或脱机处理。根据需要自动绘制和打印各种成果图件，大大提高了电阻率法的智能化程度。

⑸与传统的电阻率法相比，成本低，效率高，信息丰富，解释方便，勘探能力显著提高。

高密度三维电法勘探是在二维电法勘探的基础上发展起来的，它采集数据大，数据体信息丰富，可运用切片技术进行高精度的数据解释，有二维电法勘探所不能比拟的优点。

4、井下电法超前探技术

井下电法超前探测技术是山东科技大学自主研发的一项新技术，主要是用来探测井下巷道掘进前方地层的地质情况，因此，该项技术仍然属于矿井直流电法勘探的范畴。

在井下掘进巷道中通过接地电极进行供电，建立了全空间稳定直流电场，该电场的空间分布与巷道周围的地层岩性、结构以及构造等地质因素有关，也就是说，巷道周围的地层岩性、结构以及构造等地质因素决定了全空间稳定直流电场的空间分布，同时也决定了掘进巷道内的电场分布，这种电分布形态包含了掘进巷道前方的地质信息。

井下电法超前探测技术就是通过观测在掘进巷道范围内的电场分布形态，进行反演解释巷道掘进前方的地质信息。

四、地球物理特征

含煤地层为沉积岩地层，地层横向稳定，呈层性较好，因此，其电阻率值也比较稳定，如果地层富水，由于地层水矿化度较高，导电离子丰富，使地层的导电性能大大降低，电阻率值大大减小，远远低于正常不富水地层，这是井下利用电法勘探地层富水性的主要物理基础。龙固煤矿井下地层温度较高，地层水温可达48O C，导致导电离子活动性加强，进一步降低了富水地层的电阻率，加大了与正常地层的电阻率差异，因此本次井下电法勘探的地球物理条件良好。

五、数据采集

数据采集进行解释的基础，数据采集工作的好坏直接影响到解释成果的准确性。

本次井下高密度三维电法勘探及超前探测数据采集使用的是WJDJ-3型高密度电阻率系统。

三维电法勘探采用两极装臵的三维电法采集方法，其采集参数如下：

开设道数：50道

测量层数：40

测量方式：滚动

道距：10米

工作方法：两极

供电电压：180伏

本次井下高密度三维电法勘探数据采集在辅1、辅2运输大巷进行，以10米间距布设电极，共布设电极50个，长度490米，采集时停止了工作面内的所有电源，保证了数据采集质量，每个电极采集数据40个，共采集有效数据2000个。

本次井下超前探测数据采集在辅2运输大巷中进行，沿巷道两侧对称布设电极，电极间距10米，采用电位测量技术（两极，N、B极臵于无穷远）观测巷道内的电场分布，布设了30个电极，采集数据点600个。

电法勘探受环境条件影响，井下影响最大的是供电系统。本次数据采集过程中，施工巷道周围停止了供电，因此不受供电系统影响。为保证数据采集质量，数据采集时每次都进行了2次以上的重复采集。因此，本次勘探数据质量较高。

七、数据处理

本次高密度井下三维电法勘探数据处理主要包括以下几个步骤：

1、突变点的剔除

在数据采集过程中，由于某一电极接地不好，或受采集现场干扰因素的影响，会出现一些数据突变点，为了不造成对解释结果的影响，对数剧突变点进行剔除。

2、数据的光滑平均

在数据采集过程中，有时会受到一些随机噪声的影响，为了消除这些随机噪声，采用光滑平均的方法对数据进行处理，但平滑幅度不能过大，以免平滑掉有用信息，降低分辨率。

3、建立反演模型

图4 标准三维模型

三维模型是测区范围地下半空间沿水平面和X、Y方向的铅垂面划分的许多矩形短柱体的组合（图4）。地面的相邻的四个电极位臵作为小柱体在地面的角点，即柱体的长度、宽度都等于单位电极距。顶层柱体的厚度为0.6倍单位电极距，下伏的模型层柱体厚度按10％