鞠文君，潘俊鋒

(天地科技股份有限公司開采設(shè)計(jì)事業(yè)部，北京100013)

沖擊地壓是指礦山井巷或采場(chǎng)周圍煤巖體，由于彈性變形能的瞬間釋放而產(chǎn)生的以突然、急劇、猛烈的破壞為特征的動(dòng)力現(xiàn)象［1］。對(duì)于煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，如何預(yù)測(cè)沖擊地壓的發(fā)生;在什么時(shí)候、什么位置去進(jìn)行解?；蛘T導(dǎo);不得已的情況下怎樣合理避災(zāi)，是沖擊地壓防治必須面對(duì)的問(wèn)題。因而，探索沖擊地壓前兆信息，辨識(shí)沖擊地壓危險(xiǎn)源分布特征，以及在此基礎(chǔ)上探索沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)是沖擊地壓研究的重要內(nèi)容。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)沖擊地壓前兆信息探測(cè)開展了許多研究［1－6］，取得了一系列重要理論成果。近年來(lái)，在沖擊地壓監(jiān)測(cè)手段上也有長(zhǎng)足進(jìn)展，一些高技術(shù)含量的監(jiān)測(cè)設(shè)備被引入到?jīng)_擊地壓的監(jiān)測(cè)預(yù)警中來(lái)。但由于沖擊地壓發(fā)生條件復(fù)雜，預(yù)警模式多樣，監(jiān)測(cè)設(shè)備繁多，使得煤礦企業(yè)在沖擊地壓防治工作中眼花繚亂，無(wú)所適從。

本文分析了我國(guó)煤礦沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警的主要方法和模式，指出了沖擊地壓的監(jiān)測(cè)預(yù)警發(fā)展趨勢(shì)，以期對(duì)沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警和防治工作有所幫助。

1 煤礦沖擊地壓主要監(jiān)測(cè)預(yù)警方法

沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警方法復(fù)雜多樣，并不斷推陳出新，根據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)與原理可將其分為2類:巖石力學(xué)方法和地球物理方法。

1.1 巖石力學(xué)方法

巖石力學(xué)方法主要以監(jiān)測(cè)沖擊地壓發(fā)生前圍巖變形、離層、應(yīng)力變化、動(dòng)力現(xiàn)象等特征為主，屬于直觀接觸式監(jiān)測(cè)方法，主要包括煤粉鉆屑法、鉆孔應(yīng)力計(jì)法、支架載荷法、圍巖變形測(cè)量法等。

(1)煤粉鉆屑法 由德國(guó)首先提出，目前在國(guó)際上已被廣泛應(yīng)用，是我國(guó)沖擊地壓前兆探測(cè)最基本的一種監(jiān)測(cè)手段。我國(guó)《沖擊地壓煤層安全開采暫行規(guī)定》和《煤礦安全規(guī)程》都將鉆屑法作為確定沖擊危險(xiǎn)程度和采取措施后的效果檢驗(yàn)方法。該方法簡(jiǎn)單，便于實(shí)施，能直接反映煤體壓力大小，并且通過(guò)不同深度的取屑，可以測(cè)量煤體不同深度的壓力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)“線”監(jiān)測(cè)。缺點(diǎn)是:探測(cè)范圍小，打鉆工程量大，鉆機(jī)布置受巷道斷面、設(shè)備等影響，取屑、稱量等過(guò)程人工操作存在較大誤差，目前還不能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，探測(cè)范圍有限，有時(shí)顧此失彼。

(2)鉆孔應(yīng)力計(jì)法 此法在我國(guó)已有幾十年的歷史，最早由原煤炭科學(xué)研究總院北京開采研究所 (現(xiàn)天地科技股份有限公司開采設(shè)計(jì)事業(yè)部)研發(fā)，通過(guò)在煤體中埋設(shè)帶有油管的壓力枕來(lái)間接反映煤體應(yīng)力值。鉆孔應(yīng)力計(jì)法測(cè)試的是煤體相對(duì)應(yīng)力值，這個(gè)值雖然不是煤體垂深位置處的真實(shí)垂直應(yīng)力，但可以得到監(jiān)測(cè)處采動(dòng)應(yīng)力變化。2004年這套儀器實(shí)現(xiàn)了在線連續(xù)監(jiān)測(cè)，主要監(jiān)測(cè)應(yīng)力變化梯度，命名為采動(dòng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:直接深入煤體中探測(cè)煤體應(yīng)力大小，不受外界干擾;監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集，在線傳輸;監(jiān)測(cè)范圍隨著傳感器的增加而增大;探測(cè)應(yīng)力值屬于超前探測(cè)，也是沖擊地壓的力源探測(cè)，符合沖擊地壓發(fā)生機(jī)理。不足之處是:傳感器只能反映所在位置的應(yīng)力，屬于“點(diǎn)”監(jiān)測(cè)，每個(gè)傳感器性能、初始參數(shù)各異，因此相鄰傳感器探測(cè)值離散性較大，不適合關(guān)聯(lián)分析;監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)受安裝質(zhì)量影響很大。

(3)支架載荷法 支架載荷是回采工作面和巷道礦壓最基本的觀測(cè)內(nèi)容，其通過(guò)支護(hù)體受力的大小和變化來(lái)反映外載特征，主要觀測(cè)項(xiàng)目有液壓支架工作阻力、錨桿及錨索載荷等，近年來(lái)支架載荷的監(jiān)測(cè)儀器實(shí)現(xiàn)了在線連續(xù)監(jiān)測(cè)。沖擊地壓發(fā)生前的應(yīng)力集中和能量聚集一定會(huì)在支架載荷上有所反映，但支架載荷受多種因素影響。然而，近期沖擊地壓發(fā)生主要在綜放工作面的回采巷道，單純依靠支架載荷還不能及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)警沖擊地壓。

(4)巷道變形測(cè)量法 對(duì)巷道圍巖變形情況的測(cè)量，綜合反映了圍巖強(qiáng)度和外載的耦合礦壓效應(yīng)，沖擊地壓發(fā)生必然伴隨巷道的劇烈變形，因此可以通過(guò)觀測(cè)巷道變形量和變形速度間接警示沖擊地壓的發(fā)生。目前對(duì)兩幫移近和底鼓的觀測(cè)基本采用手工量測(cè)，對(duì)于頂板下沉和離層的觀測(cè)目前已實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)觀測(cè)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:方便直觀，簡(jiǎn)單易行，成本低，觀測(cè)結(jié)果可同時(shí)用于礦壓分析和校核支護(hù)設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)是:方法粗略，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確程度受人工操作影響較大，人工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不連續(xù)，并且為表面監(jiān)測(cè)，同載荷法一樣巷道變形受多因素影響，預(yù)警的特征性不是很明顯，難以用此單指標(biāo)預(yù)測(cè)沖擊地壓的發(fā)生。

1.2 地球物理方法

實(shí)際上，煤巖體在采動(dòng)影響下，其產(chǎn)生裂隙，發(fā)生破壞時(shí)向外發(fā)射出振動(dòng)波、電磁輻射等信號(hào)，通過(guò)對(duì)這些地球物理信號(hào)的遠(yuǎn)程響應(yīng)分析，可以間接地辨識(shí)到?jīng)_擊地壓危險(xiǎn)源及其發(fā)展趨勢(shì)。地球物理方法主要根據(jù)煤巖破壞時(shí)會(huì)釋放出彈性波、地音、電磁波等信號(hào)，通過(guò)捕捉這些信號(hào)來(lái)預(yù)警沖擊地壓，屬于非接觸式、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)方法。地球物理方法主要有:微震法、地音法、電磁輻射法等。

(1)微震法 井下煤巖體是一種應(yīng)力介質(zhì)，當(dāng)其受力變形破壞時(shí)，將伴隨著能量的釋放過(guò)程，微震是這種釋放過(guò)程的物理效應(yīng)之一，即煤巖體在受力破壞過(guò)程中以較低頻率 (f＜100Hz)震動(dòng)波的形式釋放變形能所產(chǎn)生的震動(dòng)效應(yīng)。微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)煤巖破壞啟動(dòng)發(fā)射的震動(dòng)波的響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)約10km范圍的危險(xiǎn)源探測(cè)。

微震法優(yōu)點(diǎn)是:監(jiān)測(cè)范圍廣，比地震臺(tái)定位精度高出上千倍，能對(duì)煤巖破裂事件作出較準(zhǔn)確的定位，并計(jì)算出釋放能量;在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，節(jié)省人力，并及時(shí)通報(bào)信息，軟件數(shù)據(jù)后處理功能強(qiáng)大;設(shè)備傳感器布置在開拓巷道，受井下設(shè)備影響小，可重復(fù)使用，波蘭的第五代產(chǎn)品ARAMIS M/E使用期一般15～20a。缺點(diǎn)是:初期投資較大，價(jià)格較高;井下傳感器布置受開采范圍影響，開采水平越多，形成包圍網(wǎng)絡(luò)時(shí)精度越高，目前水平、垂直定位誤差仍然在兩位數(shù);傳感器優(yōu)化布置需要人為爆破，不能自動(dòng)化自我調(diào)整。

(2)地音法 地音是煤巖體破裂釋放的能量以彈性波形式向外傳遞過(guò)程中所產(chǎn)生的聲學(xué)效應(yīng)。地音是由于井下開采活動(dòng)誘發(fā)的，其震動(dòng)頻率高，大約150～3000Hz;震動(dòng)能量一般為0～103J。與微震相比，地音為一種高頻率、低能量的震動(dòng)。研究表明地音是煤巖體內(nèi)應(yīng)力釋放的前兆，地音信號(hào)的多少、大小等指標(biāo)反映了巖體受力的情況。地音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)近場(chǎng)煤巖破壞啟動(dòng)發(fā)生的地音信號(hào)的響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)約200m范圍的危險(xiǎn)源探測(cè)［8－10］。

煤巖層的破壞、裂隙擴(kuò)展總是經(jīng)歷一個(gè)量變到質(zhì)變的過(guò)程。因此對(duì)微震活動(dòng)頻繁的重點(diǎn)區(qū)域，采用地音監(jiān)測(cè)技術(shù)，是對(duì)微震監(jiān)測(cè)技術(shù)的補(bǔ)充。

地音監(jiān)測(cè)區(qū)域一般集中在主采工作面和掘進(jìn)工作面。通過(guò)提供統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)地音事件的頻度、能率、頻率、延時(shí)等一系列地音參量，找出地音活動(dòng)規(guī)律，以此來(lái)判斷監(jiān)測(cè)區(qū)域的煤巖體受力狀態(tài)和破壞程度。

2008年10月，煤炭科學(xué)研究總院開采分院沖擊地壓研究室人員將地音監(jiān)測(cè)技術(shù)從波蘭引進(jìn)國(guó)內(nèi)。圖1為華亭礦區(qū)硯北煤礦井下地音探測(cè)器布置方案示意圖?？梢?jiàn)工作面每條巷道布置2個(gè)探測(cè)器，隨著工作面的推進(jìn)，探測(cè)器邁步遷移。通過(guò)對(duì)一段時(shí)間內(nèi)接收到的煤巖破壞地音信息的分析，可以分別按分、小時(shí)、工作班對(duì)當(dāng)時(shí)危險(xiǎn)狀態(tài)作出評(píng)價(jià)。

圖1 硯北煤礦井下ARES 5地音傳感器布置

地音監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是:依據(jù)量變到質(zhì)變的原理，填補(bǔ)了微震所監(jiān)測(cè)不到的盲區(qū);設(shè)備井下安裝簡(jiǎn)單、方便;傳感器可重復(fù)性使用，使用周期較長(zhǎng);軟件數(shù)據(jù)后處理功能強(qiáng);在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，節(jié)省人力，監(jiān)測(cè)范圍較大。

(3)電磁輻射法 俄羅斯在前蘇聯(lián)時(shí)期就研究應(yīng)用電磁輻射法，近年來(lái)，該方法在我國(guó)的應(yīng)用也較廣泛，它通過(guò)接收煤巖破壞產(chǎn)生的電磁輻射來(lái)測(cè)量煤巖體內(nèi)應(yīng)力集中程度。電磁輻射是一種非接觸式探測(cè)方法，其優(yōu)點(diǎn)是:不需要安裝，直接掛靠在巷道煤幫;為便攜式設(shè)備，單個(gè)工人就能攜帶;可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。缺點(diǎn)在于不能實(shí)現(xiàn)定位，而且監(jiān)測(cè)范圍也只有數(shù)十米，受井下變頻設(shè)備干擾較大。

2 沖擊地壓主要監(jiān)測(cè)預(yù)警模式分析

以上分析表明，沖擊地壓預(yù)警方法眾多，對(duì)于不同礦區(qū)，可能采用一種方法，也可能采用幾種方法進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，因此形成了不同的預(yù)警模式。

2.1 單一人工探測(cè)

單一人工探測(cè)主要在一些以前未出現(xiàn)過(guò)，目前有沖擊地壓跡象的省份或礦區(qū)應(yīng)用。采用鉆屑法、鉆孔應(yīng)力監(jiān)測(cè)、巷道變形觀測(cè)中的一種方法。這種模式由于人員工作量較大，單一的監(jiān)測(cè)結(jié)果缺乏驗(yàn)證、比較，因此預(yù)警可靠度最低，甚至不能警示災(zāi)害的發(fā)生。

2.2 綜合礦壓觀測(cè)

綜合礦壓觀測(cè)主要是將巖石力學(xué)方法中的幾種方法組合起來(lái)使用，例如鉆屑法、巷道變形觀測(cè)、鉆孔應(yīng)力監(jiān)測(cè)，甚至將采場(chǎng)、巷道支架的工作阻力監(jiān)測(cè)組合進(jìn)來(lái)。這種模式主要在一些已經(jīng)出現(xiàn)，但是沖擊地壓顯現(xiàn)較輕的省份或礦區(qū)應(yīng)用，雖然能將監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行橫向比較，相互驗(yàn)證，但都是近距離監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果往往難以滿足指導(dǎo)沖擊地壓防治的要求。究其原因有三:一是采用巖石力學(xué)方法監(jiān)測(cè)到的圍巖變形等特征，很難判斷出是常規(guī)礦壓顯現(xiàn)還是沖擊地壓前兆;二是沖擊地壓發(fā)生經(jīng)歷3個(gè)階段［11］，上述巖石力學(xué)方法監(jiān)測(cè)半徑相對(duì)較小，一旦監(jiān)測(cè)到圍巖驟變特征，沖擊地壓本身已經(jīng)即將進(jìn)入第3階段，即沖擊地壓顯現(xiàn)階段，預(yù)警的作用降低;三是采掘活動(dòng)空間采動(dòng)圍巖的應(yīng)力調(diào)整導(dǎo)致圍巖變形本身是一種能量釋放，因此，這種近表面監(jiān)測(cè)模式預(yù)警沖擊地壓可靠性仍然很低。

2.3 單一物探監(jiān)測(cè)

單一物探監(jiān)測(cè)主要是采用電磁輻射儀、微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、地音 (聲發(fā)射)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的一種監(jiān)測(cè)預(yù)警沖擊地壓。這種模式以監(jiān)測(cè)煤巖中的集中動(dòng)載荷源為目標(biāo)，忽視了圍巖近場(chǎng)集中靜載荷是沖擊啟動(dòng)的內(nèi)因［11］，主要應(yīng)用在沖擊地壓事件較多，已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)破壞性沖擊地壓的礦井，雖然考慮到了采掘活動(dòng)空間遠(yuǎn)場(chǎng)圍巖的破壞對(duì)沖擊啟動(dòng)的促進(jìn)作用，但是由于各自監(jiān)測(cè)原理及有效監(jiān)測(cè)半徑的不同，使用效果差異較大，并且單一方法缺乏驗(yàn)證。

2.4 多參量綜合監(jiān)測(cè)

多參量綜合監(jiān)測(cè)是將巖石力學(xué)方法與地球物理方法相組合的一種監(jiān)測(cè)預(yù)警模式。這種模式投入的人力、物力相對(duì)較大，是我國(guó)典型的沖擊地壓礦井主要應(yīng)用模式，例如新汶華豐礦、撫順老虎臺(tái)礦、臨沂古城礦、徐州三河尖礦、義馬千秋、躍進(jìn)礦、甘肅華亭礦等。該模式考慮到了各種手段的局限性，采用綜合的指導(dǎo)思想，同時(shí)采用所有監(jiān)測(cè)手段，實(shí)踐證明沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警仍然是重大難題。

3 沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)

3.1 我國(guó)煤礦沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警存在的問(wèn)題

因地質(zhì)條件和投入的不同，沖擊地壓災(zāi)害防治效果也不同。沖擊地壓防治的最薄弱環(huán)節(jié)是不能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，除了監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備存在各自缺陷外，在設(shè)備應(yīng)用方面也存在很多技術(shù)方面的問(wèn)題。

(1)沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警模式設(shè)計(jì)與沖擊地壓發(fā)生機(jī)理相脫節(jié) 目前我國(guó)存在多種沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警模式的原因，不僅是因?yàn)楣芾砘蚪?jīng)濟(jì)，更主要是對(duì)沖擊地壓發(fā)生機(jī)理和建立在機(jī)理基礎(chǔ)上的沖擊地壓發(fā)生類型沒(méi)有掌握，而在選擇沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警方法時(shí)，全憑經(jīng)驗(yàn)或參照其他礦，與本礦自身發(fā)生機(jī)理相脫節(jié)，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)模式存在缺陷或?yàn)E用。

(2)監(jiān)測(cè)預(yù)警傳感器布置區(qū)域缺乏指導(dǎo) 在進(jìn)行沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警傳感器井下布置前，由于沒(méi)有預(yù)先進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)區(qū)劃分，以及傳感器數(shù)量有限，導(dǎo)致井下布置區(qū)域選擇時(shí)缺乏針對(duì)性，存在盲區(qū)或重復(fù)的情況，因此監(jiān)測(cè)模式一開始就存在很大誤差，再加設(shè)備本身的誤差，往往顧此失彼。

(3)對(duì)監(jiān)測(cè)目標(biāo) (沖擊地壓危險(xiǎn)源)缺乏針對(duì)性 多種監(jiān)測(cè)手段共用時(shí)，由于對(duì)沖擊地壓危險(xiǎn)源構(gòu)成，及其在時(shí)間、空間上的分布特征缺乏研究，因此布置傳感器時(shí)缺乏空間概念，導(dǎo)致原理不同的設(shè)備交錯(cuò)使用，或相同原理的設(shè)備平行使用。

(4)綜合監(jiān)測(cè)，多種手段結(jié)果矛盾 由于在沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警模式應(yīng)用技術(shù)上存在眾多問(wèn)題，后期又缺乏信息的動(dòng)態(tài)反饋，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)預(yù)警效果不佳，因而采取綜合監(jiān)測(cè)，造成人力、物力成本大增。不同監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)原理不同，監(jiān)測(cè)對(duì)象、有效精度、監(jiān)測(cè)范圍也不同，最終得出的預(yù)警結(jié)果橫向相比經(jīng)常相互矛盾，沒(méi)有進(jìn)行深入分析驗(yàn)證難以指導(dǎo)沖擊地壓防治工作。

3.2 沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警的發(fā)展方向

(1)沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警模式設(shè)計(jì)分源化、空間層次化 沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警模式設(shè)計(jì)分源化主要依據(jù)沖擊地壓?jiǎn)?dòng)理論［11］，對(duì)沖擊地壓?jiǎn)?dòng)的內(nèi)因——集中靜載荷，采用巖石力學(xué)方法監(jiān)測(cè)預(yù)警;外因——集中動(dòng)載荷，采用地球物理方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警。

空間層次化主要針對(duì)地球物理方法，因?yàn)榇祟惙椒ㄊ欠墙佑|式、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，因此監(jiān)測(cè)尺度因載荷源的空間分布特征和各自有效范圍開展層次化辨識(shí)。例如從監(jiān)測(cè)范圍來(lái)說(shuō)，ARAMIS M/E微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能獲得區(qū)域大范圍內(nèi)巖層活動(dòng)的相關(guān)信息，屬于區(qū)域大范圍內(nèi) (礦井或采區(qū))的監(jiān)測(cè)手段;ESG地音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能獲得煤巖體微破裂信息，但監(jiān)測(cè)范圍小，屬于局部小范圍內(nèi) (回采工作面、掘進(jìn)面)的監(jiān)測(cè)手段，如圖2所示。從監(jiān)測(cè)事件類型來(lái)看，ARAMIS M/E微震監(jiān)測(cè)的對(duì)象主要是震動(dòng)比較強(qiáng)烈、震動(dòng)頻率通常小于150Hz的事件，屬于微震(簡(jiǎn)稱MS)范疇，一般為大范圍裂隙貫通并產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象;ESG地音監(jiān)測(cè)的對(duì)象主要是能量比較弱的，一般為0～103J，震動(dòng)頻率較高，為大于150Hz而小于3000Hz的事件，屬于地音 (簡(jiǎn)稱AE)范疇，通常為煤巖裂隙擴(kuò)張或產(chǎn)生局部破壞的現(xiàn)象，相比于微震現(xiàn)象，地音為一種高頻率、低能量的震動(dòng)［12］。一般來(lái)說(shuō)，ESG地音覆蓋了部分微震信號(hào)和幾乎全部的地音信號(hào)，見(jiàn)圖3。

圖2 微震和地音監(jiān)測(cè)區(qū)域范圍

圖3 ARAMIS M/E系統(tǒng)和ESG系統(tǒng)監(jiān)測(cè)頻率范圍分布

ARAMIS M/E微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和ESG地音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的這種區(qū)別使得它們?cè)跊_擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警中體現(xiàn)出了其各自的長(zhǎng)處和局限性。以千秋煤礦為例，對(duì)于沖擊動(dòng)載荷源位于該礦21141工作面低位巖層的高能事件，ESG評(píng)價(jià)效果更好，反之，則ARAMIS M/E更佳。2010年5月15日－11月25日，ARAMIS M/E監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)共發(fā)生的31次能量大于107J的高能事件中，ARAMIS M/E作出提前預(yù)報(bào)的有24次，ESG則為17次。其中位于ESG監(jiān)測(cè)范圍的事件有17次，ARAMIS M/E作出提前預(yù)報(bào)的有12次，ESG則為15次［12］。

(2)信息動(dòng)態(tài)反饋調(diào)整 (局部監(jiān)測(cè)點(diǎn)隨著區(qū)域指導(dǎo)快速調(diào)整) 目前沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警模式設(shè)計(jì)，以及傳感器一旦在井下安裝完畢，幾乎不再調(diào)整，但井下開采環(huán)境每天都隨著煤炭采出而不斷變化，采掘空間的應(yīng)力環(huán)境也在不斷地改變，所以監(jiān)測(cè)模式也應(yīng)對(duì)這些變化信息作出動(dòng)態(tài)反饋，尤其是對(duì)于“集中動(dòng)載荷”型沖擊地壓的監(jiān)測(cè)預(yù)警，由于其發(fā)生需要2種載荷源同時(shí)作用，地球物理方法，特別是微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)畢^(qū)巖層宏觀運(yùn)動(dòng)作出監(jiān)測(cè)，通過(guò)其監(jiān)測(cè)到的事件密集區(qū)要及時(shí)視為局部監(jiān)測(cè)的目標(biāo)。

(3)精細(xì)化研究 沖擊地壓的監(jiān)測(cè)預(yù)警是制約防治效果的核心環(huán)節(jié)，沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警精細(xì)化研究是沖擊地壓防治工作的復(fù)雜性和重要性所必須的。沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警精細(xì)化研究主要體現(xiàn)在對(duì)每種設(shè)備的性能、優(yōu)缺點(diǎn)的準(zhǔn)確了解，尤其是地球物理方法在不同傳播介質(zhì)中的特征、發(fā)生沖擊事件前后監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化特征，以及對(duì)同類監(jiān)測(cè)設(shè)備的性能、精度、先進(jìn)性、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠度等的比較;同時(shí)對(duì)設(shè)備的布置要精細(xì)設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)安裝。

(4)預(yù)警結(jié)果綜合權(quán)重分析法 總結(jié)和分析多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，多參量綜合監(jiān)測(cè)模式正逐漸成為沖擊地壓主要監(jiān)測(cè)預(yù)警模式，但即使采用了分源、層次化布置設(shè)計(jì)，在各種監(jiān)測(cè)方法的結(jié)果得出來(lái)后，通過(guò)橫向比對(duì)，仍可能存在差異性結(jié)論。因此各種預(yù)警手段和指標(biāo)對(duì)最終綜合結(jié)果的影響的程度存在權(quán)重，權(quán)重較小的結(jié)果僅為參考值。筆者認(rèn)為采掘空間“集中靜載荷”的預(yù)警結(jié)果所占權(quán)重要大得多，因?yàn)閺臎_擊地壓?jiǎn)?dòng)理論來(lái)看，“集中靜載荷”是內(nèi)因，“集中動(dòng)載荷”是外因。

(5)監(jiān)測(cè)設(shè)備的改進(jìn) 雖然沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警的方法不斷地推陳出新，但實(shí)際上現(xiàn)有方法研究還沒(méi)有結(jié)束，由于技術(shù)攻關(guān)難度的加大導(dǎo)致新產(chǎn)品的不斷推出，而忽視了對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)設(shè)備精度的提高。例如微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雖說(shuō)能對(duì)事件作出定位，但該設(shè)備說(shuō)明書中縱向誤差達(dá)50m，橫向誤差也達(dá)20m左右，雖然在實(shí)際應(yīng)用中可通過(guò)爆破效驗(yàn)降低至個(gè)位數(shù)，但其誤差精度有很大的提升空間。目前的地球物理方法是以被動(dòng)接受為主，因此開發(fā)主動(dòng)性的發(fā)射性的物探設(shè)備，或者通過(guò)巖層破斷前的溫度等其他信息來(lái)主動(dòng)探測(cè)也是發(fā)展方向。

4 結(jié)束語(yǔ)

(1)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的發(fā)展程度是制約煤礦沖擊地壓防治效果的重要環(huán)節(jié)，目前沒(méi)有任何一種單一的方法能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)沖擊地壓，多種方法聯(lián)合預(yù)警、權(quán)重分析可以進(jìn)一步增強(qiáng)沖擊地壓預(yù)警的可能性。

(2)任何沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警方法都是以監(jiān)測(cè)沖擊地壓危險(xiǎn)源為目的，因而掌握沖擊地壓危險(xiǎn)源類型、空間、時(shí)間分布特征是沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警模式設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

(3)沖擊地壓預(yù)測(cè)任重道遠(yuǎn)，開展沖擊地壓精細(xì)化、專業(yè)化研究，建立在沖擊地壓?jiǎn)?dòng)機(jī)理基礎(chǔ)上的監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)將使得沖擊地壓防治措施實(shí)施得到較好地指導(dǎo)。

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