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前言1

绪论1

一、矿井地球物理勘探在煤炭开采中的应用1

二、矿井直流电法勘探的研究历史与现状1

三、矿井直流电法勘探存在的问题4

第一章 矿井直流电法勘探原理5

第一节 煤系地层的主要电性特征5

一、岩石的电阻率5

二、煤的电阻率8

第二节 矿井直流电法勘探的工作原理8

一、巷道周围稳恒电流场的基本性质8

二、巷道周围稳恒电流场的边界条件9

三、三维空间内的稳恒电流场9

四、全空间视电阻率与矿井直流电法勘探的物理实质10

五、矿井直流电法勘探的主要装置形式11

第三节 常用的矿井直流电法勘探方法11

第四节 矿井直流电法勘探的特殊性13

第二章 层状介质模型全空间电位分布理论16

第一节 引言16

第二节 ID全空间地电问题的数学模型18

第三节 待定系数A？和B？的递推公式19

第四节 场分量计算的数字滤波技术23

第三章 井下电流场的边界积分方程27

第一节 边界元法的数学理论及应用27

一、内、外边值问题27

二、Green公式28

三、基本解与直接边界归化29

四、边界元法在电法勘探中的应用30

一、含巷道层状介质模型全空间电场的边值问题31

第二节 含巷道层状介质模型的全空间地电问题31

二、受巷道影响井下电流场边值问题解的惟一性32

第三节 含巷道层状介质模型全空间电场的边界积分方程33

第四节 含单一3D地电体的边界积分方程41

一、3D地电体位于某一电性层时的边界积分方程42

二、3D地电体跨过电性层分界面时的边界积分方程45

第五节 含组合3D地电体的边界积分方程49

一、单一巷道、同一电性层含多个地电体的情形49

二、同一电性层含多个巷道的情形51

第六节 双异极性点电源场的边界积分方程51

第七节 井下电流场电流密度、电场强度的边界积分方程52

第八节 小结53

第一节 含巷道均匀围岩介质中的全空间点源场55

第四章 巷道影响与井下电流场55

一、巷道影响下全空间点源场电位函数的平面、断面特征56

二、巷道影响与供电点电源位置间的关系56

三、巷道影响与巷道几何尺寸间的关系62

第二节 含巷道均匀围岩介质中的双异极性点源场66

一、均匀围岩介质中对称四极装置测量电位差的巷道影响特征66

二、均匀围岩介质中高密度电阻率法测量电位差的巷道影响特征67

第三节 含巷道均匀围岩介质中的偶极子场68

一、均匀围岩介质中的轴向偶极子场69

二、均匀围岩介质中的赤道偶极子场69

第四节 巷道影响的物理模型实验结果71

第五节 视电阻率计算公式与巷道影响校正74

第二节 全空间电测深曲线的性质77

一、层状介质全空间电测深理论视电阻率公式77

第五章 巷道顶底板电测深曲线的理论研究77

第一节 引言77

二、三层水平地层中的全空间电测深曲线78

三、四层水平地层中的全空间电测深曲线80

四、多层水平地层中的全空间电测深曲线83

第三节 三层水平地层中巷道影响下的顶底板电测深曲线83

一、测点位于巷道底板中轴线上时的三层电测深曲线83

二、测点位于巷道底板与侧帮交线上时的三层电测深曲线87

第四节 四层水平地层中的巷道底板电测深曲线92

一、巷道影响与所在层电阻率的关系92

二、巷道影响与？3电性层层参数的关系93

三、巷道影响与？4电性层层参数的关系93

第五节 小结95

第二节 无巷道影响的层测深理论曲线96

一、水平地层无巷道影响层测深曲线类型96

第六章 井下直流层测深曲线的理论研究96

第一节 引言96

二、水平地层无巷道影响层测深曲线特征分析97

第三节 巷道影响下的三层层测深曲线99

一、巷道影响与巷道所在层电阻率间的关系99

二、巷道影响与巷道底板电阻率间的关系99

第四节 巷道影响下的四层层测深曲线102

一、巷道影响与巷道所在层电阻率的关系102

二、巷道影响与直接底板电阻率的关系102

三、巷道影响与直接底板厚度的关系102

四、巷道影响与？4的关系103

第五节 小结105

第一节 矿井电剖面法106

一、对称四极剖面法106

第七章 矿井电法井下施工方法与技术106

二、偶极剖面法108

三、微分剖面法112

第二节 巷道电测深法113

一、巷道电测深法概述113

二、巷道电测深法资料解释113

第三节 矿井高密度电阻率法114

一、矿井高密度电阻率法概述115

二、矿井高密度电阻率法的数据采集116

三、矿井高密度电阻率法的资料整理118

四、矿井高密度电阻率法资料的图示方法120

五、矿井高密度电阻率法资料的解释122

第四节 层测深方法123

一、巷道周围的赤道偶极子场123

二、井下施工方法与技术124

三、层测深资料的解释方法125

四、应用实例125

第五节 直流电透视法126

一、方法概述127

二、资料解释方法128

第六节 某煤矿94103工作面矿井电法勘探实例128

一、94103工作面矿井电法施工技术方案128

二、实测高分辩三极电测深曲线定性方析与解释129

三、开采验证情况131

第七节 矿井直流电法勘探的若干问题131

一、井下施工技术方案设计131

二、井下施工中的若干问题132

三、资料解释问题132

四、矿井直流电法勘探的发展趋势133

参考文献135