我国煤矿冲击地压防治技术研究现状及展望.pdf
第4 1 卷第6 期 2 0 1 3年 6月 煤 炭科 学 技 术 C o a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y Vo 1 . 41 No . 6 J u n e 2 0 1 3 我 国煤矿 冲击地压 防治 技术研究现状及展 望 潘俊锋 , 毛德兵 , 蓝航 , 王书文 , 齐庆新 1 . 天地科技股份有 限公 司 开采设计事业部 , 北京1 0 0 0 1 3 ; 2 .煤炭科学研究总 院 矿山安全技术研究分 院, 北京1 0 0 0 1 3 3 . 煤炭科学研究总院 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室, 北京1 0 0 0 1 3 摘要 通过文献统计分析 了我 国煤矿冲击地压 目前的发生现状、 总体特点以及发生机理、 监测手段、 防治方法等。结果表明 我 国煤矿冲击地压发生频度 强度激增 , 并且 浅部开采激增明显 ; 关于冲击地 压的研究由对冲击地压发生机理研究逐步转向冲击地压防治技术研究; 冲击地压监测采用多参量综 合监测模式较科学, 但该模式需与冲击地压发 生机理相结合; 冲击地压防治方法采用综合防治方法较 为合理 , 但 需对该方法进行精细化研 究。最后笔者归纳总结 了防治冲击地压的“ 三个理念” 。 关键词 冲击地压 ; 发生机理; 监测手段 ; 防治方法 中图分类号 T D 3 2 4 文献标志码 A 文章编号 0 2 5 3 2 3 3 6 2 0 1 3 0 6 0 0 2 1 0 5 S t ud y S t a t u s a n d Pr o s pe c t s o f M i ne Pr e s s ur e Bu m p i ng Co n t r o l Te c hn o l o g y i n Chi na P AN J u n f e n g , MA O D e b i n g , I J A N H a n g , WA N G S h u w e n , Q I Q i n g x i n ’ 1 . Mi n i n g a n d De s i g n D e p a r t m e n t , T i a ndi S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C o m p a n y L t d . , B e o i n g 1 0 0 0 1 3, C h i n a ; 2 . Mi n e S a f e t y T e c h n o l o g y B r a n c h , C h i n a C o a l R e s e a r c h I n s t i t u t e , B e ij i n g 1 0 0 0 1 3 , C h i n a ; 3 . N a t i o n a l K e y L a b ofC o a l R e s o u r c e s Hig h E f fi c ie n t Mi n i n g a n d C l e a n U t i l i z a t i o n, C h i n a C o a l R e s e a r c h I nst i t u t e , B e ij i n g 1 0 0 0 1 3 , C h i na Ab s t r a c t Wi t h t h e s t a t i s t i c s a n d a n a l y s i s o n t h e d o c u me n t s , t h e p a p e r s u mma r i z e d t h e p r e s e n t o c c u r r e n c e s t a t u s o f t h e mi n e p r e s s u r e bu mpi n g i n Chi n a a n d t h e s t u dy s t a t u s o f t h e g e n e r a l f e a t ur es , o c c u r r e n c e me c ha ni s m , mo n i t o ring a nd me a s uring me a ns a n d p r e v e n t i o n me t h o d s . T h e r e s u l t s s h o we d t h a t t h e f r e q u e n c y i n t e n s i t y o f t h e mi n e p r e s s u r e b u mp i n g o c c u r r e d i n C h i n a wa s s h o t u p a n d t h e fre q u e n c y i n t e n s i t y wa s s h o t u p o b v i o u s l y i n t h e s h a l l o w s e a m mi n i n g . T h e s t u d y o n t h e mi n e p r e s s u r e b u mp i n g w a s c o n d u c t e d f r o m t h e s t u d y o n t h e O C c u e n c e me c h a n i s m o f t h e mi n e p r e s s u r e b u mp i n g s t e a d i l y t u r n e d t o t h e s t u d y o n t h e p r e v e n t i o n a n d c o n t r o l t e c h n o l o g y o f t h e mi n e p r e s s u r e b u mp i n g . T h e mo n i t o rin g an d me a s u ri n g o f t h e mi n e p r e s s u r e b u mp i n g w o u l d b e s c i e n t i fi c t o a p p l y t h e mu l t i p a r a me t e r c o mp r e h e n s i v e mo n i t o rin g a n d me a s u rin g mo d e a n d t h e mo d e s h o u l d b e c o mb i n e d w i t h t h e o c c u r r e n c e me c h a n i s m o f t h e mi n e p r e s s u r e b u mp i n g . A c o m- p r e h e n s i v e p r e v e n t i o n a n d c o n t r o l me t h o d wo u l d b e r a t i o n a l l y a p p l i e d t o t h e mi n e p r e s s u r e b u mp i n g p r e v e n t i o n a n d c o n t r o l me t h o d a n d a fi n e s t u d y wa s c o n d u c t e d o n t h e me t h o d . Ac c o r d i n g t o t h e p r e v e n t i o n a n d c o n t r o l s t a t u s o f t h e p r e s e n t mi n e p r e s s u r e b u mp i n g , t h r e e c o n e e p t i o n s t o p r e v e n t a n d c o n t r o l t h e mi n e p r e s s u r e b u mp i n g we r e p r o v i d e d . Ke y wo r d s mi n e p r e s s u r e b u mp i n g; o c c u r r e d me c h a n i s m ; mo n i t o r i n g a n d me a s u r i n g me a n s ; p r e v e n t i o n a n d c o n t r o l me t h o d 0 引 言 冲击地压是发生在煤矿开采过程中典型动力灾 害之一 , 冲击地压可能诱发煤与瓦斯 突出、 煤层 自燃 发火 、 冒顶等次生灾害, 造成更为严重的后果 。由于 冲击地压发生是载荷集 中局部化的问题 , 十分抽象 , 难 以直接监测与掌控 , 所 以冲击地压 问题变得尤为 复杂。 目前 国外发达 国家 因灾害及能源结构调整的 原 因, 冲击地压矿井陆续关闭, 我国成为冲击地压灾 害防治研究的主要国家。目前对 冲击地压的认识 、 监测和防治方法复杂多样, 使得冲击地压矿井尤其 是新出现冲击地压的矿井难以选择合适的方法解决 收稿 日期 2 0 1 3 0 2 1 9 ; 责任编辑 杨正凯 基金项目 国家自 然科学基金资助项 目 5 1 2 0 4 0 9 7 , 5 1 1 0 4 0 8 6 ; 国家重点基础研究发展计划 9 7 3 计划 资助项 目 2 0 1 0 C B 2 2 6 8 0 6 ; 天地科技技术 创新基金资助项 目 K J - 2 0 1 2 - T D K C一 0 7 作者简介 潘俊锋 1 9 7 9 一 , 男 , 陕西旬邑人 , 副研究员 , 博士。T e l 0 1 0 8 4 2 6 3 1 2 1 ,E m a i l p a n j u r if e “ g y e a h . n e t 引用格 式 潘 俊锋 , 毛德 兵, 蓝航 , 等. 我 国煤矿冲击地压防治技术研究现状及展望 [ J ] .煤炭科学技术 , 2 0 1 3 , 4 1 6 2 1 2 5 . 4 1 . 21 2 0 1 3 年第6 期 煤 炭 科 学 技 术 第4 1 卷 冲击地压问题。基于此, 笔者对冲击地压的发展现 状总结展望 , 并归类 冲击地压监测与防治模式 。 1 我国煤矿冲击地压发生现状及总体特点 1 全 国范 围冲击地压 发生频 度 、 强度 快速增 加。我国煤矿大多始建于 2 O世纪 5 O 年代, 目前集 中进入深部开采区域, 随着井田的充分采动, 采空区 面积不断加大, 随着大功率、 长运距、 高可靠性综采、 综放装备的应用 , 煤矿推进速度 , 开采强度 不断加 大 , 冲击地压发生频度 、 强度快速增加。据 2 0 1 2年 国家煤矿安全监察局 的调研报告显示 , 我国冲击地 压矿井数量 已从 1 9 8 5年 的 3 2个发展到现在的 1 4 2 个 , 分布于 2 O多个省 市 、 自治 区 。 自2 0 1 0年我 国冲击地压事故起数增长较快 , 具体数据见表 1 。 表 1 2 0 1 0年 1月至 2 0 1 3年 3月全国冲击地压事故不完全统计 2 浅部开采冲击地压发生矿井增加明显。许 多学者普遍认为冲击地压发生与煤层开采深度存在 正相关关系, 甚至认为只有深部开采才发生冲击地 压 , 而近几年浅部开采发生 冲击地压的矿井也不断 出现 , 例如 新疆 的宽沟矿开采深度 3 1 7 m, 硫磺沟 矿开采深度 3 5 0 m, 乌东矿开采深度仅 1 5 0 m左右 ; 平庄矿区古山矿开采深度 3 8 0 m左右 , 华亭矿发生 冲击地压也是在 3 0 0 m左右 , 均具有冲击地压危险 性。因此 , 笔者认为冲击地压发生与开采深度关系 密切程度, 远不如与采掘围岩中静载荷的局部集中 程度及 其 对外 界集 中动 载 的响 应 敏感 度更 为密 切 J 。并且 , 浅部开采多 与坚硬顶板有关 , 易发生 集 中动载荷型冲击地压 。 3 地理位置具有 区域性 特征。冲击地压发生 地理范围很 广, 总体分布 于华北、 华 东 以及 中部地 区, 冲击地压发生最 多的地 区为山东省, 约有 3 3个 煤矿, 其次依次为黑龙江、 江苏、 河南、 河北、 山西、 辽 宁、 甘肃和北京等省 市。2 0 0 0 --2 0 1 2年我 国冲击地 压区域分布统计情况见表 2 。 4 具体发生地点区部化, 巷道冲击地压居多。 冲击地压发生的局部性特征, 也是其自身的特征, 即 相对整个矿井或井田来说, 单次冲击地压事件总是 发生在局部的一个点, 表现为采场的某一段或巷道 的某一段, 而不是矿井所有井巷或所有采区都同时 发生冲击破坏。笔者通过对 中国知 网 2 0 0 0 --2 0 1 2 年公开发表的科技论文进行检索, 共检索到与冲击 22 地压相关论文 3 9 6篇 , 涉及 8 9个矿井 , 统计发现 8 9个矿中有 1 2个冲击地压事故发生在 回采工作 面 , 3 O个发生在掘进巷道 , 4 7个发生在回采巷道 , 巷 道冲击地压约 占 8 7 %, 并且灾害严重。 表 2 冲击地压发生的地域分布统计 地区 矿井数量 典型矿井 2冲击地压 机理、 监测与防治现状 2 . 1 冲击地压发生过程与发生机制 尽管冲击地压发生机理较复杂 , 但 国内外有关 潘俊锋等 我国煤矿冲击地压防治技术研究现状及展望 2 0 1 3年第 6 期 学者仍不断探讨冲击地压发生机理 , 并形成冲击地 压相关理论基础 , 例如能量准则 J 、 刚度 准则 j 、 强 度准则 ] 、 三准则理论_ 5 ] 、 冲击倾 向性理论 _ 5 J 、 粘滑 失稳理论 。有关学者也从煤岩体变形局部化 、 岩体破坏最小 能量原 理 j 、 煤体扩容变化 0 _ 、 煤岩 冲击失稳类型_ 】 、 复合型厚煤层综放工作面“ 震一 冲” 型 动 力 灾 害 、 冲 击 地 压 强 度 弱 化 减 冲 理 论 ] 、 煤岩体结构破坏 、 冲击载荷条件 等方 面探讨 了冲击地压 的发生机理 , 这些机理 的研究为 冲击地压的监测、 监控及防治提供了基础性资料。 2 . 2冲击地压灾害的主要监测模式 目前 , 我国煤矿监测预警 冲击地压 的主要方法 有矿压观测法 、 钻屑法 、 顶板动态仪 、 钻孔应力计 、 电 磁辐射法、 地音法、 微震法, 使用该手段的矿井数量 分别为 6 8 、 7 0 、 3 1 、 4 7 、 3 8 、 9 、 3 9 座。冲击地压预警方 法众多 , 对于不同矿 区, 可能采用一种方法 , 也可能 采用多种方法进行综合监测 , 因此形成 了不 同的预 警模式 J 。①单一人工探测式应用主要在以前未 出现过 , 目前有冲击地压迹象 的矿 区。这种模式 由 于人员工作量较 大, 单一 的监测结果 缺乏验证 、 比 较 , 因此预警 可靠度最低 , 甚 至不 能警示灾 害 的发 生。②综合矿压观测式主要是将岩石力学方法中的 几种方法组合起来使 用 , 例如钻屑法 、 顶板 离层观 测、 巷道变形观测 、 钻孔应力监测 , 甚至将采场 的支 架、 巷道的立柱工作 阻力监测组合进来。这种模式 主要在一些 已经出现 , 但是冲击地压显现较轻 的矿 区应用 , 虽然能将监测结 果进行横 向 比较 , 相互验 证 , 但是都是近距离监测 , 监测结果通常难以满足指 导冲击地压防治的要求。③单一物探监测式主要是 采用电磁辐射仪、 微震监测 系统 、 地音 声发射 监 测系统中的一种来监测预警冲击地压。主要应用在 冲击地压事件较多 , 已经出现过破坏性 冲击地压 的 矿井 , 这种模式以监测煤岩 中的集 中动载荷源为 目 标 , 忽视了围岩近场集中静载荷是冲击启动的内因, 虽然考虑到了采掘活动空间远场围岩的破坏对冲击 启动的促进作用 , 但是 由于各 自监测原理及有效监 测半径 的不同, 使用效果差异较大 , 并且单一方法缺 乏验证 。④多参量综合监测式是将岩石力学方法与 地球物理方法相组合 的一种监测预警模式 。这种模 式投入的人力 、 物力相对较大 , 是我 国典型的冲击地 压矿井 主要应用模式 , 例如新汶华丰矿 、 抚顺老虎台 矿 、 临沂古城矿 、 徐州三河尖矿、 义马千秋矿和跃进 矿 、 甘肃华亭矿等。该模式考 虑到了各种手段的局 限性 , 采用综合的思想 , 所有监测手段可同时应用 , 实践证明冲击地压监测预警仍然是重大难题。 2 . 3 冲击地压灾害的主要防治模式 目 前 , 我国煤矿防治冲击地压的主要方法有区 域防范法、 主动解危法、 加强支护法, 使用该手段的 矿井数量分别为 2 1 、 5 5 、 4 O座。其 中区域性 防范方 法又包括了优化 开拓布置 、 解放层开采 、 无煤柱开 采 、 预掘卸压巷、 宽巷掘进 、 宽巷 留柱法、 煤层注水 、 高压水射流切槽等 ; 局部主动解危方法包括顶板深 孔爆破、 煤层卸载爆破 、 煤层高压注水 、 大孔卸压法 、 定向水力压裂法、 断底爆破法 、 预掘卸压硐室 、 煤层 高压水力压裂、 底板切槽法等。冲击地压防治方法 不像监测方法对开采 、 地质条件适应能力强 , 防治方 法必须结合实际开采条件。 由于认识和技术水平 的差异 , 目前我国冲击地 压矿井防治模式大体分以下 5种 ①煤岩性质改变 式, 并非所有煤层都可以发生冲击地压, 发生冲击地 压的煤体通常具有冲击危险倾 向性 , 一般情况下 , 煤 层注水可以改变煤岩的冲击倾 向性 , 又 由于煤层注 水具有降尘 、 防煤层 自燃 、 操作工艺简单 、 投资小等 特点, 煤层注水几乎是所有冲击地压矿井首选, 尤其 是一些冲击地压初步显 现 的易 自然发火 煤层。但 是, 该方法从改变煤岩冲击性质角度出发, 防冲效率 较低 , 不能应急 , 此外 , 笔者前期研究成果表 明_ l 注水并非对所有冲击地压煤层都有效 , 应通过实验 室浸水时间效应来确定是否适合注水, 并且指导注 水强度、 注水时机确定及效果评价。②临时卸压式, 是指一些矿井在开采初期没有冲击地压显现, 后期 冲击地压突显 , 通常通过相关知识学习 , 临时组织队 伍 , 由于没有系统 的监测设备 , 只能针对冲击过的区 域 , 围岩变形大的区域 , 临时采用煤层爆破 、 打大孑 L 径钻孔等简单常规 的方法卸压 。③循环卸压式 , 在 一 些有几年冲击地压发生史 的矿井 , 已初步做 了一 些研究 , 应用 了基本的监测手段 , 结合 以往冲击地压 发生案例 , 采用在工作面超前 支护 区、 地质构造区、 本工作面以及与邻近工作面采空区见方区, 依据顶 板活动周期规律及煤体应力监测结果、 微震事件分 布情况等进行按部就班的循 环式卸压爆破、 打大孔 径钻孔; 存在坚硬顶板的薄及中厚煤层并进行周期 性预裂断顶。此种防冲模式, 具有一定的科学性, 但 是对于能量较大, 区域性构造控制型冲击地压一般 23 2 0 1 3 年第6 期 煤 炭 科 学 技 术 第4 1 卷 难以应对。④加强支护式 , 笔者曾考察过很多初 步 出现冲击地压显现的矿井 , 由于冲击地压一般都发 生在巷道 , 因此 , 很多矿井首先想到 的是加强支护 , 除了常规的锚网索支护外, 外围采用 3 6 U或 4 0 U拱 形棚 , 并采用大立柱钢梁 , 或者研究吸能支护材料 。 实际上 , 冲击地压发生经历 3个阶段 , 分别为冲击启 动、 冲击能量传递、 冲击地压显现 , 笔者前期 曾经 研究过 , 支护改变围岩的应力环境是有限的, 加强支 护所起的作用侧重于后 2个阶段 , 因此 , 加强支护不 能阻止冲击地压启动, 更多的是通过降低冲击地压 能量总量和降低释放速度, 从而达到降低灾害程度。 此外 , 笔者研究发现巷道冲击通常有方 向性 , 并且一 般与煤层倾角正交, 大立柱等外围支护抗侧向动载 冲击弱, 通常由于地板突起而失稳, 通过调查数引起 重大伤亡 的冲击地压事故 , 人员多为支护设备歪倒 碰撞致死 。⑤综合 防治式 , 包括 3个层次 , 第 1 层次 为工作面回采之前在区域实施一些区域防范性措 施 , 最为常见的为开采解放层 、 沿空掘巷等 ; 第 2层 次为在区域防范性措施基础上在采掘空间局部采取 一 些解危措施 , 包 括煤体卸压爆破 、 顶底 板预裂爆 破、 大孔径卸压等; 第 3 层次为个体防护性研究, 包 括采掘空间强力支护, 人员防护服的穿戴等。笔者 提出综合防治式总体思路为以“ 卸” 为主, 以“ 支” 为 辅 , 充分利用 “ 卸” “ 支” 耦合作用 1 9 l 。 目前该 防治 模式 已经在国内典 型冲击地压矿井得到广泛应用 , 依据系统的监测预警设备指导, 使得矿井冲击地压 防治能力得到快速提高。 3 存在主要问题及研究方向 3 . 1 存在的主要问题 1 基础理论研究不够 , 缺乏指导 意义 的理论 。 冲击地压的发生机理是对灾害发生原理的理性认 识, 冲击地压监测、 防治是在认识基础上开展的实践 性活动 。目前用 于解 释冲击地压 发生 的观点 或学 说, 基本停留在理论阶段, 没有针对各自观点指出今 后如何监测及防治 , 因而造成机理 、 监测与防治相互 脱节。此外, 目 前用于冲击地压的监测及防治的方 法, 只质疑其预测不准, 防治效果不佳, 没有思考其 是否能预测及防治。由于缺乏或者没有正确的基础 理论指导, 又不受行业监管及功能、 精度、 原理等方 面的准入门槛限制, 各种设备打着“ 新” 字层出不 穷。应用一段时间后, 又重新研究其理论基础。 24 2 冲击危 险性 预评 价研究重视不够 。 目前 冲 击地压研究主要还是“ 三步走 ” , 机理、 监测 、 防治对 预评价重视不够 , 导致各个环节遗留隐患 。例如在 矿井建设期间不做冲击地压危险性预评价, 导致井 田区域性开拓布置没有考虑 防冲; 冲击地压实时监 测前不做预评 价 , 导致监 测设备盲 目布置, 顾此失 彼 ; 工作面开采前不通过预评价进行预卸压 , 导致开 采时冲击危险进一步增强, 防治强度加大 , 甚至不能 解危 ; 矿井重大扩修 、 开巷前 , 或者解危措施后不做 危险性评价 , 导致灾害发生。 3 冲击地 压危 险源监 测缺乏 针对性 , 没 有 时 间、 空 间概念。监测预警是冲击地压研究各环节 中 最为薄弱的一部分, 除了受技术能力限制, 监测设备 自 身存在缺陷外, 受冲击地压的地质、 开采等众多复 杂因素影响, 在设备使用上缺乏规则或理论指导, 因 而布置传感器时缺乏空间概念 , 要么原理不 同的设 备交错使用 , 要么 同原 理 的设 备平行使 用 。此 外 , 在监测预警效果不佳 时, 就采取 了综合监测 , 即 大量设备一起使用, 造成人力 、 物力成本大增 , 且不 同监测系统的监测原理不同, 监测对象、 有效精度纵 向范 围也不同, 最终得 出的预警结果横 向相 比经常 相互矛盾 , 难以指导现场抢险避灾决策。 4 冲击地压防治被动, 缺乏精细化研究。由于 对冲击地压认识程度的不足及相关监管法规 的不完 善 , 大多数矿井都是出现了冲击地压显现症状 , 才开 始着手防治 , 因此能从 根本上避免或降低 冲击地压 灾害的区域性 防范措施欠缺。局部性解危措施时 , 通常做完防冲专项设计 , 就一成不变 , 不再优化 , 甚 至不研究该措施的适用条件 , 而有的措施是双刃剑 , 不科学就适得其 反 。已经有几座矿井 因为发生 冲击地压而全矿停产 , 因此笔者认 为, 此类矿井不再 是 以生产为主的矿井 , 而是边研究边生产。 5 冲击地压矿井 技术管理不够成熟 。在 冲击 地压矿井技术管理方面 , 大的方面 所要求 的生产能 力与灾害防治要求矛盾, 即超能力生产; 小的方面 存在人的不安全行为 包括领导的不安全指挥 , 例 如采掘集中作业 , 多头扩修等。 6 行业安全监 管部 门技术力量薄弱 。屡次 冲 击地压包括煤与瓦斯突出事故表 明, 目前我 国煤炭 行业监管部门也存在很多问题, 尤其是对技术人才, 技术水平的不重视, 各级监管部门到了煤矿现场在 事故发生前没有指出隐患或者不具备技术力量去监 潘俊锋等 我国煤矿冲击地压防治技术研究现状及展望 2 0 1 3年第 6期 察隐患, 主要做的工作是检查该矿井是否已有必备 监测、 监控 、 防治的条件 。防治效果一般难 以监管 , 出了事故后 , 便有现成的法规对照, 因此常是事后的 以罚代管。 7 冲击地压相关 法律法规 不健全。我 国 目前 的冲击地压规程还是原煤炭工业部 1 9 8 7年制定 的 冲击地压规程 , 已不适应 当今冲击地压矿井 防治及 生产 的需要 , 亟需制定新 的冲击地压规范以及相关 法律法规。 3 . 2 研究方向 1 重视基础概念、 理论研究, 目前我国对冲击 地压 的认识 多数 还是引进 波兰、 德 国的认识 , 比如 “ 冲击地压” 、 “ 岩爆” “ 冲击倾 向性” 等名字都是外 来词 , 国内这么多年一直忙于防治 , 而没有更深入认 识。应该将冲击地压事件过程进行剖析 , 机 理研究 向防治延伸 , 从冲击地压发生原理角度开发 预警设 备 、 防治方法 。 2 目前的冲击地压区域预评价方法, 例 如综合 指数法 、 数量化理论 等多依靠经 验人为打分 , 钻 屑 法 、 应力计等为点测量 , 不能实 现区域性实测评价 , 今后应开展基 于集 中静载荷 的现场 区域性 实测技 术 , 例如地震波 C T技术是发展方向。 3 冲击地压监测预警模式设计分源 、 空 间层次 化 , 对 冲击地压启动 的内因为集 中静 载荷采用岩石 力学方法监测预警 ; 外 因为集 中动载荷采用地球物 理方法进行监测预警 。尤其是对于集 中动载荷型冲 击地压的监测预警 , 由于其发生需 2种载荷 源同时 作用 , 地球物理方法 , 尤其是微震监测系统能够对井 区岩层宏观运动作出监测 , 将 其监测到的事件密集 区要及时视为局部监测的 目标 。除以上监测预警技 术方面发展趋 势外 , 必 须提高监测 设备本 身精度。 目前有关 冲击地压监测预警 的手段也不少 , 还有新 的手段在不断推出。但实际上现有手段研究还没有 结束 , 修正算法 , 降低误差 , 提高精度是首要工作 。 4 在冲击地压 防治方面 , 目前深部开采 冲击地 压发生既有集 中静载荷型 , 也有集 中动载荷型; 浅部 开采冲击地压多数为集 中动载荷型。 目前面临的巨 大难题如下 一是对 于深部开采 区冲击地压防治方 法如何进行 相互 匹配 , 如何 实 现能 量置 换或 消化 “ 量化研究 ” , 即精 细化研究 需要手段 ; 二是对于集 中动载荷型冲击地压或者高位赋存巨厚坚硬岩层的 矿井 , 虽然知道巨厚坚硬顶板是主导隐患 , 但是 目前 没有技术能解决。今后需要研究高效、 方便的坚硬 巨厚顶板预裂或切割技术 。 4结 语 1 影响冲击地压发生 的因素有数十种 , 并且煤 矿开采最大 的特点就是条件一直在变 , 没有绝对相 同的开采条件 , 也就没有绝对成熟 的防冲技术可以 复制 , 利用载荷源进行监测与处理 , 以不变应万变 , 才能沉着应对 冲击 地压灾害 , 将使得 冲击地压 “ 复 杂 问题简单化” , 这是第 1 理念。 2 能量是守恒 的, 此消彼长 , 因此 冲击地压 防 治 , 针对载荷源宜疏不宜堵 , “ 疏 ” 是第 2理念。 3 冲击地压监测手段有待改进, 但防治方法不 一 定就需要创新 , 一成不变的防治方案是不能防冲 的, 边研究边设计才 是科学可靠 的防治思路 , 因此 “ 精细化” 研究是第 3理念 。 参考文献 [ 1 ] 潘俊锋 , 宁宇 , 杜涛涛 , 等. 区域 大范围 防范 冲击地压 的理论 与体系[ J ] . 煤炭学报 , 2 0 1 2 , 3 7 1 1 1 8 0 3 1 8 1 0 . [ 2 ] 蓝航, 齐庆新 , 潘俊锋, 等. 我国煤矿冲击地压特点及防治技 术 分析[ J ] . 煤炭科 学技术 , 2 0 1 1 , 3 9 1 1 1 1 5 [ 3 ] C o o k N G A . A n o t e o n r o c k b u r s t s c o n s i d e r e d a s a p r o b l e m o f s t a - b i l i t y [ J ] . J o u r n a l of T h e S o u t h A f r i c a n I n s t i t u t e o f Mi n i n g a n d Me t a l l u r g y, 1 9 6 5, 6 5 4 3 7 4 4 6 . [ 4 ] P e t u k h o v I M, L i n k o v A M. T h e T h e o r y o f P o s t f a i l u r e D e f o r m a t i o n s a n d t h e P r o b l e m o f S t a b i l i t y i n R o c k Me c h a n i c s [ J ] . I n t J Ro c k Me c h Mi n S c i& Ge o me c h Ab s t r , 1 9 7 9, 1 6 5 7 7 6 . [ 5 ] 李玉生 .冲击地压机理及其初步应用 [ J ] . 中国矿业学院学 报 , 1 9 8 5 3 4 1 - 4 3 . [ 6 ] 章梦涛 . 冲击地压失稳理论与数值计算[ J ] . 岩石力学与工程 学 报 , 1 9 8 7 , 6 3 1 9 7 - 2 0 4 . [ 7 ] 齐庆新, 史元伟 , 刘天泉 .冲击地压粘滑失稳机理的实验研究 [ J ] . 煤炭学报 , 1 9 9 7 , 2 2 2 1 4 4 -1 4 7 . [ 8 ] 潘 一山 .冲击地压发生和破坏过程研究 [ D] . 北京 清华 大学 , 1 9 9 9 2 5 5 0 . [ 9 ] 赵 阳升 , 冯增 朝 , 常宗 旭. 试 论岩体 动力破坏 的最小能量原 理 [ J ] . 岩石力 学与工程 学报 , 2 0 0 2 , 2 1 S 1 1 9 3 1 1 9 3 3 . [ 1 O ] 潘立友 , 蒋宇静 , 李兴伟 , 等. 煤层 冲击地压的扩容理论 [ J ] . 岩 石力学与工程学报 , 2 0 0 2, 2 1 s 1 2 3 0 1 - 2 3 0 3 . [ 1 1 ] 姜耀东, 赵毅鑫, 刘文岗, 等. 深采煤层巷道平动式冲击失稳三 维模型研究 [ J ] . 岩石 力学 与工程 学报 , 2 0 0 5 , 2 4 1 6 2 8 6 4 2 8 6 9 . [ 1 2 ] 姜福兴, 王平, 冯增强, 等. 复合型厚煤层震一 冲型动力灾害 机理、 预测与控制[ J ] . 煤炭学报, 2 0 0 9 , 3 4 1 2 1 6 0 5 1 6 0 9 . [ 1 3 ] 窦林名, 陆菜平, 牟宗龙, 等. 冲击矿压的强度弱化减冲理论及 其应用[ J ] . 煤炭学报, 2 0 0 5 , 3 0 5 6 9 0 6 9 4 . 下转第 4 1页 2 5 王乐杰 基岩裸露地区河下煤层开采安全性探讨 2 0 1 3年第 6期 b 垂直河 流方向 图6 沿河流与垂直河流方向水平变形等值线 5结 语 根据水体下采煤 的技术理论 , 计算 了导水裂缝 带 的发育高度和防水安全煤岩尺寸 , 认为导水裂缝 带不会波及到河床 , 覆岩破坏与地表破坏未连通 , 从 导水裂缝带角度分析 , 河床下开采是安全 的。采用 概率积分法预计 了煤层开采后所引起 的地表移动和 变形, 从下沉、 倾斜变形、 水平变形等角度, 分析论证 采动对河床及两岸 的影 响, 认为河床下开采是安全 可行的。在开采过程 中, 应加强河流及周边地表巡 视监测 , 做好水文、 井下涌水量观测及分析 , 安排合 理的排水能力 , 建立完善 的疏水系统等安全技术措 施。在基岩裸露 的丘陵地区地 表河 流下煤层开采 , 必须查清地质与水文地质条件 , 充分论证开采可能 造成的井下及地表危 害 , 建立完善的采矿安全技术 措施 , 类似水体下危险区煤层是可以开采的。 参考 文献 [ 1 ] 邹友 峰 , 邓 喀中 , 马伟 民. 矿山开采沉 陷工程 [ M] . 徐 州 中国矿 业 大学出版社 , 2 0 0 3 . [ 2 ] 钱鸣高 , 许家林 , 缪 协兴 . 煤矿绿色开采技术 [ J ] . 中国矿 业大学 学报 , 2 0 0 3 , 3 2 4 3 4 3 3 4 8 . [ 3 ] 滕永海 , 高德福 , 朱伟 , 等. 水 体下采煤 [ M] . 北 京 煤炭 工业 出版社 , 2 0 1 2 . [ 4 ] 邹寅笙 , 文学宽. 水体下安全开采 2 O年 的实践与认识 [ J ] . 煤炭 科学技术 , 1 9 9 8 , 2 6 1 5 3 5 5 . [ 5 ] 马亚杰 , 武强 , 单之燕. 煤层开采顶板导水 裂隙带 高度预测研 究 [ J ] . 煤炭科学技术 , 2 0 0 8 ,3 6 5 5 9 6 2 . [ 6 ] 疏开生. 微 山湖下采煤 的试验与研究 [ J ] . 煤炭科学技术 , 1 9 9 2 , 2 0 7 4 4 4 9 . [ 7 ] 孙亚军 , 徐志敏 , 董青红_ / J 、 浪底水库下采煤导水裂 隙发育监测 与模拟研究 [ J ] . 岩石力学与工程学报 , 2 0 0 9 , 2 8 2 2 3 8 2 4 5 . [ 8 ] 武雄, 汪晓刚, 段庆伟, 等. 重大水利工程下矿产开采对其安 全影响评价及加 固措施研究 [ J ] . 岩石力 学与工程学 报 , 2 0 0 7 , 2 6 2 3 3 8 3 4 6 . [ 9 ] 武雄 , 杨