Analysis of the influence characteristics and correction effect of the mine direct current method in advance detection of roadway cavities

Análisis de las características de influencia y efecto de corrección del método de corriente continua en la detección avanzada de la cavidad de la calzada en minería

El método eléctrico de corriente continua (DC) se usa frecuentemente para la detección avanzada de cuerpos geológicos anormales ricos en agua y ocultos en la calzada de la mina y así asegurar la operación extractiva de carbón. Sin embargo, en cierto alcance, la exactitud de la detección puede estar alterada por la cavidad de la calzada, lo que significa una desviación en la ubicación de la anomalía. Para investigar este fenómeno se analizó el principio de detección avanzada, que está basado en el modelo físico esférico, a través de métodos de "análisis comparativos" y "simulados" a través del software Cosmol Multiphysics. De acuerdo con los principios de simulaciones numéricas, se introdujo la influencia de la cavidad de la calzada en la exactitud de la detección de corriente continua avanzada y se computó la proporción de resistividad aparente calculada con este método frente a aquella calculada solo con información de la cavidad de la calzada para así obtener el coeficiente de corrección. Este coeficiente se empleó para corregir la información de resistividad aparente en la detección 3-D avanzada. Adicionalmente, se discutieron las características de respuesta de las anomalías en varias posiciones con un diseño de electrodos en la calzada. Los resultados muestran que el método de proporción corrige efectivamente la influencia de la calzada durante el avance de la detección a través del método eléctrico de corriente continua y simultáneamente mejora la visualización de las anomalías geológicas y la exactitud del posicionamiento de estas anomalías. Además, la influencia de la calzada se ve reflejada en las posiciones relativas de los electrodos a lo largo de la calzada. Cuando los electrodos están en la zona donde confluyen el suelo y la pared, la curva de resistividad obtenida se ve menos menos afectada. Por lo tanto, la resolución de las anomalías es mayor y sus posiciones son más exactas. Además, una aplicación práctica del método de proporción indicó que las curvas corregidas reflejaron mejor las anomalías geológicas.

1. Introducción

Como importante recurso energético, el carbón ha desempeñado un papel insustituible en el desarrollo social y económico de China (Yuan et al., 2021; Peng et al., 2020). Durante la extracción de carbón, los riesgos relacionados con el agua en las minas, que han causado un gran número de víctimas y pérdidas materiales, representan la segunda causa principal de muertes relacionadas con accidentes en minas de carbón (Cheng et al., 2014; Yang et al., 2016). Para detectar anomalías acuíferas antes de las excavaciones, la tecnología avanzada de detección eléctrica basada en la diferencia de resistividad entre el agua subterránea y la roca circundante se ha convertido en un importante método de detección previa en los últimos 20 años (Wang et al., 2021; Zhang et al., 2015; Yue et al., 2019).