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在巷道掘进施工过程中,掌子面前方的老窑、溶洞、断层等储水地质构造隐患与围岩相比呈低电阻率地球物理特征,在掌子面供电的供电电流会被隐患“吸引”,使掌子面后方已开挖巷道内电场呈异常分布,一段区间内电场分布异常的幅度会随巷道掌子面迫近隐患而不断加大,通过掘进巷道内一段区间上电场分布异常的变化幅度和变化趋势可实现隐患的分级预报预警。本文对点电源激励下,低阻含水断层隐患所引起的电场异常进行了解析计算和物理模拟实验。理论计算表明在掌子面供电条件下,已开挖巷道内电场分布相对异常随掌子面迫近隐患而出现明显增大趋势;水槽物理模拟实验结果也证明了这一变化趋势的存在。表明通过掌子面点电源激励,在已开挖隧道内进行电场观测比对的方法可以预测预报掌子面前方含水构造隐患的存在。根据电激励异常响应原理,本文设计了一套用于巷道掘进隐患预警的仪器系统。基于单片机W78E516B设计的预警系统集高压发射、信号采集于一体,通过同步采集模式,获得已开挖巷道一段区间上的电位信号,将该段间上的电位信号与区域背景对比进行异常评价,根据设定阈值控制信号指示灯和声音报警执行隐患预警任务,预警系统能为现场非物探专业技术人员操作使用。