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基于有限单元理论,利用ANSYS通用有限元软件建立了13个地质模型,并进行了模拟计算,得到了矿井高密度直流电法在井下水文物探中关于顶、底板异常体响应的特征,为实测数据准确解释提供了理论性参考,进一步丰富了煤矿水文物探的应用研究。 文章第一部分详细介绍了煤矿井下直流电阻率法的基本理论,主要包括矿井电阻率法的基本原理、稳定电流场的基本性质以及高密度电阻率法系统三部分内容。第二部分对有限单元法的基本理论和ANSYS软件做了简要说明,重点论述了矿井高密度电法数值模拟技术在ANSYS中的实现,包括模型设计与完善,加载与求解,后处理等内容,写出了α装置、MN-B或A-MN装置的详细命令流,并对其正演模拟误差进行了分析,论证了ANSYS正演模拟的可行性。第三部分是文章的核心部分,首先从考虑巷道空间与否情况下的顶、底板异常体响应进行模拟计算,对比分析得到了相应异常响应特征;其次又从电场强度、极距人小及装置形式三方面做了进一步的对比分析,得出随供电极距增大,异常体处电流密度增大,巷道空间的影响程度成降低趋势,等势面由开始的极不规则过渡到较规则,三极装置具有很高的纵向分辨能力;最后对异常体不同位置、尺寸,不同电极布设间距情况下的顶、底板异常体响应进行了模拟,分析得出了相关响应特征。