新汶矿区深部冲击地压防治与管理技术研究.pdf

分类号分类号TD7TD7密密级级公公开开 U D CU D C 单位代码单位代码1042410424 工工程程硕硕士士学学位位论论文文新汶矿区深部冲击地压防治新汶矿区深部冲击地压防治与管理技术研究与管理技术研究任任勇勇杰杰申请学位级别申请学位级别工程硕士工程硕士领域名称领域名称工业工程工业工程指导教师姓名指导教师姓名曹曹庆庆贵贵职职称称教教授授副副指导教师姓名指导教师姓名王王怀怀新新职职称称工程技术应用研究员工程技术应用研究员山山东东科科技技大大学学二零零六年五月二零零六年五月论文题目论文题目新汶矿区深部冲击地压防治新汶矿区深部冲击地压防治与管理技术研究与管理技术研究作者姓名作者姓名任任勇勇杰杰入学时间入学时间2004 年年 4 月月领域名称领域名称工业工程工业工程研究方向研究方向工业安全技术工业安全技术指导教师指导教师曹曹庆庆贵贵职职称称教教授授副指导教师副指导教师王王怀怀新新职职称称工程技术应用研究员工程技术应用研究员论文提交日期论文提交日期2006 年年 5 月月论文答辩日期论文答辩日期2006 年年 5 月月授予学位日期授予学位日期 STUDY ON THE PREVENTIONAND CONTROLAND ADMINISTRATIVE OF THE PRESSURE BUMP IN DEPTH OF XINWEN MINING AREA ADissertation ted in fulfillment of the requirements of the degree of MASTER OF ENGINEERING from Shandong University of Science and Technology by Ren Yongjie Supervisor Professor Cao Qinggui College of Natural Resources and Environmental Engineering May 2006 声声明明本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文，除了所列参考文献本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文，除了所列参考文献和和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。呈交于其它任何学术机关作鉴定。工程硕士生签名工程硕士生签名日日期期 AFFIRMATION I declare that this dissertation, ted in fulfillment of the requirements for the award of Master of Engineering in Shandong University of Science and Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The document has not been ted for qualification at any other academic institute. Signature Date 山东科技大学工程硕士学位论文摘要摘要摘要冲击地压是世界范围内煤矿生产中最严重的自然灾害之一，尤其在超过一定的临界深度时冲击破坏程度更为严重。由于新汶矿区的开采深度较深，冲击地压成为矿井安全生产的一个严重威胁，必须采用科学的方法和有效的管理措施解决矿区深部的安全开采问题。本文认真分析了采掘活动诱发冲击地压的机理，结合孙村煤矿历年的冲击地压案例分析，找出了诱发冲击地压的因素；同时，利用数值模拟软件 FLAC3D 中 INTERFACE 单元，建立了预测深部矿井冲击地压冲击危险程度和解危方案模型，针对孙村矿二、四层煤层及其围岩，建模分析了在不同采动条件下地应力分布规律和发生冲击地压的危险程度。根据分析结论，提出了在实际采矿作业中应采取解危方案和综合防治措施。在多年冲击地压防治经验的基础上，结合新汶矿区的管理特点，建立了深部冲击地压安全开采技术管理体系，保证了新汶矿区深部煤层的安全开采。通过对冲击地压防治与管理技术的研究与实施，新汶矿区实现了深部冲击地压的预测与防治，形成了科学有效的预测预报与防治的决策体系，取得了较好的社会效益与显著的经济效益。关键词关键词冲击地压；安全开采；机理；防治；管理山东科技大学工程硕士学位论文摘要 ABSTRACTABSTRACT Pressure bump is one of the most serious natural calamities in coal mines in the world, especially the destroy intensity for its striking is more serious over certain critical depth. Because the mining depth in Xinwen area is extremely deep, the pressure bump has been imperiling seriously safe mining in coal mines. For this reason, some effective administrative measures and scientific s must be taken to resolve safe mining problems in the depth of mining areas. In this paper, the mechanism that bring out the rock burst was analyzed, and some factors that brings out the rock burst was found out by analyzing some cases of Suncun coal mine. Simultaneously, the impact extent of predicting pressure bump in depth and controlling scheme model was set up by using numerical simulation software FLAC3DINTERFACE unit. For the second and forth coal seams and their surrounding rocks, the model calculated and analyzed the distribution pattern of stress in different mining and moving condition and dangerous extent that pressure bump takes places.According to an analyzing conclusion, that some control schemes and synthetic prevention and control measures must be taken was put forward. On the basis of experience of preventing and controlling pressure bump, linking administrative characteristic in Xinwen mining area, administrative system of safe mining technology under the pressure bump in depth was set up, and safemining the deep coal seam in Xinwen mining area was guaranteed. Through studying prevention and control pressure bump andcarrying out the administrative system, the prevention and control pressure bump in depth of Xinwen area were realized , and the decision system of scientific and effective prediction and prevention and control was ed,and the fine social benefit and marked economic benefit. Keywords Pressure bump; Safemining; Mechanism; Prevention;Administration 山东科技大学工程硕士学位论文目录目录目录 1 1 绪论绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 1.1 课题背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.2 课题来源及研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1.3 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2 2 深部冲击地压机理研究深部冲击地压机理研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 7 2.1 煤（岩）体压缩型冲击地压机理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 2.2 顶板断裂型冲击地压机理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 2.3 断层错动型冲击地压机理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.4 冲击地压一般机理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 2.5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 3 3 冲击煤层防冲安全防治技术研究应用冲击煤层防冲安全防治技术研究应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1717 3.1 矿井概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 3.2 FLAC3D 数值模拟技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 3.3 数值分析模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26 3.4 孙村矿四层煤开采数值模拟分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29 3.5 四层煤数值模拟结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40 3.6 开采对策与方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41 3.7 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48 4 4 冲击地压安全开采技术管理体系冲击地压安全开采技术管理体系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5151 4.1 管理保障体系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51 4.2 冲击地压技术保障体系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52 4.3 冲击地压预测预报管理体系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54 4.4 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55 结论结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5656 参考文献参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5858 山东科技大学工程硕士学位论文目录 CONTENTS FirstIntroduction．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.1 Topic background．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 1.2 Topic origin and research content．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 1.3 This chapter subtotal．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5 SecondResearch about depth portion impact geostatic pressure mechanism．．7 2.1 Compression impact geostatic pressure mechanism analysis of Coal and crag．．．．．．．．．．．．8 2.2 Roof break impact geostatic pressure mechanism analysis．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 2.3 Fault moving out of place impact geostatic pressure mechanism analysis．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.4 Impact geostatic pressure common mechanism analysis．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 2.5 This chapter subtotal．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 ThirdThe research and the application guard against in the impact coal bed es the safe preventing and controlling technology aspect．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 3.1 Mine pit survey．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17 3.2 Value simulation technology FLAC3D．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 21 3.3 Model establishment．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26 3.4 Fourth coal mining value simulation analysis of Suncun coal mine．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29 3.5 Conclusion of fourth coal value simulation．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 40 3.6 Mining countermeasure and plan．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 41 3.7 This chapter subtotal．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 48 FourthSafeminingtechnicalmanagementsystemaboutimpactgeostatic pressure．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51 4.1 Management safeguard system．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 51 4.2 Technical support system in impact geostatic pressure aspect．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52 4.3 Forecast forecast management system about impact geostatic pressure．．．．．．．．．．．．．．．．54 4.4 This chapter subtotal．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 55 Conclusion．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56 Reference．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58 山东科技大学工程硕士学位论文绪论 1 1 1 绪论绪论 1.11.1 课题背景课题背景 1.1.11.1.1课题研究的意义课题研究的意义冲击地压是世界范围内煤矿中最严重的自然灾害之一。我国大多数矿山的煤层与岩层都具有不同程度的冲击倾向性，在一定的临界深度下煤岩突出极为严重，特别是随着我国煤矿开采深度以每年约 25m 的深度不断增加，冲击地压越来越严重，已成为制约我国矿山生产和安全的主要重大灾害性事故之一。尽管国内外学者在冲击地压发生机理和监测手段的研究方面取得了重要进展，但还远没有从根本上解决其有效预测和防治问题。我国煤矿矿井大多建于五六十年代，随着时间推移和矿产资源开发向深部转移，这些矿井将进入深部开采，冲击地压灾害问题将更趋严重、更为突出、更为普遍。至 1998 年，发生冲击地压的矿井已达 68 个。在冲击地压的防治方面，由于对冲击地压煤层开采后上覆岩层运动变化规律及采场围岩的应力场的时空分布规律研究不够，开拓与回采的决策理论不完善，目前在冲击地压煤层的采掘设计基本上依靠统计经验来决策，因而经常出现在高应力区内进行采掘工作，采掘作业的时间关系不合理，为冲击地压的发生提供了力源条件。由于没有把握冲击煤岩层破坏过程的发展规律，因而对冲击地压发生的时间、地点及强度等没有定量预计；目前冲击地压矿井普遍采用的信息采集技术，其测试参数单一，监测的信息不可靠，只能进行冲击地压发生后的定性监测；对监测到的信息没有从理论上、实验上、方法上进行综合处理，其反馈的信息对冲击地压预测的可靠性较差。所以目前冲击地压控制是全面防治，即在矿井某一煤层一旦发生冲击地压，对该煤层所有工作面以及工作面的所有位置都要进行冲击地压防治，造成大量的人力、物力的浪费，极大地影响生产效率。实际上全面防治导致大多数矿井经济上难以承受，无法长期坚持的局面。本论文拟结合新汶矿业集团公司与山东科技大学合作的科技研究项目进行研山东科技大学工程硕士学位论文绪论 2 究，寻找出适合新汶矿业集团冲击地压防治的理论依据和解决方法。新汶矿业集团公司所属的矿井平均采深达 900m，为典型的深部开采矿区。在深井重力应力场约束下保存的构造应力场以及采动造成的集中应力已使煤（岩）体产生“强烈”的破坏，发生严重的、频繁的冲击地压。华丰矿自 1992 年以来，受巨厚砾岩作用而引发的冲击地压已相当严重，据不完全统计，1995 年以来，发生 0.5 级以上的冲击地压为 28000 多次；发生 1.0 级以上的冲击地压为 3000 次；发生 1.5 级以上的冲击地压为 490 次；发生 2.0 级以上的冲击地压为 6 次；最大震级为 2.9 级，给矿井的安全和生产带来巨大的影响。受构造应力场和重力应力场双重作用而发生冲击地压的矿井近几年来逐渐增多，冲击地压的强度和频率呈递增趋势发展，以孙村矿和协庄矿为代表的新汶区以及以潘西矿为代表的莱芜区都已发生过不同类型和不同级别的冲击地压，更为严重的是在原始应力区内掘巷也发生强烈的冲击现象。可见冲击地压问题是新汶矿区的一个普遍的重大技术性难题。因此，在新汶矿区的冲击地压矿井深入研究开采的覆岩运动破坏发展规律，以及与之相关的重力应力场和构造应力场分布和发展变化的规律，并以此为基础，结合深井冲击地压防治与安全管理技术的研究，最终找出解决新汶矿区冲击地压煤层的安全开采方案。 1.1.21.1.2国内外研究现状国内外研究现状世界上几乎所有国家都不同程度地受到冲击地压的威胁。 1783 年英国在世界上首先报导了煤矿中所发生的冲击地压现象。以后在前苏联、南非、德国、美国、加拿大、印度、英国等几十个国家和地区，冲击地压现象时有发生。在我国，冲击地压最早于 1933 年发生在抚顺胜利煤矿。以后，随着开采深度的增加和开采范围的不断扩大，北京、抚顺、枣庄、开滦、大同、北票、南桐等矿区的许多矿井，都先后有冲击地压现象发生。随着开采深度的不断增加，冲击地压的危害将更加突出。 1992 年以前，我国有 50 余个煤矿发生了冲击地压。比较突出的有北京矿务局门头沟煤矿、抚顺矿务局龙风煤矿、枣庄矿务局陶庄煤矿、大同矿务局忻州窑煤矿、四川省天池煤矿和新汶矿务局华丰煤矿等。现在对冲击地压成因和机理的解释主要有强度理论、能量理论、冲击倾向理论山东科技大学工程硕士学位论文绪论 3 和失稳理论。强度理论、能量理论、冲击倾向理论提出了发生冲击地压的三个准则，即强度准则、能量准则和冲击倾向度准则。其中强度准则是煤体破坏准则，能量准则和冲击倾向度准则是突然破坏准则。三个准则同时成立，才是产生冲击地压的充分必要条件。另一是失稳理论，近年来，我国一些学者认为根据岩石全应力应变曲线，在上凸硬化阶段，煤、岩抗变形包括裂纹和裂缝的能力是增大的，介质是稳定的；在下凹软化阶段，由于外载超过其峰值强度，裂纹迅速传播和扩展，发生微裂纹密集而连通的现象，使其抗变形能力降低，介质是非稳定的。在非稳定的平衡状态中，一旦遇有外界微小扰动，则有可能失稳，从而在瞬间释放大量能量，发生急剧、猛烈的破坏，即冲击地压。在失稳过程中系统所释放的能量可使煤岩从静态变为动态过程，即发生急剧、猛烈的破坏[1]。根据发生冲击地压的成因和机理，防治冲击地压的措施的基本原理有两方面一是降低应力的集中程度；二是改变煤岩体的物理力学性能，以减弱积聚弹性能的能力和释放速率。 1.21.2课题来源及研究内容课题来源及研究内容 2000 年以来，新汶矿业集团公司生产技术处和山东科技大学合作，开展了“新汶矿区冲击地压防治技术”研究，采用实验室模拟大试块和高应力试验以及现场地应力监测技术进行了冲击地压防治技术研究，2002 年新汶矿业集团华丰煤矿与北京开采研究所进行 “大倾角冲击地压综采放顶煤技术研究” 针对华丰矿深部大倾角水平的冲击地压灾害严重，提出了大倾角冲击地压放顶煤技术以及相关技术的研究， 2005 年新汶矿业集团公司与北京科技大学和山东科技大学联合进行 “冲击地压前兆信息及空间应力场微震监测研究”综合利用微震定位监测技术及覆岩空间结构运动理论，提出冲击地压预测及防治技术。地质构造复杂多变，次级构造分布广泛、煤层坚硬且具有强烈（严重）的冲击倾向性、构造应力的“强烈”存在性等是新汶矿区的特点。复杂的断裂构造和大埋深的煤层条件下，覆岩运动规律和应力场的发展变化规律的研究、构山东科技大学工程硕士学位论文绪论 4 造应力场和重力应力场耦合作用下各构造断块内的冲击地压发生的机理及防治技术的研究，比简单赋存煤层条件下困难复杂得多。新汶矿区深井冲击地压的开采安全决策的重大问题的解决，只有在分析研究各种冲击地压矿井开采实践（冲击地压案例分析）历史和已取得的成果基础上，采用力学实验，物理模拟及数值模拟分析等现代研究方法和手段，对不同开采条件下覆岩运动和应力场分布规律、深井冲击地压的发生机制、深部冲击地压安全管理技术方法等，进行深入研究后才能得到。应用这些研究结果进行冲击地压的预测预报及防治，必须研究并开发出针对不同矿井、不同煤层，不同开采区段的地质条件，能显示出相关岩层运动和应力场变化规律、冲击地压的定位、区域危险性的评价结果、可靠的防范方案和局部解危措施等，并以此为基础研究在具有冲击地压危险的煤层安全开采的方案和管理技术。 1.2.11.2.1研究内容研究内容本硕士论文主要研究内容包括如下三个部分 1深部冲击地压机理研究 ⑴深部冲击地压发生机理理论研究； ⑵孙村煤矿历年冲击地压发生原因分析； ⑶诱发冲击地压因素的研究。 2）冲击地压煤层安全防治技术研究 ⑴数值模拟软件 FLAC3D 模型研究； ⑵四层煤开采数值模拟分析； ⑶冲击地压煤层开采对策与方案研究； 3）冲击地压煤层开采的安全管理技术研究。 1.2.21.2.2关键技术及解决方案关键技术及解决方案本论文的关键技术及拟采取的解决方案如下 1）关键技术山东科技大学工程硕士学位论文绪论 5 ⑴深部冲击地压发生的机理研究技术； ⑵冲击煤层数值模拟技术； ⑶冲击煤层防冲安全管理技术； ⑷冲击煤层开采对策与方案。 2）解决方案本项目拟采用理论分析、数值模拟计算研究、现场实测研究及非线性动力学等最新现代研究手段的综合研究方法。 ⑴冲击地压机理分析研究孙村煤矿各种条件下冲击地压的发生机理，并比对 1992 年以来发生的破坏性冲击地压事故，分析研究冲击地压发生的时间、强度、开采环境等。 ⑵数值模拟计算研究。通过各种数值的采集建立 FLAC3D 数值模型，根据建立的数值模型在计算机的帮助下对不同倾斜长度条件下，不同推进阶段的工作面超前支承压力分布规律进行分析。 1.31.3 本章小结本章小结冲击地压是世界范围内煤矿中最严重的自然灾害之一。世界上几乎所有国家都不同程度地受到冲击地压的威胁。我国大多数矿山的煤层与岩层都具有不同程度的冲击倾向性，在一定的临界深度下煤岩突出极为严重，特别是随着我国煤矿开采深度以每年约 25m 的深度不断增加，冲击地压越来越严重，已成为制约我国矿山生产和安全的主要重大灾害性事故之一。尽管国内外学者在冲击地压发生机理和监测手段的研究方面取得了重要进展，但还远没有从根本上解决其有效预测和防治问题。新汶矿区深井冲击地压的开采安全决策的重大问题的解决，只有在分析研究各种冲击地压矿井开采实践（冲击地压案例分析）历史和已取得的成果基础上，采用力学实验，物理模拟及数值模拟分析等现代研究方法和手段，对不同开采条件下覆岩运动和应力场分布规律、深井冲击地压的发生机制、深部冲击地压安全管理技术山东科技大学工程硕士学位论文绪论 6 方法等，进行深入研究后才能得到。应用这些研究结果进行冲击地压的预测预报及防治，必须研究并开发出针对不同矿井、不同煤层，不同开采区段的地质条件，能显示出相关岩层运动和应力场变化规律、冲击地压的定位、区域危险性的评价结果、可靠的防范方案和局部解危措施等，并以此为基础研究在具有冲击地压危险的煤层安全开采的方案和管理技术。本论文结合新汶矿业集团公司与山东科技大学和北京开采所合作的科技研究项目进行研究，寻找出适合新汶矿业集团冲击地压防治的理论依据和解决方法。山东科技大学工程硕士学位论文深部冲击地压机理研究 7 2 2 深部冲击地压机理研究深部冲击地压机理研究冲击地压，是采矿诱发的矿井地震，是矿井的一大自然灾害。冲击地压发生时，围岩迅速释放能量，煤岩突然被破坏，造成暴风、冒顶片帮、支架折断、巷道堵塞、地面震动、房屋损坏和人员伤亡。冲击地压所辐射的能量，从煤岩微小裂纹破裂的 10-5J，到大尺度煤岩破坏的 109 J，相当于里氏震级的-6～5 级[2]。我国的煤矿大多数建于上世纪五、六十年代，随着时间推移，这些矿井进入深部开采阶段，冲击地压灾害日趋严重。对于冲击地压的研究，国内外学者已开展了大量工作，但对于冲击地压的类型、机理和预防方法都是分别研究。对冲击地压机理的研究,国内外曾提出了多种理论。按现代力学观点来看,主要有强度理论、能量理论、刚度理论、冲击倾向理论、煤岩失稳理论和三因素理论等 [3]。实际上，上述这些理论都是相互关联的， “三准则”理论是对强度理论、刚度理论和能量理论的综合；变形系统失稳理论是对强度、刚度和能量理论的更深入总结和发展，用这两种理

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