我国冲击地压研究现状及发展方向-宋振骐2015.04.30
冲击地压
3小结 小结
1．在缓倾斜煤层条件下，采场两侧支承压力 的差异随煤层倾角增加而扩大。在一定采深的 “充分采动”长度范围内，差异扩大的幅度与 工作面长度成正比。 2．谢桥矿现采工作面倾角较小，采场两侧支 承压力分布的差异不大，支承压力预测计算仍 按近水平煤层条件考虑。
4关于重大事故控制的合理采场布署问题
冲击地压案例（鹤岗峻煤矿） 分析研究
中国科学院院士 全国政协委员
宋振骐 教授
1、倾斜煤层工作面两端支承压力的差异 、
缓倾斜煤层(倾角α>0) ,采场推进作用在四周煤壁前 方的支承压力与水平煤层条件下的差异如下： ⑴煤层倾斜出现层面方向的分力，相同移动岩层重量 条件下，垂直作用在煤层上的支承压力小于水平煤层条件； ⑵工作面推进作用在两侧的支承压力不等，下侧（运 输巷或倾斜下方）支承压力（总值）高于上侧。
1．实现采掘工作面同方向推进，前后上山分 别出掘进煤和回采煤的“双上（下）山采区布 置”方案，并尽可能的扩大工作面推进长度。 2．采用双翼开采时，接续工作面风巷开掘的 时间必须保证在上区段开采，覆岩运动和支承 压力稳定之后开掘巷道，必要时可以采取跳采 接续的方案。
3．采用工作面跳采接续方案时，应保证工作面长度大 于上下区段工作面支承压力高应力区间的相互重叠。 在谢桥矿现有煤层开采条件下,跳采工作面（“孤岛工 作面”）长度应不小于150～200m范围。 4．全力实现上煤层无煤柱（保留内应力场小煤柱）开 采，避免在上部煤层开采预留煤柱的支承压Байду номын сангаас影响的 区间开掘和维护下部煤层的巷道和掘进回采工作面。
⑻冲击破坏特点：工作面上端处于高应力区的回风 巷道中，50m～80m范围内底煤鼓出阻塞巷道，造 成8人死亡的重大事故。地面发生强烈震动。下巷 是应力集中区，未出现破坏，工作面无冲击破坏现 象。 ⑼原因分析 三面采空，支承压力叠加压缩弹性能达到发 生冲击的数值。
我国煤矿冲击地压的研究现状：机制、预警与控制
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.34 No.11 Nov.，2015
陈宗基讲座
我国煤矿冲击地压的研究现状： 机制、预警与控制
姜耀东 1 2，赵毅鑫 1
， ，3
[2-3]
2
冲击地压机制研究
2.1 煤矿工程特点与冲击地压分类 冲击地压、岩爆与矿震[7-8]是地下工程和采矿工 程领域常见的岩石动力破坏现象，由于行业背景的 差异，在我国水电交通隧道等行业将这种现象称之 为岩爆，而在煤矿和冶金等采矿行业称之为冲击地 压或矿震。 应当指出，采矿行业的井巷工程和水电交通行 业的隧道等地下工程由于工程性质的不同，对围岩 稳定性的控制措施的要求是存在差异的。隧道等地 下工程是百年大计，这些工程在完成后是不能容许
(1. 中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083；2. 中国矿业大学 力学与建筑 工程学院，北京 100083；3. 中国矿业大学 资源与安全工程学院，北京 100083)
摘要：从机制研究、预警技术和防治方法 3 个方面出发，概述我国冲击地压研究现状。从地质赋存条件与冲击地 压相互作用机制、采动应力和能量场时空演化规律与致灾机制、覆岩空间结构与冲击突出触发机制等方面阐述近 年来我国冲击地压机制研究的热点问题及相关成果；介绍冲击地压监测预警系统的主要技术体系，包括“震动场– 应力动态”一体化监测预警系统、冲击危险预测与监测预警体系、ZOS 矿用分布式微震监测系统、无线冲击地压 实时监测预警系统和冲击地压电荷监测技术；探讨快速让位吸能防冲支护技术、新型恒阻大变形锚杆(索)支护技术、 基于应力控制的冲击地压区域防范技术体系对冲击地压的防治作用及其在大同、义马等矿区的应用情况。 关键词：采矿工程；冲击地压；机制；监测预警；防治 中图分类号：TD 32 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2015)11–2188–17
冲击地压的研究现状
冲击地压的研究现状冲击地压作为岩石力学的重大难题之一，冲击地压的发生和发展过程是一个很难用数学手段模拟的动力失稳过程，而煤(岩)体本身是非均匀的各向异性体，所以冲击地压的研究十分缓慢。
由于各国学者在对冲击地压现场调查研究及实验室研究的基础上，相继提出了一系列的理论，按照现代力学观点在对冲击地压不同角度提出了一系列的重要理论，主要有以下几种:强度理论、刚度理论、冲击倾向性理论能量理论以及断裂、损伤理论等。
其中较早的理论为强度理论，该理论早期认为，冲击地压是煤岩局部应力超过强度而发生的，并对煤岩体形成应力集中的原因提出了各种假说，如压力拱理论和悬壁梁理论等，这一理论称为冲击地压的强度理论。
强度理论进一步发展为近代强度理论，以“矿体一围岩”系统为研究对象，考虑了系统的极限平衡。
刚度理论是由Cook 等人在60年代根据刚性压力机理论而得到的。
认为试件的刚度大于试验机构的刚度时，破坏是不稳定的，煤岩呈现突然的脆性破坏[12]。
70年代，Black 将矿柱视为矿山结构的刚度大于矿山负荷系统(围岩)的刚度是产生岩爆的必要条件。
按照现代力学观点，冲击倾向性理论是指煤岩介质产生冲击破坏的固有能力或属性。
煤岩体冲击倾向性是产生冲击地压的必要条件。
冲击倾向理论是波兰和前苏联学者提出的，我国学者在这方面做了大量的工作，提出用煤样的动态破坏时间(t D )、弹性能指数(ET W )及冲击能量指数(E K )三项指标综合判别煤的冲击倾向的实验方法，提出了两个冲击倾向胜指标：弹性能指数ET W 、冲击能量指数E K 。
弹性能指数计算方法是对煤层进行单轴压缩试验，达到峰值的80%一90%时再卸载，弹性能量为P S Φ，损失能量为T S Φ，则弹性能指数为： TP ET S S W ΦΦ= 冲击能量指数是利用煤的全过程应力应变曲线，设峰值前的面积为s F ，峰值后的面积为X F ，则冲击能量指数为： XS E F F K = 认为当这两个冲击倾向性指标大于某个值时，就会发生冲击地压，这一理论称为冲击倾向理论。
采矿工程毕业论文煤矿冲击地压的机理及未来的研究方向和治理技术
煤矿冲击地压的机理及未来的研究方向和治理技术采矿工程摘要：总结和论述了近几十年来国内外在研究煤岩体系发生冲击地压理论方面的进展，冲击地压发生的主要因素和特点，探讨了在冲击机理方面研究的趋势，并对国内外现今所采用的预测和防治措施进行了分析，并提出了防治的方法，展望了今后在预测预报工作和防治措施研究及实践方面的发展方向。
关键词：冲击地压岩石力学预测预报强度刚度能量引言煤矿冲击地压是指在一定条件的高地应力作用下，井巷或回采工作面周围的煤岩体由于弹性能的瞬时释放而产生破坏的矿井动力现象，常伴随有巨大的声响、煤岩体被抛向采掘空间和气浪等现象。
它往往造成采掘空间中支护设备的破坏以及采掘空间的变形，严重时造成人员伤亡和井巷的毁坏，甚至引起地表塌陷而造成局部地震。
1对国内外煤矿冲击地压灾害及其理论研究现状的评述1. 1国内外煤矿冲击地压灾害评述煤矿冲击地压和岩爆是一个世界性的灾害现象。
从1738 年英国的南史塔福煤田发生世界上第一次冲击地压以来，已有260 年的历史了。
其间在世界上发生冲击地压的国家除我国外，还有英国、波兰、法国、德国、俄罗斯、乌克兰、南非、美国、日本等23 个国家和地区。
我国最早记录的冲击地压是1933 年在抚顺胜利矿发生的。
从1933～1996 年的60 多年间，全国共有36 个矿井累计发生过4 000 余次破坏性的冲击地压，造成400 多人死亡，200多人受重伤，破坏巷道20 km 之多，其经济损失十分严重。
1. 2冲击地压理论研究现状的评述南非于1915 年就建立了南非矿山冲击委员会，对煤和金属矿的冲击地压进行研究。
西德于20 世纪50 年代初就开始冲击地压的研究工作，并且成功地采用了钻孔卸压措施来防治煤矿井下发生的冲击地压[。
前苏联的全苏矿山测量科学研究院也制定了《有冲击地压危险煤层的矿井的采矿工程施工安全规程》。
在美国主要采用的方法有煤层掏槽、钻孔卸压、卸压爆破和煤层注水等。
我国对冲击地压的研究是从60 年代才开始的，主要是由一些有严重冲击地压的局矿在生产实践中加以探索。
国内发生冲击地压情况
国内发生冲击地压情况煤岩动力灾害——冲击矿压以其突然、急剧、猛烈的破坏特征对煤矿、金属矿井、隧道等的安全轻则构成严重威胁，重则造成巨大的经济损失和人员伤亡。
随着井工矿井开采深度的增加，煤岩动力灾害——冲击矿压的危险也在逐步增加。
原来没有发生过冲击矿压的矿井，现在也开始发生；原来发生过冲击矿压的矿井，现在冲击发生的强度越来越大，发生的次数越来越多。
冲击矿压作为煤岩动人灾害，有记载的第一次发生于1738年英国南史培福煤田。
200多年来，其危害几乎遍布世界各采矿国家。
英国、德国、南非、波兰、前苏联、捷克、加拿大、日本、法国以及中国等20多个国家和地区都记录有冲击矿压现象。
我国煤矿冲击矿压灾害极为严重。
我国最早自1933年抚顺胜利矿发生冲击矿压以来，先后在北京、辽源、通化、阜新、北票、枣庄、大同、开滦、天府、南桐、徐州、大屯、新汶等矿务局部相继发生过冲击矿压现象。
目前，我国有近50对矿井累计发生过4900多次冲击矿压，造成数以百计的人员伤亡，巷道破坏达30多公里。
冲击矿压作为采矿诱发的地震，与大地地震相比，虽然震级不大，但由丁其震中距地表近、属浅表层地震，其危害性非常严重。
图1—1为按里氏震级划分的德内、南非、波兰等国以及我国抚顺矿区、三河尖煤矿、华丰煤矿等发生冲击矿压的最大强度。
1.2国内外冲击矿压概述1．2．1国内冲击矿压历史及现状我国最早记录的冲击矿压现象于1933年发生在抚顺胜利煤矿．当时的开采深度为200m左右。
从1949年以来，已发生破坏性冲击矿压4000多次，震级从0.5~3.8级，造成大量巷道破坏和惨重的人员伤亡。
近年来，我国一些金属矿山、水电与铁路隧道工程也出现厂岩爆现象。
我国煤矿发生冲击矿压有如下特征：(1)突然性。
冲击矿压发生前没有明显的征兆，突然、猛烈。
(2)多样性。
煤层冲击、顶板冲击、底板冲击等两三种冲击的组合。
(3)破坏件。
片帮和煤燃抛出，项板突然下沉、底鼓、破坏巷道支炉，造成人员伤亡等。
中国科学院院士、矿山压力及岩层控制学家——宋振骐
中国科学院院士、矿山压力及岩层控制学家——宋振骐宋振骐，矿山压力及岩层控制学家，中国科学院院士，1957年毕业于北京矿业学院（现中国矿业大学），国际岩石力学学会（ISRM）中国组成员，国际岩石力学局（IBRM）成员。
他坚持教学、科学研究和生产实践相结合，建立和发展了“实用矿山压力理论体系”，用于指导现场生产实践，为大幅度降低煤矿顶板事故、提高经济效益作出了贡献。
他在进行大量现场观测的基础上，掌握了丰富的矿山压力显现规律，研制了预测预报矿井顶板事故的方法和各种仪器，包括综合机械化采煤的支架工况监测系统，保证了煤矿高产高效和安全生产。
【历程】20世纪30年代，中国正处在一段极不太平的岁月，抗战爆发，中国人民颠沛流离，饱受战争、疾病和饥饿之苦。
1935年3月10日，湖北汉阳兵工厂一个普通工人家庭里传出了一声啼哭，一个被家人寄予无限希望的瘦弱孩子——汤学光呱呱坠地！谁也不会想到，这个吮吸着指头的小孩竟会与日后中国数百万采煤工人的生命安全联系到一起。
苦厄的年代让年幼的汤学光提前感受到了生活的艰辛。
随着国民党节节败退，父亲的工厂也不断内迁，他跟随父母辗转于鄂、桂、黔等地，童年和少年时代就是在战争的水深火热中度过的。
多年颠沛流离的逃难生活，使年幼的他痛苦却又深刻地认识到，国家贫穷、落后、软弱就要挨打，国家的兴衰与个人的命运是紧密相连的。
后来举家来到重庆后，为生活所迫，一家人不得不靠拾柴、捡煤渣过日子，他至今还记得，为了多捡煤渣，滚烫的泛着红红烈焰的煤渣时常碰触到他稚嫩的手脚，像触碰到烙铁一样发出滋滋声响，缕缕青烟从手脚上升腾。
1946年，为了让他得到读书的机会，父母将他过继给重庆子弟小学的教师宋鸿福，从此改名“宋振骐”。
生活的艰辛能毁灭一个人，但也能成就一个人，宋振骐恰恰属于后者。
生活的不幸磨砺出了他坚强不屈的性格，也激发了他与祖国同呼吸、共命运的使命感和责任感。
1953年，17岁的宋振骐怀着翻身的喜悦和献身煤炭事业的想法，在高考志愿书的三栏里毫不犹豫地都填上了“采矿工程”！最终，他如愿以偿地考取了新中国第一所煤炭高等学府——北京矿业学院（现中国矿业大学），开始了他精彩的大学生活。
我国煤矿冲击地压的研究现状机制 预警与控制
背景
在我国，随着煤矿开采深度的增加，冲击地压的发生也越来越频繁。据不完 全统计，我国大部分煤矿都曾发生过冲击地压现象，尤其是东北、华北和华东等 地区的矿井尤为严重。冲击地压的发生不仅会对矿井的生产带来影响，还会危及 矿工的生命安全。因此，对冲击地压进行研究，预防其发生已经成为我国煤矿生 产过程中的一项重要任务。
3、强化冲击地压防治的管理措施。建立健全冲击地压防治的监管机制和激 励机制，提高煤矿企业的安全意识和主动性。加强培训和教育，提高矿工的安全 技能和应急处置能力。
参考内容二
一、引言
冲击地压是煤矿开采中一种常见的地质灾害，它是由地下岩石应力超过其强 度极限而引起的突然破裂现象。在冲击地压发生时，煤矿巷道和采煤工作面会受 到强烈的挤压和破坏，严重威胁煤矿的安全生产和矿工的生命安全。因此，对煤 矿冲击地压应力进行控制，对于保障煤矿的安全生产具有重要的意义。本次演示 将介绍煤矿冲击地压应力控制的理论与实践。
2、案例二：某矿采用合理的开 采顺序降低冲击地压风险
某矿在开采过程中，采用了上行式开采顺序，先采上层煤，再采下层煤。这 样做的好处是避免了因开采下层煤而引起的上层煤应力集中和冲击地压发生的风 险。同时，这种开采顺序还降低了矿井的涌水量和瓦斯含量，提高了矿井的安全 性。
3、案例三：某矿杂的过程，其发生与煤岩体的物理性质、地质 结构以及采掘活动等因素密切相关。在采掘过程中，煤岩体受到应力作用，产生 变形和破裂，最终导致冲击地压的发生。此外，地质结构也是影响冲击地压发生 的重要因素之一，例如褶曲、断层、煤层厚度变化等地质构造都可能促使冲击地 压的产生。
某矿在开采过程中，采用了预注水方法，通过增加煤体的含水量来改变其物 理力学性质。这样做的好处是降低了煤体的弹性模量和强度，从而降低了冲击地 压发生的可能性。同时，这种方法还可以起到软化煤体的作用，提高采煤效率和 质量。
我国煤矿冲击地压防治现状与难题
我国煤矿冲击地压防治现状与难题一、本文概述Overview of this article本文旨在深入探讨我国煤矿冲击地压防治的现状与所面临的难题。
冲击地压作为煤矿生产中常见且具有极大破坏性的地质灾害，对煤矿安全生产构成了严重威胁。
近年来，尽管我国在煤矿冲击地压防治方面取得了一些成果，但仍存在诸多亟待解决的问题。
本文将系统分析我国煤矿冲击地压防治工作的现状，包括已经采取的措施、取得的成效以及存在的问题。
文章还将重点探讨当前防治工作中面临的主要难题，如地质条件复杂、防治技术落后、管理体系不完善等，以期为我国煤矿冲击地压防治工作的进一步改进提供参考和借鉴。
This article aims to explore in depth the current situation and challenges faced in the prevention and control of coal mine rockburst in China. Rock burst, as a common and highly destructive geological hazard in coal mine production, poses a serious threat to the safety of coal mine production. In recent years, although China has made some achievements in the prevention and control of coal mine rockburst, there are stillmany urgent problems that need to be solved. This article will systematically analyze the current situation of coal mine rockburst prevention and control work in China, including the measures already taken, the results achieved, and the existing problems. The article will also focus on exploring the main challenges faced in current prevention and control work, such as complex geological conditions, outdated prevention and control technologies, and incomplete management systems, in order to provide reference and inspiration for further improvement of coal mine rockburst prevention and control work in China.二、我国煤矿冲击地压防治现状Current situation of coal mine rockburst prevention and control in China近年来，随着煤炭开采深度的增加和开采强度的提高，我国煤矿冲击地压问题日益突出，已经成为影响煤矿安全生产的重要因素。
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q 2L5 受驱动力作用岩层的弯曲弹性能： U 8Ebh 3
15
冲击地压动力源的应力基础
1）构造应力（构造驱动力作用后的残余应力）
（1）垂直（沉积）岩层推动力形成的构造应力 ② 垂直构造应力存在的条件
H
3
G
3
f(GT) G（）＞ G
掘进方向
I
煤
煤
N
应力拱
N N=∫Gdm
剖面 I-I
掘进头及两帮在垂直压力作用下将同时挤压喷出
17Βιβλιοθήκη b 巷道破坏发展过程* 掘进头及两帮煤煤（岩）悬露，在支承压力作用下失去平衡同时喷出 * 顶板在自重应力和水平推力（软弱岩层 N m ）作用下破坏冒落 G * 底板（软岩）在水平推力 （ N m ）作用下鼓起 G
发生的普遍性
发 生 的 煤 层 条 件
有残余构造应力场分布切割的煤层。
5
二 我国冲击地压深化研究的现实意义及重要性
1现实意义（事故发生的普遍性向纵深发展扩大的可能性）
中国煤炭资源按深度分布的储量
事故扩大的必然性及深入 研究基础上控制的可能性
我国煤炭资源丰富，预计储量超过4万亿吨，其中2010年已 探明的地质储量为1.5万亿吨。由此可以清楚的看出我国煤炭开 采量占全世界2/3，对我国能源结构比重超过65%的大国来说， 面对世界能源保障体系建设的竞争，我国煤炭开采向深部发展的 趋势将不可避免，“冲击地压控制”的深入研究的意义重大。
上述两个方面研究工作的不足是这些年来相关重大事故不断重复发生的根源
8
三 冲击地压研究的现状及深化研究的方向
1 国外冲击地压研究的情况
老牌产煤国家
世界老牌采煤国家包括德国、英国、法国、日本等已在上世纪末停止了 煤炭生产，其中德国曾经在深部开采中出现冲击地压，通过采用变形可缩 拱型棚架沿空留巷开采方案基本解决了相关事故灾害的控制问题。
11
三 冲击地压研究的现状及深化研究的方向
2 我国研究发展的现状
1）在冲击地压发生的原因、实现条件及控制机理的研究方面取得成果和共识：
（1） 概念和定义
“冲击地压”是采动空间周边煤（岩）在矿山压力作用下以 煤（岩）突出为特征的矿山压力（动力）显现。是煤矿重大事 故灾害。
（2）发生原因
在储存高强度压缩弹性能有“冲击倾向性”的煤（岩）中， 特别是能量聚集的部位，开掘巷道和推进回采工作面（即采动） 引发相应弹性能的释放是冲击地压发生的根源。 采动围岩中储存的高强度压缩弹性能。包括煤（岩）中的 压缩弹性能和采动空间覆岩（顶底板）岩层弯曲（压缩）弹性 能是冲击地压发生的主动力。
G
掘进方向
断裂拱
K
G G G
N I
N
N ∫Gdm
m
I
煤
煤
N
应力拱
N
m
剖面 I-I
一般为掘进头在构造应力作用下冲击喷出
21
b 巷道破坏发展过程
G * 掘进头揭煤（岩）时，在支承压力 作用下失去平衡喷出
* 顶底板岩层在水平构造应力作用下破坏（垮落和底鼓） * 两帮在重力应力作用下破坏，应力高峰向深部转移
14
冲击地压动力源的应力基础
1）构造应力（构造驱动力作用后的残余应力）
（1）垂直（沉积）岩层推动力形成的构造应力 ①垂直（沉积）岩层构造应力形成的机理
H
G
G
3
3
f(GT) G（）＞ G
GT
3
3 煤层
GT
G L
构造 弯曲
重力弯曲弹性能随支托岩 层的强度和随动层的厚度成正 比； 构造弯曲弹性能受采深和 顶底板岩层强度所决定的应力 保持和释放条件控制。岩层强 度愈高，埋深愈大，可能聚集 和保持的弹性能的量级将愈高。
13
三 冲击地压研究的现状及深化研究的方向
2 我国研究发展的现状
1）在冲击地压发生的原因、实现条件及控制机理的研究方面取得成果和共识：
管 理 规 范 不 科 学
主管部门制定的事故 控制规范和相关管理规 定有的简单承袭传统做 法，严重脱离实际，缺 少正确的理论指导。例 如，我们几十年来没有 变化采用留设断层隔离 煤柱布置工作面的做法， 即在残余的构造应力场 的变化部位掘进和维护 采煤巷道，是导致冲击 地压和煤与瓦斯突出等 重大事故发生的主要原 因。
1kk＞1 3
1 1kk＜1 3 1 3
对具有冲击倾向性的脆性煤体(f≥2)，在外应力场中开掘和维护巷道产生 冲击地压的可能性受工作面的长度和顶板的岩性强度(即可能产生的弯曲弹性 能) 控制。实践证明，顶板坚硬的长工作面采深超过350m-400m具有发生冲 击地压的可能性。在高应力区开掘和维护巷道或推进工作面即有发生冲击地 压的可能性。
（4） 动力 源的应力基 础
原始应力场中的压缩应力。包括原始重力应力场中的压 缩应力以及原始构造运动推动形成的“残余构造应力场”中 的压缩应力。原始构造应力场中压缩主应力方向由构造运动 推动力的方向决定。
采动应力场中的压缩应力。即经历采动（采掘工作面推 进）重新分布的应力场中压力高峰部位储存的压缩应力。 在重力和构造运动推动力作用下处于弹性弯曲状态的岩 层最大弯矩发生部位的压缩应力。
波兰、澳大利亚等国 家在地表预测预报研究的 基础上，采用微震技术检 测的相关手段预测预报生 产矿井冲击地压的研究在 上世纪70年代已开始，相 关检测装备1981年即引 进在我国陶庄煤矿用于预 报水采冲击地压的研究工 作中。相关成果也为我国 近多年来广泛开采的相关 研究奠定了基础。
10
三 冲击地压研究的现状及深化研究的方向
2 我国研究发展的现状
如前所述，我国冲击地压研究工作早在上世纪70年代就开始起步。相 关理论及控制技术研究都是在接受前苏联、波兰等社会主义国家相关研究 的基础进行的。参与研究的相关研究单位包括煤炭研究总院、重庆、抚顺 分院等研究院所，阜新矿院（辽宁工程技术大学）、中国矿大、山东矿院 （山东科技大学）等煤炭高校。重点深入研究的煤矿包括抚顺、徐州、开 滦、新汶等深部矿井，以及由厚层坚硬顶板覆盖有“冲击倾向性”的煤层 开采深度较浅的矿井，包括鹤岗、兖州等煤业集团的相关矿井。在包括 “冲击地压”发生的原因及实现条件即发生“机理”的研究、冲击地压预 测预报的理论和手段研究，以及在上述两方面成果的基础上取得的控制实 践成果等三个方面，均取得了领先全世界的创造性成就。
H
G
GH GT=
GT
3
G
3 煤层
GT
G
煤层
G L
岩浆
岩浆
在断层出现的条件下，垂直构造应力即不复存在
16
③ 垂直构造应力存在的条件下开掘巷道冲击破坏的过程及控 制方案 a 掘进围岩煤（岩）冲击喷出地点：
G
应力拱
kG I
断裂拱
kG
现存产煤国家
现存现代化开采技术装备领先的产煤国家中包括美国、澳大利亚， 在80年代以前都曾经是以露天开采和留设大量煤柱支撑地表的房柱式 开采为主体的开采方法，基本没有出现过灾害性的冲击地压事故。
9
三 冲击地压研究的现状及深化研究的方向
1 国外冲击地压研究的情况
美国
波兰
乌尔兰
俄罗斯
澳大利亚
美国上世纪80年代开 始广泛应用的长壁工作面 开采也都是在开采深度小 于150~200米的浅埋煤层 中进行，很少有冲击地压 研究和控制的实践结果。
3
二
我国冲击地压深化研究的现实意义及重要性
4
二 我国冲击地压深化研究的现实意义及重要性
1现实意义（事故发生的普遍性向纵深发展扩大的可能性）
目前为止，我国发展冲击地压的矿井超过140处，通过 瓦斯等级鉴定可能伴随冲击地压发生的煤与瓦斯突出矿井 超过1200多对，已遍及全国17个产煤省市和自治区。
开采深度进入400米左右有坚硬厚层顶板所覆盖的煤 层。 开采深度超过800米左右相关事故易发的临界开采深 度（在原始重力场开掘巷道即发生冲击地压）煤层。
矿山灾害预防控制重点实验室
State Key Laboratory Breeding Base for Mining Disaster Prevention and Control
我国冲击地压研究现状及发展方向
宋振骐 何满朝 蒋宇静 汤建泉
山东科技大学 矿山灾害预防控制国家重点实验室 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
25
（3）在可能发生冲击地压的重力应力场开掘和维护巷道破坏的过程及 控制方案 G
N
剖面 I-I
23
2）重力应力
（1） 原始应力场中的重力应力
3
3
1
H
3 1 3
煤层
实践证明对具有“冲击倾向性”的脆性煤体（f＞2），在原始应力场中开掘和维 护巷道发生冲击地压的临界深度一般超过700m-800m。
24
（2） 采动重力场中的重力应力
1 3 1
19
（2）平行（沉积）岩层推动力形成的构造应力 ①平行（沉积）岩层构造应力形成的机理
②平行（沉积）岩层构造应力存在的部位： a 褶曲轴部 b 断层附近
G G G
G
20
③平行构造应力存在的条件下开掘巷道冲击破坏的过程 及控制方案
a 掘进围岩煤（岩）冲击喷出地点：
应力拱
G G G
事故灾害严重性的原因可归纳为以下两个方面：
控 制 理 论 研 究 不 深 刻
事故原因（机理）及事故实现条件的论证很不深刻。包括相关事 故案例的分析研究不深入和缺少正确地实验和现场有效控制实践的检 验。
7
二 我国冲击地压深化研究的现实意义及重要性
2 深化研究的重要性（事故灾害的严重性及有效控制的理论基础薄弱）