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并行网络电法在煤层覆岩破坏监测中的应用
随着中国煤炭开采程度的不断加深和煤矿规模的不断扩大，煤矿井下防灾减灾工作越来越受到重视。而采用并行网络电法进行煤层覆岩破坏监测已经成为一种较为常见的手段。该方法通过监测煤体和岩层内部的电阻率和电导率，来研究地下煤层的结构、岩层构造和其变形规律等因素。本文将从并行网络电法的原理、应用、优势等方面进行详细阐述。
一、并行网络电法的原理
并行网络电法是利用地下岩石对电流的导电和对电场的影响，通过给不同位置设定电流、电压源及电极组合方式，测量地下电场分布和电势分布的数据，从而计算岩石在不同空间位置的电阻率。其主要原理为在地面上引入一组电极作为电源和另一组电极作为接收器，通过电流通过一个矩形电极数组到地面，然后从接收器处收集电位差。电流通过不同的煤、岩石和其他地质层时，需要不同的电位差，从而确定每一个点的阻抗，反映地下材料的特性和结构分布。并行网络电法一般要采用专门的电器重力仪器进行测量和分析。
二、并行网络电法的应用
并行网络电法适用于以下地质工程应用：
1.煤层勘探：可检测煤岩地层的边界和厚度。
2.矿床找矿：可以寻找矿藏的隐蔽性质和空间分布情况。
3.地下水：可以指导地下水的勘探、开采和管理，寻找地下水的流通途径和水源。
4.地下大气：可以在煤矿采煤、钻井和上下巷开挖过程中对地下大气进行监测和防范。
5.岩性：可根据地下岩石的电性质，确定岩层的稳定性和变形规律。
三、并行网络电法的优势
1.高精度：并行网络电法可以检测到1%以下的电性变化。
2.高分辨率：可以检测到非常小的电性质变化，对地下构造和岩石变形等的监测精度较高。
3.非侵入性：并行网络电法是一种非接触式的测量方法，不会对地下结构和生态环境造成影响。
4.整体性：可以在一次测量中对整个地域进行测量，能够完整记录地质结构及变化特点。
5.经济性：使用成本较低，适用于在许多桥梁、隧道和其他实体结构工程项目中检测基础和周边地质条件。
四、并行网络电法在煤层覆岩破坏监测中的应用
煤矿采矿过程中易产生煤层覆岩破坏及地表塌陷问题。为了保证煤矿安全稳定及效益，必须对煤层覆岩破坏进行监测，探明其时空演变规律及机理。并行网络电法可以探测到煤层下方的覆岩岩层的电阻率和导电率变化。通过给定的电流和电位差值，将得到的电压值与基准点相比较来确定地质储层的电阻率分布。然后采用三维有限元模拟技术来计算应力场，优化对岩石裂纹及变形的掌控，以发现隐含的断层和空间拱。由此，可以通过检测变化的电性质进行煤层覆岩破坏监测，从而得出具体的煤层漫涌综放曲线和覆岩岩体运动规律,改善煤矿的安全管理。
五、结论
并行网络电法是一项非常优秀和有效的地球物理勘探技术，广泛应用于地下煤层、地下水、地下大气、岩性等地质工程领域。在监测煤层覆岩破坏的应用方面，具有测量精度高、分辨率高、非侵入性、经济性等优点。因此，通过并行网络电法进行煤层覆岩破坏监测，具有非常广泛的实际应用价值。