本發(fā)明涉及巷道超前探測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種巷道超前探測裝置及方法。

背景技術(shù)：

在煤田巷道等生產(chǎn)施工中，含水?dāng)鄬?、含水充泥溶洞、陷落柱、破碎帶、軟弱地層等與水體相關(guān)的不良地質(zhì)體，這些不良地質(zhì)體是超前探測的主要內(nèi)容。由于不良地質(zhì)體與圍巖具有較明顯的電性差異，因此，利用電法進(jìn)行巷道超前探測有較好的理論前提。在巷道超前探測任務(wù)中，巷道迎頭的超前探測是主要勘探任務(wù)之一。

目前，固定點(diǎn)源測深法或稱單極梯度法是煤田巷道迎頭超前探測常用的電阻率法，經(jīng)過十多年的發(fā)展，單極-偶極(三極)法巷道超前探測技術(shù)也進(jìn)行了改革，逐步形成三點(diǎn)或多點(diǎn)供電的聯(lián)合三極超前探測系統(tǒng)。實(shí)踐證明，聯(lián)合三極超前探測技術(shù)盡管能解決超前探測的某些問題，也能取得不錯的效果，但也存在一些問題。比如，三極法迎頭超前探測獲得的異常到底來自于巷道前方，還是巷道底板，不易區(qū)分；其超前探測的有效距離不易判斷。因此常規(guī)的直流電阻率三極法超前探測在巷道超前探測中的前景并不樂觀。

綜上，現(xiàn)有的巷道電法存在的問題是難以判斷異常體的位置方向，且異常解釋困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種巷道超前探測裝置及方法，以解決現(xiàn)有的巷道電法存在難以判斷異常體的位置方向，且異常解釋困難的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種巷道超前探測裝置，包括：

附加電極組，包括多個附加電極，多個所述附加電極設(shè)于巷道內(nèi)；

無窮遠(yuǎn)電極，布設(shè)于所述巷道內(nèi)距掌子面預(yù)設(shè)距離處，所述無窮遠(yuǎn)電極與所述附加電極組形成附加電場；

供電電極組，布設(shè)于巷道內(nèi)，所述供電電極組與所述附加電極組的電性相同，所述附加電場使所述供電電極組的電場方向向巷道的掘進(jìn)方向聚焦；

觀測電極組，布設(shè)于所述掌子面上，所述觀測電極組在所述附加電場和所述供電電極組產(chǎn)生的電場的作用下產(chǎn)生電位和電位差。

可選的，所述附加電極組布設(shè)在巷道內(nèi)的掌子面上；所述供電電極組布設(shè)在所述巷道內(nèi)的掌子面上，且所述供電電極組位于所述附加電極組構(gòu)成的形狀內(nèi)部，所述供電電極組包括一個供電電極或多個供電電極。

可選的，所述附加電極組布設(shè)在所述巷道內(nèi)的掌子面與所述巷道內(nèi)壁的連接處；所述供電電極組布設(shè)在所述巷道內(nèi)的掌子面上，所述供電電極組包括一個供電電極或多個供電電極。

可選的，所述附加電極組布設(shè)在所述巷道的內(nèi)壁上；所述供電電極組布設(shè)在位于所述附加電極組與所述掌子面之間的所述巷道的內(nèi)壁上，所述供電電極組包括多個供電電極。

可選的，所述供電電極組為所述附加電極組，所述附加電極組布設(shè)在巷道內(nèi)的掌子面上或布設(shè)在所述巷道內(nèi)的掌子面與所述巷道內(nèi)壁的連接處或布設(shè)在所述巷道的內(nèi)壁上。

本發(fā)明還提供了一種巷道超前探測方法，利用上述的巷道超前探測裝置進(jìn)行超前探測，所述巷道超前探測裝置包括：

附加電極組，包括多個附加電極，多個所述附加電極設(shè)于巷道內(nèi)；

無窮遠(yuǎn)電極，布設(shè)于所述巷道內(nèi)距掌子面預(yù)設(shè)距離處，所述無窮遠(yuǎn)電極與所述附加電極組形成附加電場；

供電電極組，布設(shè)于巷道內(nèi)，所述供電電極組與所述附加電極組的電性相同，所述附加電場使所述供電電極組的電場方向向巷道的掘進(jìn)方向聚焦；

觀測電極組，布設(shè)于所述掌子面上，所述觀測電極組在所述附加電場和所述供電電極組產(chǎn)生的電場的作用下產(chǎn)生電位和電位差；

所述方法包括：

獲取巷道的掘進(jìn)深度；

獲取與所述掘進(jìn)深度對應(yīng)的所述觀測電極組的電位和電位差；

根據(jù)所述掘進(jìn)深度和與所述掘進(jìn)深度對應(yīng)的所述電位，確定電位-掘進(jìn)深度曲線；

根據(jù)所述掘進(jìn)深度和與所述掘進(jìn)深度對應(yīng)的所述電位差，確定電位差-掘進(jìn)深度曲線；

根據(jù)所述電位-掘進(jìn)深度曲線和所述電位差-掘進(jìn)深度曲線進(jìn)行巷道超前探測。

可選的，在所述獲取巷道的掘進(jìn)深度之前，還包括：

采用三維有限元數(shù)值模擬法構(gòu)造巷道。

可選的，當(dāng)所述巷道超前探測裝置中的所述供電電極組為所述附加電極電極組時，所述根據(jù)所述電位-掘進(jìn)深度曲線和所述電位差-掘進(jìn)深度曲線進(jìn)行巷道超前探測，具體包括：

當(dāng)所述電位-掘進(jìn)深度曲線表示所述電位隨所述掘進(jìn)深度逐漸減小，所述電位差-掘進(jìn)深度曲線表示所述電位差隨所述掘進(jìn)深度逐漸增加時，確定所述掌子面的前方存在低阻不良地質(zhì)體。

可選的，當(dāng)所述巷道超前探測裝置中的所述供電電極組與所述附加電極電極組分別布設(shè)時，所述根據(jù)所述電位-掘進(jìn)深度曲線和所述電位差-掘進(jìn)深度曲線進(jìn)行巷道超前探測，具體包括：

當(dāng)所述電位-掘進(jìn)深度曲線表示所述電位隨所述掘進(jìn)深度逐漸減小，所述電位差-掘進(jìn)深度曲線表示所述電位差隨所述掘進(jìn)深度也逐漸減小時，確定所述掌子面的前方存在低阻不良地質(zhì)體。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明提供的巷道超前探測裝置及方法通過在巷道中布設(shè)附加電極組使巷道內(nèi)形成附加電場，再以附加電場為背景，在巷道內(nèi)的附加電極包圍區(qū)域布設(shè)與附加電場同極性的供電電極組，附加電場使供電電極組產(chǎn)生的電場的電場方向與巷道的掘進(jìn)方向相同，達(dá)到探測掌子面前方不良地質(zhì)體的目的。當(dāng)掌子面前方有含水?dāng)鄬?、含水充泥溶洞、陷落柱、破碎帶、軟弱地層等與水體相關(guān)的不良地質(zhì)體存在時，由于這些不良地質(zhì)體與圍巖電性存在差異，會不同程度吸引或排斥電場，因此可以通過布設(shè)觀測電極，根據(jù)觀測電極的電位或電位差隨掘進(jìn)的變化曲線，實(shí)現(xiàn)掌子面前方不良地質(zhì)體的具體位置的探測。解決了現(xiàn)有的巷道電法存在難以判斷異常體的位置方向，且異常解釋困難的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的巷道超前探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2提供的巷道超前探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3提供的巷道超前探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4提供的巷道超前探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的巷道超前探測方法的流程圖；

圖6中(a)為三維有限元網(wǎng)格剖分整體效果示意圖、(b)為中心截面圖、(c)為四面體剖分示意圖；

圖7為聚焦電流法工作原理示意圖；

圖8中(a)為附加電極完全布設(shè)在掌子面上時附加電場隨z坐標(biāo)變化情況示意圖，(b)為附加電極布設(shè)在掌子面與巷道壁連接處時附加電場隨z坐標(biāo)變化情況示意圖，(c)為附加電極布設(shè)在靠近掌子面的巷道壁上時附加電場隨z坐標(biāo)變化情況示意圖；

圖9為附加電極組作為供電電極組進(jìn)行超前探測的示意圖；

圖10中(a)為附加電極組作為供電電極組時觀測電極M點(diǎn)歸一化電位-掘進(jìn)深度曲線圖，(b)為附加電極組作為供電電極組時觀測電極MN的電位差-掘進(jìn)深度曲線圖；

圖11為附加電極組和供電電極組分開布設(shè)進(jìn)行超前探測的示意圖；

圖12中(a)為附加電極組和供電電極組分開布設(shè)時觀測電極M點(diǎn)歸一化電位-掘進(jìn)深度曲線圖，(b)為附加電極組和供電電極組分開布設(shè)時觀測電極MN的電位差-掘進(jìn)深度曲線圖。

其中，附加電極組-1、供電電極組-2、觀測電極組-3、掌子面-4、巷道-5。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種巷道超前探測裝置及方法，以解決現(xiàn)有的巷道電法存在難以判斷異常體的位置方向，且異常解釋困難的問題。

常規(guī)的電阻率法巷道超前探測技術(shù)，不易判斷異常信息來源的方向性，因而巷道迎頭超前預(yù)報的準(zhǔn)確度就會存在很大的問題。本發(fā)明提出用聚焦電流的方法進(jìn)行超前探測。聚焦電流法能較好的控制電場的方向性，類似于探照燈原理，適合巷道的特殊環(huán)境，其工作原理是同極性電極相互排斥，通過一個附加電場，來迫使工作電場具有一定的方向性，達(dá)到“聚焦電流”的目的，進(jìn)而突出探測方向上目標(biāo)體的影響。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種巷道超前探測裝置，包括：

附加電極組1，包括多個附加電極，多個附加電極設(shè)于巷道5內(nèi)；

無窮遠(yuǎn)電極，布設(shè)于巷道5內(nèi)距掌子面4預(yù)設(shè)距離處，無窮遠(yuǎn)電極與附加電極組1形成附加電場；該無窮遠(yuǎn)電極布設(shè)在離掌子面4距離大于5-15倍掌子面4邊長處；

供電電極組2，布設(shè)于巷道5內(nèi)，供電電極組2與附加電極組1的電性相同，附加電場使供電電極組2的電場方向向巷道5的掘進(jìn)方向聚焦；

觀測電極組3，布設(shè)于掌子面4上，觀測電極組3在附加電場和供電電極組2產(chǎn)生的電場的作用下產(chǎn)生電位和電位差。

其中，附加電極組1布設(shè)在巷道5內(nèi)的掌子面4上；供電電極組2布設(shè)在巷道5內(nèi)的掌子面4上，且供電電極組2位于附加電極組1構(gòu)成的形狀內(nèi)部，供電電極組2包括一個供電電極或多個供電電極。

附加電場的作用是產(chǎn)生一個背景場，并且使電場具有方向性，使得電場方向上的地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生更顯著的電場擾動。在巷道超前探測中，探測深度、探測位置決定了附加電場電極的布設(shè)。通常情況下，巷道超前探測主要了解掌子面4前方及其附近的破碎帶、水體、地質(zhì)構(gòu)造等信息，因此，附加電極組1的布設(shè)圍繞掌子面4進(jìn)行。由于附加電場起到了聚焦電流作用，因此，可以在附加電場的作用下，在巷道5內(nèi)附加電極組1包圍區(qū)域內(nèi)布設(shè)與附加電場同極性的供電電極組2，在附加電場的作用下，供電電極組2產(chǎn)生的電場方向只能趨向掌子面4的前方，達(dá)到探測掌子面4前方異常體的目的。由于異常體與圍巖電性有較大差異，因此會不同程度吸引或排斥電場，當(dāng)在掌子面4上布設(shè)環(huán)狀附加電極組1和供電電極組2，再在環(huán)狀電極包圍的范圍布設(shè)觀測電極組3，可以通過觀測電極組3的電位或電位差隨掘進(jìn)深度的變化曲線，實(shí)現(xiàn)超前探測。該裝置不僅能夠判斷異常體的方向，還能根據(jù)電位、電位差、掘進(jìn)深度和變化曲線來判斷異常體的距離以及異常體存在的區(qū)域范圍。

其中，環(huán)狀附加電極組1是指多個附加電極排列成的形狀為圓環(huán)形、拱形、方形、多邊形等任意的閉環(huán)形狀。

實(shí)施例2：

如圖2所示，與其他實(shí)施例不同的是，附加電極組1布設(shè)在巷道5內(nèi)的掌子面4與巷道5內(nèi)壁的連接處；供電電極組2布設(shè)在巷道5內(nèi)的掌子面4上，供電電極組2包括一個供電電極或多個供電電極。

本實(shí)施例的工作原理及效果與其他實(shí)施例的原理和效果均相同，再此不再贅述。

實(shí)施例3：

如圖3所示，與其他實(shí)施例不同的是，附加電極組1布設(shè)在巷道5的內(nèi)壁上；供電電極組2布設(shè)在位于附加電極組1與掌子面4之間的巷道5的內(nèi)壁上，供電電極組2包括多個供電電極。

本實(shí)施例的工作原理及效果與其他實(shí)施例的原理和效果均相同，再此不再贅述。

實(shí)施例4：

如圖4所示，與其他實(shí)施例不同的是，供電電極組2為附加電極組1，附加電極組1布設(shè)在巷道5內(nèi)的掌子面4上或布設(shè)在巷道5內(nèi)的掌子面4與巷道5內(nèi)壁的連接處或布設(shè)在巷道5的內(nèi)壁上。

該實(shí)施例中，是直接利用附加電極組1作為供電電極組2，這種情況下，也可以根據(jù)異常體與圍巖電性吸引或排斥電場的程度的不同，通過觀測電極組3的電位或電位差隨掘進(jìn)深度的變化曲線，實(shí)現(xiàn)超前探測。

與上述實(shí)施例提供的巷道超前探測裝置對應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種巷道超前探測方法，該方法是利用上述的巷道超前探測裝置進(jìn)行超前探測，該超前探測方法包括：

步驟501：獲取巷道5的掘進(jìn)深度；

步驟502：獲取與掘進(jìn)深度對應(yīng)的觀測電極組3的電位和電位差；

步驟503：根據(jù)掘進(jìn)深度和與掘進(jìn)深度對應(yīng)的電位，確定電位-掘進(jìn)深度曲線；

步驟504：根據(jù)掘進(jìn)深度和與掘進(jìn)深度對應(yīng)的電位差，確定電位差-掘進(jìn)深度曲線；

步驟505：根據(jù)電位-掘進(jìn)深度曲線和電位差-掘進(jìn)深度曲線進(jìn)行巷道超前探測。

其中，在步驟501：在巷道5內(nèi)布設(shè)附加電極組1之前，還包括：

采用三維有限元數(shù)值模擬法構(gòu)造巷道5。

用三維有限元數(shù)值模擬的方法，構(gòu)造出復(fù)雜的巷道環(huán)境，推導(dǎo)出多點(diǎn)源情況下源異常電位的微分方程。

三維有限元正演算法的基本原理如下：

基于巷道為中心進(jìn)行三維放射狀全空間四面體網(wǎng)格剖分，如附圖6(a)、6(b)、6(c)所示。在巷道聚焦電法探測中，首先要建立一個附加電場(由附加電極組1A0產(chǎn)生)，然后布設(shè)供電電極組2A1和/或觀測電極組3MN，如附圖7所示。若有h個附加電場電極A_0i(i＝1,2,…,h)和m個供電電極A_1j(j＝1,2,…,m)，則整個空間滿足的方程歸結(jié)如下：

對(1)式用有限單元法求解，求出等價的變分問題為：

其中，Γ_s為區(qū)域Ω的地面邊界，Γ_∞為區(qū)域Ω的地下邊界，n為邊界的外法向方向，σ為介質(zhì)的電導(dǎo)率；A_0i為第i個附加電極，A_1j為第j個供電電極；ω_A是A點(diǎn)對地下區(qū)域Ω張的立體角，因此對應(yīng)為附加電極A_0i對地下區(qū)域Ω張的立體角，對應(yīng)為供電電極A_1j對地下區(qū)域Ω張的立體角；u為異常電位，表示第i個附加電極至點(diǎn)電源的距離，是第j個供電電極至點(diǎn)電源的距離，I表示點(diǎn)電源的電流強(qiáng)度，δ(A_0i)以附加電極A_0i為中心的狄拉克函數(shù)，δ(A_1j)表示以供電電極A_1j為中心的狄拉克函數(shù)。

對(2)式的變分問題在三維點(diǎn)源電場計算的基礎(chǔ)上，運(yùn)用疊加原理容易實(shí)現(xiàn)。

由于巷道環(huán)境復(fù)雜，電極位置布設(shè)往往對電場的影響很大，為了研究附加聚焦電場的分布規(guī)律，以算例模型進(jìn)行分析研究。設(shè)定掌子面4的大小為4m×4m，掌子面4的頂邊中點(diǎn)為坐標(biāo)0點(diǎn)，掌子面4巷道掘進(jìn)方向?yàn)閦方向正反向，水平方向?yàn)閤方向，垂直方向?yàn)閥方向。以附加電場電極作為供電電極，觀測電極MN布設(shè)在巷道掘進(jìn)前方的掌子面4上，分別計算以下三種附加電場電極布設(shè)供電的情況：1、附加電極完全布設(shè)在掌子面4上；2、附加電極布設(shè)在掌子面4與巷道壁連接處；3、附加電極布設(shè)在靠近掌子面4的巷道壁上。

附圖8(a)、8(b)、8(c)分別為上述1、2、3布設(shè)情況下附加電場隨z坐標(biāo)的變化，通過以上的3個附加電場情況的計算，可以看出附加電場具有以下幾個特征：1、附加電場有聚焦作用，使得電極包圍的區(qū)域電場聚焦；2、附加電場具有對稱相似性，即以附加電極面為中心，距離附加電極面相同的前后面上觀測的電場具有相似性。以電極布設(shè)在掌子面4上為例，也就是說掌子面4前方d遠(yuǎn)處的電場與掌子面4后方d遠(yuǎn)處的電場形態(tài)相似；3、附加電場具有衰減特性，即遠(yuǎn)離附加電極，電場逐漸衰減。

基于上述的探測方法，當(dāng)巷道超前探測裝置中的供電電極組2為附加電極電極組時，根據(jù)電位-掘進(jìn)深度曲線和電位差-掘進(jìn)深度曲線進(jìn)行巷道超前探測，具體包括：

當(dāng)電位-掘進(jìn)深度曲線表示電位隨掘進(jìn)深度逐漸減小，電位差-掘進(jìn)深度曲線表示電位差隨掘進(jìn)深度逐漸增加時，確定掌子面4的前方存在低阻不良地質(zhì)體。

基于上述的探測方法，當(dāng)巷道超前探測裝置中的供電電極組2與附加電極電極組分別布設(shè)時，根據(jù)電位-掘進(jìn)深度曲線和電位差-掘進(jìn)深度曲線進(jìn)行巷道超前探測，具體包括：

當(dāng)電位-掘進(jìn)深度曲線表示電位隨掘進(jìn)深度逐漸減小，電位差-掘進(jìn)深度曲線表示電位差隨掘進(jìn)深度也逐漸減小時，確定掌子面4的前方存在低阻不良地質(zhì)體。

下面結(jié)合具體的例子詳細(xì)介紹本發(fā)明：

1利用附加電極組1作為供電電極組2進(jìn)行超前探測

本例直接采用附加電極組1作為供電電極組2，設(shè)計巷道掘進(jìn)前方掌子面4為正方形，其截面大小為8m×8m，距離掌子面4前方距離為H米處存在一低阻異常體，異常體大小為3m×4m×4m，電阻率為1Ω·m，圍巖電阻率為100Ω·m。電極具體的布設(shè)方式為：1、在掌子面4上布設(shè)觀測電極MN，M電極布設(shè)于掌子面4中心，N電極布設(shè)于M電極上方2m處；2、以掌子面4為中心，呈正方形布設(shè)8個正電極作為供電電極組2，其距離邊界的距離為1米；3、在離掌子面4距離大于10倍掌子面4邊長的地方布設(shè)無窮遠(yuǎn)電極B；具體布設(shè)方式如附圖9所示。觀測電極組3的電位-掘進(jìn)深度曲線圖和觀測電極組3的電位差-掘進(jìn)深度曲線圖分別如附圖10(a)和10(b)所示。

如附圖10(a)和10(b)所示，隨著巷道掘進(jìn)，當(dāng)掌子面4逐漸靠近低阻體時，M點(diǎn)電位迅速下降，而MN電位差正好相反，迅速增大。因此，利用M點(diǎn)電位、MN電位差隨異常體距離H變化的特性規(guī)律可進(jìn)行超前探測。

2利用附加電場聚焦電流布設(shè)供電觀測裝置進(jìn)行超前探測

本例利用附加電場作為背景場聚焦電流，同時在掌子面4上布設(shè)供電以及觀測電極進(jìn)行超前探測。設(shè)計巷道掘進(jìn)前方掌子面4為正方形，其截面大小為8m×8m，距離掌子面4前方距離為H米處存在一低阻異常體，異常體大小為3m×4m×4m，電阻率為1Ω·m，圍巖電阻率為100Ω·m。電極具體的布設(shè)方式為：1、在掌子面4中心布設(shè)一正電極A為供電電極；2、以掌子面4為中心，呈正方形布設(shè)8個電極作為觀測電極組3MN，其與邊界的距離為2米；3、以掌子面4為中心，呈正方形布設(shè)8個正電極作為附加電場的供電電極組2，其與邊界的距離為1米；4、在離掌子面4距離大于10倍掌子面4邊長的地方布設(shè)無窮遠(yuǎn)電極B；具體布設(shè)方式如附圖11所示。計算8個觀測電極的平均電位V的到的電位-掘進(jìn)深度曲線圖和觀測電極組3MN的電位差-掘進(jìn)深度曲線圖分別如附圖12(a)和12(b)所示。

如附圖12(a)和12(b)所示，隨著巷道5開挖，當(dāng)掌子面4逐漸靠近低阻體時，掌子面4上各觀測點(diǎn)電位迅速下降，平均電位也具有相同的規(guī)律。與僅用附加電場超前探測不同的是，觀測電極MN電位差也與電位曲線有相同的規(guī)律，即掌子面4逐漸靠近低阻體時，電位差亦迅速減小。

通過以上兩個示例的分析，聚焦電流法巷道超前探測得到的異常曲線簡單，易于理解和解釋。異常曲線的主要特征為：1、當(dāng)僅使用環(huán)狀的附加電場工作時，隨著掌子面4靠近低阻不良地質(zhì)體，在掌子面4上觀測到的電位逐漸減小，而電位差逐漸增大。2、當(dāng)用附加電場作為背景場，在掌子面4上環(huán)狀附加電極內(nèi)供電進(jìn)行觀測時，隨著掌子面4靠近低阻不良地質(zhì)體，在掌子面4上觀測到的電位和電位差都逐漸變小。

因此，利用電位和電位差曲線的上述特征可判斷掌子面4前方是否存在和接近不良地質(zhì)體。利用環(huán)狀的聚焦附加電場可屏蔽掌子面4旁側(cè)的干擾，達(dá)到巷道迎頭更佳的超前探測效果。但是，由于巷道迎頭的聚焦探測供電觀測極距小，超前的探測距離有限，因此，這種聚焦探測可作為一種即時巷道迎頭探測技術(shù)，適合在施工中邊探邊掘進(jìn)。

本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。