11-华亭矿区冲击地压危险性受开采强度影响分析
华亭煤矿冲击地压综合防治技术
倾角 ５—８ ， 。分层 开采 厚度 １ ． 开采 方法 为小 煤 ３２ｍ， 柱 长壁后 退式低 位放 顶煤 开采 。
２００ ５ １ ３工作 面 周 围 布 置 的 １ 拾 震 器 ， 工 ５个 对 作 面 内及其 周 围的震 动 进 行记 录 ， 通过 综 合 分析 震
式 ： 孔直 径 ４ ｍ，Ｌ １ Ｉ间距 １ 孔距 底 钻 ２ｒ 孑 深 ０ １， ｎ Ｔ ０ ｍ，
压 显现 加剧 ， 冲击地 压频 发 ， 成 了重大 的人 员伤 亡 造 和财产 损失 ， 严重 威 胁 着 华 亭煤 矿 的安 全 生产 。 自
２０ ０ ５年 以来 ， 后 与 北 京 天 地 公 司 、 国矿 业 大 学 先 中 等科 研单 位合 作 ， 总结 出 了一套 行 之 有 效 的 矿压 综 合 防治技 术 。 ２００ ５ １３工 作 面是华 亭 煤矿 ２ ０ ５ １采 区第 三个 回
１ 矿 压 监 测 方 面
１ １ 电磁 辐射监 测 ． 根据 ２ ０ ０ ５ １２工 作 面 电 磁辐 射 监 测 情 况 及 强 矿
压显 现时 电磁辐 射强 度 值数 据 统 计结 果 ，５ １３工 ２ ００
作 面强矿 压 显 现 电磁 辐 射 监 测 强 度 临界 值 暂 定 为
４ ５ ｍｖ。
＋１ ５ ７～＋１ ２ 最 大 开 采 深 度 ７ １ １ｍ， 层 ４ ０ ｍ， ６ ９ ． 煤
次 ， 果 监 测 到 的 钻 屑 量 大 于 或 等 于 Ｉ 值 如 临界
（ ． ８ｋ ／ ， 出现 卡钻 、 ２ ４ ｇ ｍ） 或 吸钻 、 响等 动 力 现象 ， 异
立 即进 行解 危处理 。
华 亭煤矿 是 大 型 国有 重 点 煤 矿 。近 年来 ， 着 随
煤矿回采期间冲击地压的分析及防冲措施的应用
煤矿回采期间冲击地压的分析及防冲措施的应用发布时间：2022-04-01T07:24:59.329Z 来源：《科学与技术》2021年第32期作者：徐波[导读] 冲击地压是煤矿开采过程中不可避免的巷道变化运动。
如何去认识和预防冲击地压是每个煤矿技术人员义不容辞的责任。
徐波新汶矿业集团有限责任公司摘要：冲击地压是煤矿开采过程中不可避免的巷道变化运动。
如何去认识和预防冲击地压是每个煤矿技术人员义不容辞的责任。
本文通过分析某煤矿工作面地质状况和开采工艺, 对开采技术中的顶板来压规律、顶板管理方式及回采速度进行分析, 并提出合理可靠地防冲设计。
关键词：煤矿，回采。
防冲措施，冲击地压随着开采深度和开采强度的增加, 煤矿发生冲击地压灾害日益加剧 [1] 。
因此, 研究工作面回采期间冲击地压防冲设计具有重要意义。
1 工作面概况某煤矿工作面为采区第三个回采工作面, 位于上个工作面回风大巷西南侧, 东南8m为已回采结束的工作面, 西部未开拓。
该工作面里段净宽180m、外段净宽60m, 可采长度1636m, 工作面煤层厚度8.1m~10.4m, 平均9.44m。
工作面内受断层及小褶曲影响, 煤层略有起伏, 煤层倾角0°~7°, 平均3°, 倾向180°~290°。
老顶为中砂岩, 平均厚4.7m, 直接顶为泥岩, 平均厚度4.9m, 直接底为粉砂岩, 平均厚度3.2m。
该工作面采用走向长壁后退式综采放顶煤采煤法开采, 全部垮落法管理顶板。
2 冲击危险分析根据《煤矿工作面冲击危险性评价报告》可知, 影响工作面安全生产构成威胁的冲击危险因素主要有地质因素及开采技术因素两类, 其中地质因素包括煤岩层特性、埋深、顶底板岩性及地质构造, 开采技术因素包括覆岩活动、顶板管理及推采强度。
2.1 地质因素根据中国矿业大学鉴定, 判定该工作面煤岩的冲击倾向性类别为Ⅱ类, 即弱冲击倾向性。
华亭煤矿安全生产概况2(1)
矿井概况一、井田开拓开采（一）井田境界东部以煤层露头为界，南以北汭河河流煤柱及矿井工业场地保护煤柱为界，西部以陈家沟煤矿井田边界为界，北部以砚北煤矿井田边界为界。
井田走向长度3.26Km，倾斜宽度3.34Km，面积10.89Km2。
（二）储量矿井现有地质储量54440万吨,可采储量31305万吨,设计生产能力400万吨/年,服务年限60.4年。
（三）井田开拓华亭煤矿采用斜井、立井联合开拓，开采深度762m。
矿井现有4条井筒，主立井1条（断面为圆形，支护形式为混凝土现浇，净断面28.26m2，）、副斜井1条（断面为半圆拱形，支护形式为料石碹和锚网喷，净断面8.96m2）、副立井1条（断面为圆形，支护形式为混凝土现浇，净断面28.26m2）、回风斜井1条（断面为半圆拱形，支护形式为锚网喷，净断面8.96m2）。
（四）采区及工作面布置1、采区及开采水平矿井目前开采水平为+840m水平，该水平只有2501一个采区。
采区三条大巷（运输、回风、辅运）穿煤层顶板布置，该水平目前有1个回采工作面，2个掘进工作面。
2、回采工作面该采区首采工作面250101工作面布置在采区中部，已于2007年10月回采结束。
第二个工作面250102工作面紧邻01工作面西部布置，已于2009年12月份回采结束，250103工作面为本采区第三个工作面，紧邻01面东部布置，09年12月开始安装，2010年2月底开始回采。
250103综放工作面位于4#-9#勘探线之间，工作面标高+870.407m～+998.050m，地表标高+1457m～+1620m，开采深度745.6m。
工作面条带布置，俯斜开采，综采低位放顶采煤法，全部垮落法处理顶板，走向长度2372.9m，可采长度2148m，保护煤柱286m，工作面长218m，顶煤平均厚度13.2m，工作面面积468264m2，可采储量693.5万吨，生产能力400万吨/年，服务年限为1.73年。
冲击地压对矿井开采的影响
０ ３工作面 中间巷具有冲击地压危险 的三个 区域 ， 过 通 解危措施 的有效实施 ， ９ 为 ３上 ０ ３工作 面 的安 全开采
创造 了条 件 。 ４ 结论
钢铉钻孔应力计监 测 ， 实现 了监 测煤 体 内不 同深 度的应力值 ， 确定最具诱发冲击地压 的范 围， 准确预测 预报工作面开 采过程 中发生 冲击地压 的危 险区域 ， 便 于提前制定相应 的冲击地压 防治措施 ， 比如通过深 孔 爆破等方法把 冲击 地压危 险因素人 为转移 ， 从而避 免 冲击地压的发生 。该监测方法 的成功应 用为相似冲击 危险工作面的安 全开采积 累了宝贵经 验 ， 为煤矿 冲击 地压监测工作开辟了一条新的途径。
地压可引起地震 ， 破坏地表 的煤矿生产设施 。
３ 冲 击 矿 压 的 机 理
续， 费工费时 。第二类是系统监测法 ， 地音系统监 包括 测法和微震系统监测法 ， 以及其 它地球物理方法（ 电磁
辐射 、 地温 、 地磁等 ） 根据连续记 录煤岩体 内出现的动 ， 力现象预测预报冲击矿压危险状态 。
５ ２ 防治措 施 ．
冲击地压 的发生不仅 与外部条 件 有关 ， 而且 与煤
（） １ 采用合理 的开拓布置和开 采方式 ；２ 开采保 （） 护层 ；３ 煤层预注水 。 （）
５ ３ 冲 击矿压 避 灾措 施 ．
５ ３ １ 一 般 性 预 防措 施 ． ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
岩体本身的物理力学性质有关 。根据 已解释 的煤 岩变 形破坏机理 ， 矿体承受 的应 力达 到极 限强度 即开始 破
冲击矿 压就是 煤 （ ） 的突然 破坏现象 。它是 岩 体 影响煤 矿安全生产的重大灾害之一。 冲击矿压发生如 同装在煤岩里的大量炸药爆炸一 样， 煤和岩石突然被抛 出， 造成支架折损 ， 片帮 冒顶 ， 巷 道堵塞 ， 伤及人员 ， 并伴有巨大声 响和岩体震动 。
深部矿井的冲击地压危险性分析
深部矿井的冲击地压危险性分析摘要：随着矿井开采深度的延深，发生冲击地压灾害的矿井显著增加。
本文从冲击地压发生的原因出发，对冲击地压危险影响因素进行分析，进而对深部矿井开采冲击地压危险性进行分析。
关键词：深部矿井；冲击地压；危险性分析我国矿井地质条件复杂，随着矿井开采深度的延深，发生冲击地压灾害的矿井显著增加。
垂深达到400m以上时，冲击地压频繁发生，而且地震台常常监测到，震级达到里氏2—3级，破坏性严重。
一、冲击地压发生原因1、煤层及其围岩具有冲击倾向性煤层及其围岩产生冲击或破坏的能力，即是其冲击倾向性。
它是煤岩层固有力学属性，可以用指标进行度量。
有强烈冲击倾向及中等冲击倾向的煤岩层统称为有冲击倾向的煤岩层。
防治冲击地压的实践过程中，发现砂岩类累厚大或石灰岩等较坚硬的顶板冲击倾向较强，原因就是易形成大面积板块，不易弯曲折断，积聚大量变形能，导致回采面前方的弹性能巨大，爆发冲击地压时，弹性能猛烈释放，造成采场附近严重破坏。
2、采场积聚着巨大的能量集中回采工作面，冲击地压多发生在工作面前方15-70 m处，这属于回采面前方支承压力区，煤岩层积聚着巨大的弹性能，当其超过煤层承受的极限强度时，便产生冲击地压。
当走向支承压力与倾斜支承压力叠加时，产生的冲击地压更为猛烈和频繁。
富力煤矿(地表标高为+280 m)，在-240 m标高南部18—2层采煤面发生的冲击地压，即属于“T”，字型应力集中，加之分区煤柱附近有一个落差2.25 m的断层，为重力型——构造型走向支承压力与倾向支承压力叠加而致的冲击地压。
3、存在能量释放的空间采场煤体之中存在强大的弹性变形能，在其附近又存在一定的空间，当煤体达到极限承载强度以上可爆发冲击地压。
如果没有释放能量的空间，强大的弹性变形能将随着采场的移动和受力条件的改变，可能逐渐缓解以致恢复到常压状态，积存的弹性变形能经过应力重组被煤休吸收或转化。
掘巷多、巷道交叉处相互不垂直(有锐角)，切割量大的采煤方法(房柱式开采，刀柱式开采及短壁开采等)，爆发冲击地压的机会较多。
煤矿冲击危险预测与监测预警技术发展现状
煤矿冲击危险预测与监测预警技术发展现状
买巧利;吴学松
【期刊名称】《陕西煤炭》
【年(卷),期】2024(43)1
【摘要】随着矿井生产强度与开采深度的日益加大,煤炭资源开采逐步向深部、西部转移,致使冲击地压灾害普遍化,成为威胁中国井工煤矿开采的主要灾害之一。
从预测预报与监测预警两方面,重点阐述5种预测预报技术、7种监测预警技术的发展现状,以及冲击危险指标构建以及综合监测体系与平台构建,论述冲击危险识别技术在实际应用中存在的问题,提出新技术创新发展思路,并展望其总体发展趋势。
【总页数】6页(P87-92)
【作者】买巧利;吴学松
【作者单位】华亭煤业集团华亭煤矿;中国矿业大学矿业工程学院;华亭煤业集团砚北煤矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD324
【相关文献】
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2011_2013年4起典型冲击地压事故分析_杜学领
煤矿冲击地压的影响因素和防治对策分析
煤矿冲击地压的影响因素和防治对策分析摘要：冲击地压是煤矿生产所面临的严重自然灾害之一，伴随着煤炭开采逐渐往深部转移，冲击地压发生的强度和频繁程度日益增加。
同时，生产实践也表明煤矿冲击地压的发生没有明显的前兆，而且在各种类型的煤层、地质构造、顶板条件下都发生过这种破坏力极大的动力灾害现象。
一旦发生，很可能会造成难以估量的经济损失和巨大的人员伤亡。
因此，研究冲击地压的发生机理和防治措施是急切的并且非常必要的。
关键词：煤矿；冲击地压；防治措施引言：通常煤矿冲击地压的发生都是有一些条件的，是煤层以及应力等共同影响的结果。
冲击地压出现的主要条件是煤岩体，具备较强的冲击倾向性。
煤岩体积累的弹性应变能可以释放的足够空间是发生冲击地压的前提条件，而出现冲击地压的诱发条件是煤岩体积累能量的应力加载。
必须要兼具以上这些条件，才有可能出现冲击地压。
结合煤岩冲击失去稳定性的物理特点，可以将冲击地压划分为三大类，一是岩爆型冲击地压，二是顶板垮落型冲击地压，三是构造型冲击地压。
岩爆型冲击地压主要是指煤岩体一直积累弹性应变能，在能量上升到煤岩的最大承载力时，煤岩就会出现瞬间爆炸的情况，其具体表现是弹射以及抛出媒体。
然后，顶板垮落性冲击地压，主要是指推过回采工作面后，上部较厚而硬度较高的顶板始终没有垮落，在悬顶面积达到规定的数值时，顶板瞬间出现折断而造成的冲击波强烈性损坏。
最后，构造型冲击地压通常出现在构造条件相当复杂的地质环境中，因为构造应力过于集中导致的煤岩失去稳定性冲击损坏。
另外，结合不同的出现位置，能够将冲击地压划分为两大类，一是掘进冲击地压，二是回采冲击地压。
首先，掘进冲进地压通常出现在巷道掘进中，与巷道的布局位置以及布局方法存在联系。
其次，回采冲击地压出现在回采工作面的推进中，一般和回采工作面的回采时间以及长度存在联系。
1、冲击地压具有以下明显的显现特征（1）突发性没有明显的宏观前兆而突然发生，过程短暂（持续几秒到几十秒），难以事先准确确定发生时间、地点和强度。
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2018 年第 2 期
图 6 1 月 4 日冲击前能量与放高关系 图 7 3 月 6 日冲击前能量与放高关系
地压 。 ［4－5，7－8，11］
2 华亭矿区冲击地压危险性影响因素完善
综上所述，对于华亭矿区各冲击地压矿井具体
开采条件而言，为了科学评价冲击地压危险性，在
综合指数法开采技术条件因素 11 项评价指标的基
［摘 要］ 为了科学评价华亭矿区冲击地压危险性，结合矿区内砚北煤矿等矿井冲击地压实际 显现情况，分析了冲击地压显现与工作面开采强度之间的关系，提出将开采强度引入冲击地压危险性 评价的影响因素，并将开采强度归纳为回采工作面推进速度、回采工作面相邻两日推进度变化大小、 放顶煤工作面放高与采高之比等 3 个具体的评价指标，对华亭矿区冲击地压危险性评价及冲击危险性 预测都有较强的指导意义。
计，结合各矿生产任务指标及防冲实践总结，综合
考虑生产任务和防冲要求，可将回采工作面日推进
度控制在 3. 2m 之内，且尽量保持匀速推进。若遇
特殊情况影响，工作面相邻两日推进度相差也应控
制在最小程度 （ 以华亭矿区各矿井回采循环进度
0. 8m 考虑，相邻两日推进度之 差 应 控 制 在 0. 8m
之内） 。
从减小放煤高度入手。
对于综放开采而言，工作面放煤时，由于瞬时
放落的煤量大，会突然改变放煤区域的应力状态，
煤层会出现突然卸压、增压，能量的释放量和释放
速度也会显著增加，导致煤层及围岩强度发生急剧
变化，当其超过极限应力值时，就会诱发冲击地
压。
图 6 ～ 图 9 是砚北煤矿 250207 工作面冲击地压
显现前矿震释放能量与工作面放煤高度之间的关系
1. 4 工作面开采高度
冲击地压指数 n 与工作面采 （ 放） 高 m 之间 的关系为［4］：
n = 0. 757m – 0. 707
（ 1）
随着采 高 的 增 加， 冲 击 地 压 危 险 性 也 随 之 增
加。华亭矿区各冲击地压矿井均采用综放开采，采
高一般都为 3m，所以要降低冲击地压指数，只能
79
总第 141 期
煤矿开采
2018 年第 2 期
图 1 1 月 4 日冲击前能量与推进度关系
图 2 3 月 6 日冲击前能量与推进度关系
图 3 3 月 26 日冲击前能量与推进度关系
图 4 5 月 30 日冲击前能量与推进度关系
的增大，105J 能量级别的矿震次数总体随之增多。 当工作面日推进度超过 3m 时，5×105 J、甚至 106 J 能量级别的矿震次数明显增多。
空区宽度继续增加时，由于上覆岩层的移动处于平 衡状 态，煤 层 中 释 放 的 震 动 能 量 将 处 于 某 一 水 平［3－5］。因此，工作面长度对冲击地压危险性的影 响主要是在采空区宽度大于 0. 4 倍的采深时。就防 冲而言，冲击地压煤层应采用长壁开采。防冲模拟 试验和现场观测表明，当工作面长度大于 50m 后， 加大工 作 面 长 度 对 限 制 冲 击 地 压 的 发 生 是 有 利 的［4］。
统计情况。
统计数据表明： 工作面矿震释放能量与放煤高
度及其变化幅度存在一定的关系。放煤高度过大
（ 9. 0m 以上） 或放高变化幅度大都可能引发冲击
地压。对于华亭矿区各冲击地压矿井来说，因各矿
井回采工作面设计采高基本都为 3. 0m，所以控制
开采高度实际也就是控制采放比。放煤高度过大，
卢 熹等： 华亭矿区冲击地压危险性受开采强度影响分析
［收稿日期］ 2018－01－24
［DOI］ 10. 13532 / j. cnki. cn11－3677 / td. 2018. 02. 022
［作者简介］ 卢 熹 （ 1961－） ，男，甘肃华亭人，正高级工程师，现任华亭煤业集团公司副总经理、总工程师。
［引用格式］ 卢 熹，徐元强，乔中栋，等 . 华亭矿区冲击地压危险性受开采强度影响分析 ［J］． 煤矿开采，2018，23 （ 2） ： 79－81，10.
［7］ 潘一山，李忠华，章梦涛 . 我国冲击地压分布、类型、机理 及防治研究 ［J］． 岩石力学与工程学报，2003，22 （ 11） ： 1844 － 1851.
［8］ 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，2011，39 （ 1 ） ： 11 － 15， 36.
［参考文献］
［1］ 钱鸣高，石平五 . 矿山压力与岩层控制 ［M］． 徐州： 中国矿 业大学出版社，2003.
［2］ 齐庆新，窦林名 . 冲击地压理论与技术 ［M］． 徐州： 中国矿 业大学出版社，2008.
（ 下转 10 页） 81
总第 141 期
煤矿开采
2018 年第 2 期
理差、遗留的煤柱、区段煤柱关系紧密； 雨田煤矿 冲击地压发生与临近工作面坚硬顶板未处理有关， 顶板不稳定导致接续面冲击地压发生频繁。
为此，华亭矿区的华亭、砚北、山寨和陈家沟 都采用了长壁开采方法。华亭、砚北工作面设计倾 向长度达 200m，山寨、陈家沟工作面设计长度也 达到了 100m 以上。 1. 3 工作面推进速度
研究表明，采煤工作面推进速度与工作面矿震 之间存在着明显的关系，即工作面推进速度越快， 产生的矿震 就 越 多， 矿 震 释 放 的 能 量 也 越 大［6－ 10］。 图 1 ～ 图 4 是华亭矿区冲击地压显现最为突出的砚 北煤矿 250207 工作面典型的 4 次冲击地压地压显 现前矿震释放能量与工作面推进度之间的关系统计 情况。
区各冲击地压矿井综放工作面采高基本都为 3. 0m，
循环进尺基本都为 0. 8m 的具体情况，各指标评价
指数赋值见表 1。
表 1 华亭矿区开采强度及均衡生产因素影响的
冲击地压危险指数评估
序号
影响 因素
因素说明
因素分类
评价 指数
v≤1. 6
0
1
W12
回采工作面推进速度 v （ m /d）
1. 6 ＜v≤2. 4 2. 4 ＜v≤3. 2
4结论
［9］ Cook N G A. A note on rock bursts considered as a problem of stability ［J］． Journal of the South African Institute of Mining andMet-
（ 1） 新疆地区冲击地压矿井已增加至 7 座， 主要分布在乌鲁木齐周边地区，预计冲击地压矿井 的数量还会增加，发生历程概括为灾害发生、认知 阶段、摸索阶段、推广阶段和再认识阶段，整体技 术水平相对较弱。
第 23 卷 第 2 期 （ 总第 141 期） 2018 年 4 月
煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY
Vol. 23No. 2 （ Series NoБайду номын сангаас 141） April 2018
华亭矿区冲击地压危险性受开采强度影响分析
卢 熹，徐元强，乔中栋，张玉亮
（ 华亭煤业集团有限责任公司，甘肃 华亭 744100）
从华亭矿区冲击地压显现统计情况来看，开采 强度对冲击地压显现的影响不容忽视，而开采强度 与工作面开采设计参数紧密相关，主要包括工作面 走向长度、倾向长度、开采高度 （ 放煤高度） 、推 进速度等因素。
1 华亭矿区冲击地压开采强度影响因素分析
1. 1 工作面走向长度 为了尽可能降低生产掘进率，减少工作面搬家
［关键词］ 冲击地压； 开采强度； 均衡生产； 冲击危险评价 ［中图分类号］ TD324 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1006-6225 （ 2018） 02-0079-03
Analysis of Ｒockburst Hazard Influenced by Mining Intensity in Huating Coal Mine Area
统计数据表明： 工作面忽快忽慢推进或工作面 停产后恢复生产时，突然快速推进都可能引发冲击 地压。也就是说，工作面非匀速推进，是诱发冲击 地压的重要因素； 冲击地压发生前，矿震释放能量 级别基本都在 105J 以上。
图 5 为华亭煤矿 250102 工作面日推进度与矿 震释放总能量关系散点图。从图中可以看出，只要 工作面推进，就会产生矿震。随着工作面日推进度
影响，回采工作面走向长度一般都是根据采 （ 盘） 区划分和煤层赋存情况确定。对于华亭矿区华亭、 砚北、山寨、陈家沟等矿井而言，采区划分和煤层 赋存 基 本 决 定 了 工 作 的 设 计 走 向 长 度，一 般 在 1000 ～ 2200m 之间。 1. 2 工作面倾向长度
采煤工作面长度和采空区的大小对冲击地压的 影响非常大，当采空区的宽度之和达到 0. 4 倍的开 采深度时，由于上覆岩层的充分移动震动释放的能 量是最大的，即冲击地压的危险性是最大的，当采
［4］ 鞠文君，潘俊锋 . 我国煤矿冲击地压监测预警技术的现状与 展望 ［J］． 煤矿开采，2012，17 （ 6） ： 1－5.
［5］ 丁百川 . 我国煤矿主要灾害事故特点及防治对策 ［J］． 煤炭 科学技术，2017，45 （ 5） ： 109－114.
［6］ 裘品姬 . 新疆煤炭行业”十三五”发展的思考与建议 ［J］． 煤 炭经济研究，2015，35 （ 1） ： 14－21.
根据以上分析，推进速度是回采工作面冲击危 险程度大小的重要评价指标之一。且工作面是否匀
80
图 5 华亭煤矿 250102 工作面日推进度与矿震能量释放散点
速推进，即工作面相邻两日推进度相差大小，也是
影响工作面冲击危险程度的重要因素，工作面推进
速度变化幅度越大，诱发冲击的危险程度也随之增
大。
根据华亭矿区各冲击地压矿井回采工作面设
随着新疆地区冲击地压矿井增多，对冲击地压 灾害的认识也在不断提高，新疆地区的冲击地压灾