济二矿上层煤采动影响下冲击地压预测与防治技术研究.pdf

致 谢 致 谢 本论文的撰写是在我的导师陈学华教授的悉心指导下完成的，从论文的选题、构思到 论文的撰写的每一个环节无不体现着陈老师的心血。在两年半的学习时光里陈老师治学的 严谨、工作的认真负责、敏锐的思维方式和积极向上无私奉献的精神深深的感染和鼓励着 我在求学的道路上奋勇向前。在论文即将截稿之际，我由衷的向我的导师陈学华教授表示 崇高的敬意，万分感谢恩师在两年多来对我的培养、教诲与帮助。 在论文的选题与构思方面，得到了辽宁工程技术大学矿业学院和研究生学院各位老师 的关心与指导，在此表示由衷的感谢。 在项目实施与资料收集方面，感谢济宁二号煤矿生产技术部的全体工作同志的支持， 正是你们的大力支持与协作，才使得我的工作得到顺利进行，圆满完成。 在论文的撰写过程中，得到了同学王铁林、闫宪磊的意见和建议以及师弟周建伟、李 双辉的热心帮助，在此表示感谢。 在此，我还要感谢我的父母多年来对我的支持和鼓励。感谢我的妻子对我的理解与支 持。感谢在我成长的路上所有关心、支持和帮助我的人们。 - I - 摘 要 摘 要 随着我国煤矿开采深度的日益加大，冲击地压灾害的发生数量也呈现出上升的趋势。 冲击地压一旦发生不仅会影响矿井生产任务，还有可能造成设备损坏和人员伤亡，因此有 必要对冲击地压的预测与防治技术进行深入系统的研究。 论文采用现场调研、实验鉴定、数值模拟及理论分析的方法，对济宁二号煤矿 93下07 工作面在预回采期间和顺槽掘进期间的冲击危险性进行评定以及相应的防治措施技术开 展研究。首先对该矿 93下07 工作面的地质资料进行现场调研和实验研究，确定 3下煤层为 具有强冲击倾向性的煤层，3下煤层顶板为具有弱冲击倾向性的岩层；然后通过数值模拟的 方法对轨顺在掘进过程中受双向应力扰动影响的应力分布情况进行分析；接下来运用经验 类比法和综合指数法对该工作面回采过程中的冲击危险性进行分析；最后经过上述分析划 分出冲击危险区域，并对划分的危险区域采用检测措施和不同的解危措施，最终实现安全 生产的目的。 本论文的研究成果对济宁二号煤矿下一步的开采工作有着实际的指导意义，给该矿的 安全生产提供了一定的技术保障，为冲击地压的防治奠定了一定的基础。 关键词冲击地压；数值模拟；危险区划分；钻孔卸压；爆破卸压 - II - Abstract Abstract With the depth of coal mining increased, the numbers of rock burst disaster are also in an increasing trend. When the rock burst happened, it will not only influence the tasks of coal mine production, but also damage the mining equipments and injure the workers. So it is necessary for us to be more thorough and systematic research on the protective mechanism of the rock burst. Through the scene investigates and studies, testing, numerical simulation and theoretical analysis , this paper systemically assess the rock burst hazard and research the technical measures in 93down07 working face of the No.2 Jining coalmine in the course of actual mining and excavating. Firstly, by the s of the scene investigates and studies, the author identified the 3down coal seam with strong rock burst liability, and its roof with weak burst liability. Secondly, with the numerical simulation , the author analyzed the stress distribution of tail gate influenced by bidirectional stress perturbation during tunneling. Then, this paper used empirical analogy and comprehensive index to analysis impact hazard in the process of the working face stopping process. Finally, through the above analysis, the author divided the dangerous area and used different monitoring measures and danger releasing measures to achieve the purpose of safety production. The research achievement of this paper has a practical guiding significance for the No.2 Jining coalmine in the later mining, and provides the mine safety production with a certain technical support, and lays a certain foundation for preventing and controlling the rock burst. Key Words Rock Burst； Numerical Simulation； Danger Zone Division； Drillhole Pressure Relief；Stress Relief by Blasting 目 录 目 录 摘 要 ...........................................................................................................I Abstract............................................................................................................ II 1 绪 论 ........................................................................................................ 1 1.1 问题的提出........................................................................................1 1.2 冲击地压发生机理国内外研究现状 ..................................................1 1.3 冲击地压预测方法研究现状..............................................................2 1.3.1 冲击地压危险的区域预测法................................................ 3 1.3.2 冲击地压危险区系统监测法................................................ 4 1.3.3 冲击地压危险区局部检测法................................................ 5 1.4 冲击地压防治措施研究现状..............................................................6 1.4.1 冲击地压区域防治措施 ....................................................... 6 1.4.2 冲击地压局部解危措施 ....................................................... 7 1.5 论文研究的内容方法及技术路线 ......................................................8 1.5.1 论文研究内容 ...................................................................... 8 1.5.2 论文研究方法和技术路线 ................................................... 9 2 93下07 工作面概况及顺槽掘进冲击危险性分析 ...................................... 10 2.1 93下07 工作面概况 ..........................................................................10 2.1.1 工作面的位置、周边关系及开采情况............................... 10 2.1.2 工作面参数、开采技术条件及煤层赋存特征 ................... 10 2.1.3 地质构造 ........................................................................... 11 2.1.4 顺槽、切眼、停采线等位置的确定 .................................. 14 2.1.5 巷道断面形状、几何参数及支护形式............................... 15 2.2 煤岩层冲击倾向性鉴定 ...................................................................16 2.2.1 煤层冲击倾向性鉴定......................................................... 16 2.2.2 岩层冲击倾向性鉴定......................................................... 17 2.3 93下07 工作面轨顺掘进过程中冲击危险性分析 .............................19 2.4 93下07 工作面运顺掘进过程中冲击危险性分析 .............................19 2.5 本章小结..........................................................................................21 3 93下07 工作面巷道掘进数值模拟及结果分析 .......................................... 22 3.1 数值模拟背景 ..................................................................................22 3.2 数值模拟模型初始化.......................................................................23 3.3 数值模拟结果分析...........................................................................24 3.4 本章小结..........................................................................................31 4 93下07 工作面回采过程中冲击危险分析.................................................. 32 4.1 93下07 附近工作面回采矿压观测分析 ............................................32 4.1.1 93下08 附近工作面回采矿压观测分析 .............................. 32 4.1.2 93上10 工作面顶板运动及矿压显现规律分析................... 33 4.1.3 3上及 3下煤工作面矿压观测结果分析总结........................ 34 4.2 93下07 工作开采期间冲击危险综合分析 ........................................35 4.2.1 与邻近矿井发生冲击地压地点的对比............................... 35 4.2.2 基于冲击地压发生条件的冲击危险预测........................... 35 4.2.3 93下07 工作面冲击危险综合指数法分析 .......................... 36 4.3 本章小结..........................................................................................39 5 93下07 工作面冲击地压危险防治措施 ..................................................... 40 5.1 93下07 工作面巷道掘进期间冲击危险防治措施 .............................40 5.1.1 巷道掘进的冲击危险地段 ................................................. 40 5.1.2 巷道掘进的冲击危险检测措施.......................................... 41 5.1.3 巷道掘进的冲击危险治理措施.......................................... 42 5.2 93下07 工作面回采冲击地压危险治理措施.....................................47 5.2.1 冲击危险地段及预处理措施.............................................. 47 5.2.2 冲击危险监测措施 ............................................................ 48 5.2.3 冲击危险治理措施 ............................................................ 49 5.2.4 冲击地压危险的防护措施 ................................................. 49 5.3 本章小结..........................................................................................49 6 结论和展望 ............................................................................................... 51 6.1 结论 .................................................................................................51 6.2 展望 .................................................................................................51 参 考 文 献................................................................................................... 52 作 者 简 介................................................................................................... 55 学位论文原创性声明 ...................................................................................... 56 学位论文数据集.............................................................................................. 57 - 1 - 1 绪 论 1 绪 论 1.1 问题的提出 1.1 问题的提出 冲击地压属矿井动力灾害之一，是指矿山采场和井巷煤岩体在高应力的作用下突然破 断释放其储存的变形能，将煤岩体抛向采掘空间，形成气浪冲击，造成开采设备及人员伤 亡的动力现象[1]。冲击地压发生时由于大量的煤岩体被抛出，有时冲击出的煤岩体可达到 几百吨，这就会造成巷道及工作面支架损坏，巷道堵塞，并伴随着巨大的响声和岩体的强 烈震动，震动时间从几秒到几十秒不等，有时甚至还会引起地表沉陷，局部矿震造成地面 建筑物的损坏。国内外很多专家都对其发生机理进行了大量的研究，但由于其发生的原因 和条件都比较复杂、影响因素多且各因素之间又相互影响、发生随机性和突发性较大、破 坏形式的多种多样，所以对冲击地压的研究和预测一直是国内外动力灾害研究中的一个难 题[2-6]。 济宁二号煤矿现开采 3下煤层，根据鉴定，3下煤层属于 3 类，具有强冲击倾向性的煤 层。特别是在 93下07 工作面的轨顺掘进过程中，一方面要受到 93下08 工作面采空区侧向 压力的影响，另一方面还会受到 3 上煤层工作面切眼支承压力的影响，在两种应力的扰动 作用下，有可能发生冲击危险。且济宁二号煤矿现阶段采深超过 700m 以上，这在一定程 度上加剧了发生冲击的危险性。随着采掘活动的开展，济宁二号煤矿深部采区的采场条件 进一步恶化，在煤柱附近进行的采掘活动不可避免。因此，冲击地压问题愈加复杂，深入 开展冲击地压的研究是矿井实现安全生产的迫切要求。 为此， 本论文就济宁二号煤矿 93下07 工作面在掘进与预回采期间可能出现的冲击危险 性进行预测及其防治技术研究，以便揭示出冲击地压发生的机理，掌握其发生规律，提出 有效的冲击灾害的防治措施。以期为防治冲击灾害提供技术保障，最大限度的减少和降低 冲击引起的安全事故，降低经济损失，避免人员伤亡，最终达到安全生产的目的。 1.2 冲击地压发生机理国内外研究现状 1.2 冲击地压发生机理国内外研究现状 对于冲击地压的研究可以追溯到二百年前，但一直到 20 世纪，特别是在最近的 30～ 40 年来才真正成为各国研究者的重点研究对象。世界上很多国家都成立了相应的研究机 构。研究工作重心也从对冲击地压进行广泛调查统计分析开始，发展到实验室的理论研究 和现场的实际测定， 采取现代数学及力学方法， 以及数值模拟技术研究冲击地压发生机理。 对冲击地压发生机理的研究，国内外曾提出了多种理论，主要包括强度理论[7]、刚度理论 [8-10]、能量理论[11]、冲击倾向理论[12-15]，失稳理论[16-19]等。随着学科间的相互交叉以及非 - 2 - 线性科学在冲击地压研究中的应用，对冲击发生的机理研究又产生了新的研究理论，如灾 变理论、分形理论、断裂力学、流变特性、分叉理论和混沌动力学等。 国外对冲击地压发生机理与防治的研究工作较国内开展的较早一些，南非于 1915 年 就建立了针对矿山冲击地压的研究委员会，对金属矿山和煤矿的冲击地压进行了早期的研 究，成为冲击地压研究领域最早的科研机构。西德于 20 世纪 50 年代开始对冲击地压的科 研工作。在此之后，前苏联的全苏矿山测量科学研究院也相继制定了有冲击地压危险煤 层矿井采矿工程施工安全规程 ， 制定了一套行之有效的防治冲击地压的措施和预报方法， 解决了一些矿山冲击地压问题。60 年代初期波兰就冲击地压的产生机理和防治进行了研 究，提出了在矿山开采中要发展煤层冲击倾向性的鉴定工作，然后又将地震法和岩体声学 应用于矿山冲击危险探测和监测方面，其研究方法和成果居世界领先地位。 我国对冲击地压的研究相对较晚一些，早期研究可追溯到 20 世纪 60 年代开始的，但 那个时候仅仅是初步研究，从 20 世纪 80 年代初期我国才开始了较为系统的大规模研究。 从 1978 年到 1985 年，我国重点煤矿研究院所如煤科总院、重庆大学、阜新矿院、唐山煤 研所、重庆煤研所分别在门头沟矿、天池矿、龙凤矿和台吉矿、唐山矿共完成 9 项科研课 题，其获得的主要成果有提出冲击地压机理模型，煤层注水及卸压爆破相结合的综合防 治措施，声发射技术及地音、微震监测在冲击预测方面的应用，钻屑法指标的确定，煤的 冲击倾向试验研究等。在这些研究成果的基础上，制定出了我国的最早的“冲击地压防治 及预测暂行技术规范”和“冲击地压危险煤层安全开采规程”，使得我国在冲击地压方面 的研究和防治工作在较短的时间内取得了较大进展。 近些年来，我国煤炭高校以及科研单位、矿山生产单位陆续都开展了针对冲击地压的 大量研究项目，各类相关学术会议也不断召开，并且取得了较多的成果。通过以上学者专 家和科技工作者的共同努力，使得我国在冲击地压机理和防治措施方面的研究有了根本性 的进展，特别是数值模拟、电磁辐射及声发射监测技术、煤岩体应力的实时在线监测、微 震监测及定位系统在防治冲击地压中应用的研究，以及冲击地压的综合防治措施等方面己 达到较高水平。随着我国在这方面研究的不断深入，使冲击地压研究向机理的力学分析及 试验、实时动态监测、应用非线性科学、综合治理等方向发展。煤矿冲击地压预测与防 治成套技术获 2010 年国家科技进步二等奖，表明冲击地压研究上升到一个新的水平。 1.3 冲击地压预测方法研究现状 1.3 冲击地压预测方法研究现状 冲击地压危险一般采取区域预测、系统监测和局部检测相结合的综合预测的方法，即 首先采取经验类比法、综合指数法、地质动力区划法、可能性指数诊断法等方法，就矿井 生产过程中可能出现冲击地压的危险区域进行提前预警，并确定其发生冲击的危险程度； - 3 - 其次采用微震监测、应力实时在线监测、地音监测、围岩动态监测等方法，对矿井监测地 点的冲击地压的危险性提出预警；最后采取钻屑法或电磁辐射检测仪等方法检测冲击地压 危险地点，确认冲击地压危险程度。 1.3.1 冲击地压危险的区域预测法 1.3.1 冲击地压危险的区域预测法 冲击地压防治的关键问题在于对冲击地压可能发生危险的区域进行早期的科学预测， 近些年我国在该领域的研究取得了长足的发展[20-22]。对冲击危险的预测不仅包括发生冲击 的时间、地点还包括了发生冲击的规模大小。能够较准确的预测冲击地压发生的位置是实 现冲击地压治理的关键。其具体方法阐述如下 （1）经验类比法 经验类比法是指借助于有过冲击地压发生的矿井进行经验教训规律性总结，将总结的 规律应用并指导本矿或生产条件、地质条件比较相似的其它矿井，用以达到冲击地压煤层 安全开采的目的的方法[23]。利用经验类比法应特别重视下列区域为冲击地压特别危险区 ① 煤层突变、断层、褶皱等区域； ② 采空区周围； ③ 本层或邻层的开采边界或遗留煤柱影响区； ④ 工作面前方回采巷道或其它巷道。 （2）综合指数法 先根据地质方面影响冲击地压的因素，如开采的深度、顶板岩层的结构特征、断层等 地质构造、煤层的物理力学特性等，确定采掘工作面周围地质因素冲击地压危险状态等级 评定的指数 Wt1，再根据开采技术影响冲击地压方面的因素，如上覆煤层的停采线、开采 区域的大小、采空区、残采区、煤柱、老巷等，确定冲击地压开采技术危险状态等级评定 的指数 Wt2。根据这两个指数，用下式就可以确定出采掘工作面周围冲击地压危险状态等 级评定的综合指数 Wt[24]。  ,max 21ttt WWW  （1.1） 根据 Wt的评定值就可以圈定冲击地压危险程度。其取值范围如下 Wt0.95，为不安全。 （3）地质动力区划法 - 4 - 地质动力区划法主要是借助研究矿山的地形地貌的基本形态和特征决定了地质构造 形式的原理，通过对地形地貌的分析，确定断裂处的形成与发展，判断出活动断裂及断块 间的相互作用方式；再利用地应力测量、数值分析等技术手段，确定区域地质构造形式、 构造背景、岩体应力状态，划分出矿井冲击地压的危险区、威胁区以及安全区，为预防冲 击地压工作奠定基础[25]。 （4）可能性指数诊断法 冲击地压危险程度的影响因素是多种多样的，但是，煤岩体的物理力学性质和承受的 应力状态起着确定性的影响。以工程类比、构造分析等方法为手段进行综合分析研究冲击 地压发生的可能性[26]。 此种研究方法的研究步骤为 ①计算出采动应力场应力的分布规律； ②测试并计算煤岩体的冲击倾向性；③分别计算冲击倾向性和应力对“发生冲击地压”事 件的隶属度；④计算冲击地压发生的可能性指数；⑤利用可能性指数诊断某一地点冲击地 压发生的可能性。 1.3.2 冲击地压危险区系统监测法 1.3.2 冲击地压危险区系统监测法 （1）微震监测法 微震监测法是以声发射学和地震学为基础发展起来的监测方法[27]。当地下岩石由于受 到地应力的作用发生破断移动时，释放出积聚的能量产生微弱的地震波向周围介质传递。 微震监测系统正是根据此种现象，利用井下微震探头接收到的直达 P 波起始点的时间差， 在地下煤岩体的特定的波速场条件下进行二维或三维定位，用以判定岩层破坏的三维空间 坐标，另一方面利用震相持续的时间计算出微震事件释放的能量并计算出震级，将空间位 置和能量震级标入在采掘工程平面图上和速报显示给矿井生产指挥系统，以便采取措施。 （2）地音监测法 地音监测系统是一种连续动态的监测系统，其监测方法通常是在监测区内布置地音探 头，根据生产地质条件配置事件有效性检测条件和统计控制等工作参数，由监测装置自动 采集地音信号，经计算机实时处理和加工，完成统计报表和图表，由工作人员结合采掘工 程进度判断监测区域内的地音活动程度和危害程度[28]。地音监测系统通常有 16～32 道， 最多可同时监测 4～8 个采煤工作面。振动频率从十几到 2000Hz 不等；震动范围主要在几 米到 200m 之间。 （3）围岩动态监测法 通过监测顶板的运动状态、支承压力显著作用范围及峰值位置来预测冲击地压。通常 情况下，冲击地压的煤层上覆都存在厚而坚硬的顶板，它的运动是诱发冲击地压的主要因 素之一[29]。以监测顶底板移近量为主，在工作面上下顺槽各布置 3 条测线，安设 3～5 台 - 5 - 动态仪，随着工作面的推进连续监测顶底板的运动的各个阶段，顶底板移近距离突然增大 或者顶板突然下沉断裂都预示着冲击地压的发生，为冲击地压的治理提前预警。 1.3.3 冲击地压危险区局部检测法 1.3.3 冲击地压危险区局部检测法 （1）钻屑法 钻屑法是通过根据矿井的实际情况，在煤层中钻出直径为 42～50mm 不等的钻孔，根 据钻孔排出的煤粉量及它的变化规律和有关动力效应， 判定冲击危险等级的一种方法[30,31]。 由于这种方法不仅能检测出与冲击地压有关的多项因素，而且操作简便易行，所以这种方 法成为我国煤矿普遍采用的一种方法。 利用钻屑法预测冲击地压时，通过钻出的煤粉量与正常煤粉量相比作为衡量冲击危险 的指标。当钻孔位置位于煤体应力比较高的区域时，钻进的过程呈现出动态的特征，孔壁 煤体部分可能突然挤入孔内，与此同时常伴随着声响、微冲击或震动等钻孔效应；钻孔单 位长度上的煤粉排出量也要大于正常的排粉量，且钻屑粒度增大，有的时候还会随之出现 卡钻的现象；当钻孔单位长度的排粉率增大到标定值时，表示此时工作面煤壁处于高应力 和冲击危险状态。但是，卡钻除了与煤体压力相关外，还与施工设备、方法和人员的操作 方法和经验有关。所以，钻屑法应有专业人员施工，是保证这一指标鉴别冲击危险的首要 条件。 （2）电磁辐射法 煤岩电磁辐射是指煤岩体受到应力载荷，在其变形破裂的过程中会向外辐射出电磁能 量的一种现象，这种物理现象与发生破裂变形的煤岩体密切相关[32,33]。这种方法反映了煤 岩体的受载程度以及变形破裂强度，其中脉冲数反映了微破裂的频次和煤岩体变形情况。 煤岩体在受到人为采掘活动的影响下，工作面煤体将会失去原有应力平衡，这个时候 煤岩体处于不稳定状态，煤岩体中的煤体此时有发生变形或破裂的趋势，以求达到新的应 力平衡状态；在有瓦斯突出的矿井，煤体中的瓦斯也有失去动态平衡的趋势，在瓦斯压力 梯度的作用下，瓦斯将会沿煤体中的裂隙向工作面空间大量的涌出，在以上两种过程中均 会伴随着电磁辐射现象。 电磁辐射仪主要的检测参数是电磁辐射强度和脉冲数，煤体的应力状态与电磁辐射强 度存在正相关的关系。应力增高时，电磁辐射信号强度强，电磁辐射频率同时升高，脉冲 幅值增大，预示着冲击危险的发生。所以，可以利用电磁辐射法进行冲击地压的预测工作。 - 6 - 1.4 冲击地压防治措施研究现状 1.4 冲击地压防治措施研究现状 冲击地压区域性防范措施主要包括采用合理的开拓布置和开采方式，开采保护层， 煤层预注水，厚层坚硬顶板预处理等，采掘前优先考虑使用区域性防范措施；局部性解危 措施主要包括钻孔卸压、爆破卸压、强制放顶、断顶（底）等，检测出冲击地压危险时 采用局部性解危措施。 1.4.1 冲击地压区域防治措施 1.4.1 冲击地压区域防治措施 冲击地压的区域防治措施主要包括合理的开拓布置及开采方式、开采解放层、煤层注 水、坚硬顶板预处理等。 （1）合理的开拓布置及开采方式 井田开采方式是否合理以及开拓布置在避免应力集中和是否会产生叠加，是产生冲击 地压至关重要。从我国的大量工程实例可以看出，大多数矿井之所以发生冲击地压基本都 是由于开拓与开采方式设计不合理造成的。对于具有冲击危险的矿井来说，开拓开采方式 一但形成很难改变，不合理的开拓与开采方式将会给整个矿井带来生产安全隐患、生产效 率低、事故频发从而导致经济效益的下滑，以至波及到社会利益[34,35]。所以在建井初期就 要宏观考虑到矿井的合理开拓和开采方式。设计开拓开采方式时的原则是 ① 开采煤层群时，开拓布置应有利于解放层的开采。首先开采无冲击或弱冲击危险 的煤层作为解放层，且优先开采上解放层。 ② 划分采区时，应保证合理的开采顺序，最大限度地避免形成煤柱等应力集中区。 ③ 采区或盘区的采面应朝向一个方向回采，避免相向开采，以免应力的叠加。 ④ 在地质构造等部位，应采取避免或减轻应力集中和叠加的开采程序。 ⑤ 有冲击危险的煤层的开拓或准备巷道、硐室、主要上下山等，应布置在底板岩层 或无冲击危险的煤层中。 ⑥ 开采有冲击危险的煤层时，应采用不留煤柱的全部垮落法来控制顶板。 （2）开采解放层 众所周知，解放层开采是防治冲击地压、矿震、煤与瓦斯突出等动力灾害最有效、最 经济的措施。这种方法在我国很多具有动力灾害的矿井都有广泛的应用，它很大程度上减 少的动力灾害的发生，促进了矿井的安全生产[36]。例如，重庆地区自 1958 年开始试验， 1962 年已经基本在全国地区推广应用，动力灾害从 1961 年的 155 次大幅度的降低到 1966 年以后的每年 10～20 次左右，除了石门揭开煤层外，由于坚持预先开采解放层这一措施， 已基本上控制了动力灾害的发生。而在国外，法国于 1933 年就已经开始运用开采解放层 的措施来解决煤矿开采过程中出现的冲击地压等动力灾害问题。现在，几乎所有发生过矿 - 7 - 井动力灾害的国家（英国、捷克、波兰、日本、保加利亚、苏联、比利时、荷兰）都已普 遍采用。尽管国外有了很多科研工作者对解放层开采进行了长时间的考察和研究，同时也 掌握了大量的资料，认识了很多问题。但是，就目前为止，对于开采解放层的某些理论问 题并没有得到彻底的解决，还存在着一些不同意见，有些问题也不够明确，例如①坚硬 岩层对卸压有没有“屏障”作用；②各个因素在解放作用中的不同作用和影响性大小；③ 解放作用会不会随着时间的延长最终消失；④解放作用与岩层间的垂直距离之间的关系； ⑤解放层回采工作面沿着煤层走向的合理超前距离如何确定等等。 先开采的解放层应先依据煤层的赋存条件状况选择弱冲击危险或无冲击危险的煤层。 开采时还应保证开采时间和空间的有效性，采区内不应留设煤柱以免煤柱应力集中，对下 分层产生动压效果[37]。通过对解放层的开采，下分层经过一定时间的能量释放过程，必然 要降低其冲击危险性，达到对下分层安全回采的目的。 （3）煤层预注水 该方法是在采掘工作之前，对预先开采的煤层进行长时间高压注水。位置通常在已掘 完的回采巷道内或附近的巷道内实施。通过压力水的长时间浸渍软化作用，降低煤的物理 力学性质，从而降低煤层冲击倾向和应力分布状态。煤层预注水属于主动的区域性治理措 施，它不仅能够减缓或消除冲击地压的威胁性，并且还可起到降温、消尘，改善工人劳动 条件的积极作用[38]。 （4）厚层坚硬顶板预处理 开采前，判断采空区顶板会形成大面积悬露的条件，需要采用强制爆破、水力致裂等 方法断裂工作面切眼上方或者工作面前方顶板，改变回采工作面的来压步距及来压强度， 进而控制和防范可能出现的冲击地压危险。 1.4.2 冲击地压局部解危措施 1.4.2 冲击地压局部解危措施 局部解危措施主要包括卸压爆破、钻孔卸压、诱发爆破、综合减压措施等。 （1）卸压爆破 该方法是对局部区域已经形成冲击危险，采用爆破的方法降低其应力集中程度以便达 到防治冲击地压的一种局部解危措施[39,40]。卸压爆破能同时局部解除冲击地压发生的强度 条件和能量条件，即在有冲击危险的工作面对煤