煤炭是我国的主要能源之一，而我国的煤田地质条件十分复杂，常发育如断层、岩溶、陷落柱等各种类型的地质异常体，破坏煤系地层的连续性，影响井巷围岩的稳定性，进而形成良好的导水通道或瓦斯富集场所，极易造成矿井突发事故的发生，对煤矿安全生产构成极大的威胁。近年来，随着开采深度的不断增加，矿井地质及水文条件日趋复杂，由于深部矿井致灾机理不明，容易发生突(涌)水、塌方、煤与瓦斯突出等地质灾害，严重制约煤矿生产安全。其中，矿井突(涌)水灾害一直是困扰和威胁我国煤矿安全生产的突出问题之一，物探技术因其快速、经济、方便的特点，在煤炭资源勘查及隐蔽致灾隐患探查方面应用越来越广。研究和应用地球物理探测技术，及时准确地预测预报矿井隐伏含、导水构造，对于煤矿的防治水工作与安全生产具有十分重要的现实意义。
煤田地球物理勘探方法较多。对于不同物探方法而言，每一种物探方法都有其自身的特点，也分别存在各自的应用前提和条件，各方法探测对象不同，探测深度不同，影响因素也不相同，尤其在复杂地质条件下，单一物探方法往往会造成探测结果的多解性，要达到准确预报难度很大。因此，综合采用多种物探手段在地面或井下开展工作是煤田地球物理勘探的首选。当采用不同物探方法进行综合探测时，根据异常体引起的电场、电磁场、地震波场或地温场等的差异变化，利用同源异场聚焦作用，定性与定量相结合，取长补短，可有效消除单一物探方法的多解性，提高探测精度。而详细研究各类型异常体在不同物理场激励条件下的响应特征，对构建煤田综合物探方法体系具有重要的指导意义。
本书以矿井突水灾害预测预报为研究背景，综合运用理论分析、数值模拟、室内实验和现场测试相结合的方法，系统分析不同类型异常体的电场、电磁场、地震波场响应特征，进而合理设计和改进观测装置及参数以达到最佳探测效果。从探测对象、探测位置、探测深度和场源特征四维角度，分类论述常见煤田物探方法的适用条件及解决的地质问题，建立煤田综合物探技术体系，形成高精度、全方位的立体探测技术方法，达到隐蔽致灾源的高精度、精细化探测。
占文锋、武玉梁、刘建军 等 著 科学出版社
目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 煤矿异常体综合探测技术研究进展 2
1.3 主要研究内容与技术路线 8
第2章 矿井直流点电源全空间电场条件下异常体响应特征 12
2.1 矿井直流电法超前探测原理 12
2.2 矿井直流电法超前探测影响因素数值模拟分析 15
2.3 矿井直流电法超前探测实例分析 31
第3章 高密度电法不同装置下异常体响应特征 33
3.1 高密度电法正、反演基本原理 34
3.2 二维高密度电法不同装置条件下异常体探测模拟分析 35
3.3 高密度电法不同装置水槽试验对比分析 39
3.4 矿井工作面底板电法勘探效果分析 42
第4章 地质异常体瞬变电磁法(TEM)响应特征 48
4.1 瞬变电磁法基本原理 48
4.2 地质异常体全空间瞬变电磁场响应模拟分析 51
4.3 瞬变电磁法关断效应与试验分析 68
4.4 不同装置条件下地质异常体响应特征探测分析 76
第5章 地质异常体频率域电磁法(FEM)响应特征 90
5.1 CSAMT基本原理 92
5.2 CSAMT二维有限单元正演模拟 93
5.3 可控源音频大地电磁法勘查实例 105
第6章 地质异常体高频电磁波场响应特征 107
6.1 探地雷达工作原理 107
6.2 煤矿井下常见介质的介电特性分析 109
6.3 雷达高频电磁波在煤岩巷中传播的衰减机理 111
6.4 探地雷达正演模拟基本原理 112
6.5 煤矿井下构造探地雷达正演模拟 113
6.6 探地雷达异常体探测分析 118
第7章 异常体地震波场响应数值模拟与实践分析 120
7.1 地质异常体地震波场正演模拟 120
7.2 浅层三维地震勘探与异常体响应分析 129
7.3 井下多波多分量地震勘探与异常响应分析 152
第8章 异常体多场联合探测技术体系与实践分析 162
8.1 煤田地球物理勘探技术及分析 162
8.2 煤田物探技术的适用性 163
8.3 异常体多场联合探测技术体系 166
8.4 煤田地质多场联合探测技术实践分析 169
参考文献 199
附录 209
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