程立國 曲廣軍

摘 要：文章總結(jié)和歸納了現(xiàn)階段我國在研究煤炭巖體系發(fā)生沖擊地壓理論方面的成就，對于沖擊地壓發(fā)生的原因，特征進行了分析，在此基礎上積極研究了沖擊機理在今后的發(fā)展趨勢，對于如何做好預測和防治工作提出了意見和建議。

關鍵詞：沖擊地壓 未來發(fā)展趨勢 治理技術(shù)

所謂煤礦沖擊地壓是指在高地應力作用下，井巷或回采工作面周圍的煤巖體出現(xiàn)了破壞的情況，并伴隨著較大的聲響，巖體拋起的現(xiàn)象。這不僅僅會對于采掘空間中支護設備造成危害，還將可能使得采掘空間出現(xiàn)變形，嚴重的情況下造成人員傷亡，井巷毀壞和局部地震。

1.我國國內(nèi)煤礦沖擊地壓災害以及理論研究情況

1. 1國內(nèi)外煤礦沖擊地壓災害評述

我國最早記錄的沖擊地壓發(fā)生在1933年的煤撫順勝利礦。在此后的60年間的時間內(nèi)，礦井累計發(fā)生了四千多次的破壞性沖擊地壓，造成巨大人員傷害和財產(chǎn)傷害。

1. 2沖擊地壓理論研究現(xiàn)狀的評述

我國對于沖擊地壓的研究工作始于上世紀60年代，主要是以結(jié)合實踐沖擊地壓生產(chǎn)實踐的方式來進行探索的。首先系統(tǒng)化的對于煤礦沖擊地壓進行研究的是重慶大學和煤科總院重慶分院，以天池煤礦為研究對象開展的；隨后全國性的煤礦沖抵地壓調(diào)研工作順利開展。與1987 年頒布實施由煤科院北京開采所和阜新礦業(yè)學院聯(lián)合起草的我國第一部《沖擊地壓煤層安全開采暫行規(guī)定》。通過廣大科技工作者和研究人員的共同努力， 已使我國對沖擊地壓機理和防治措施的研究有了較大的進展， 其中煤體注水與深孔松動爆破方法相結(jié)合的綜合防治措施以及沖擊地壓的非線性有限元數(shù)值模擬、煤巖體地應力場的測試和有限元計算分析、聲發(fā)射技術(shù)、微震監(jiān)測系統(tǒng)在防治沖擊地壓的研究與應用方面已達到國際先進水平[1]。對煤、巖體沖擊地壓和巖爆機理的研究。

2.沖擊地壓發(fā)生的機理

結(jié)合實際煤礦沖抵地壓實踐，其運行的機理可以歸結(jié)為以下幾個方面：其一沖擊地壓的分類及顯現(xiàn)特性，一般情況下沖擊打壓可以歸結(jié)為動型，構(gòu)造應力性和動構(gòu)造應力并有三種類型，依照不同礦體變形破壞范圍大小可以實現(xiàn)合理的劃分。而沖擊地壓的特點可以表述為煤壁拋射性塌落， 頂板下沉或底板撇裂， 板炮頻繁， 煤體移動， 彈性振動， 設備震搬， 煤塵飛揚， 無明顯預兆突然爆發(fā)，伴有巨大響聲和地震， 沖擊風波引起構(gòu)筑物損壞， 易于出現(xiàn)較大損失和傷亡[2]。 其二，發(fā)生沖擊地壓的地質(zhì)及開采條件，不同的沖擊地壓地質(zhì)和開采條件也會表現(xiàn)出不同的沖擊地壓情況，對此我們應該高度重視對于沖擊地壓特點的界定。其三，沖擊地壓發(fā)生的地點及影響范圍，在實踐過程中需要界定沖擊地壓的發(fā)生區(qū)域，不同區(qū)域，其機理運行也是不同的，應該具體問題具體分析。其四，影響沖擊地壓產(chǎn)生的因素，如果采煤方法，采掘程序，頂板管理控制，煤柱大小尺寸和放炮有所不同，也會對于沖擊地壓產(chǎn)生影響。其五，選擇防治沖擊地壓措施的原則，保證對于不同地點，不同影響范圍，不同誘因展開具體問題具體分析，制定符合實際情況的方案。

3.沖擊地壓理論研究的未來發(fā)展趨勢

一直以來，沖擊地壓理論研究都是巖石力學中的重點和難點，大量的學者都在此方面做了研究工作。我國學者是從上世紀六十年代開始對于沖擊地壓進行研究的，其主要集合沖擊地壓實際生產(chǎn)流程來畸形探析。不可否認，我國對于沖擊地壓機理和防治措施的研究有了很多的成績，比如煤體注水與深孔松動爆破方法相結(jié)合的綜合防治措施以及沖擊地壓的非線性有限元數(shù)值模擬、煤巖體地應力場的測試和有限元計算分析、聲發(fā)射技術(shù)、微震監(jiān)測系統(tǒng)在防治沖擊地壓的研究與應用方面取得了重大的突破[3]。從這個角度來探析沖擊地壓理論研究的未來發(fā)展趨勢，我們可以將其歸結(jié)為以下幾方面內(nèi)容；其一，以微裂紋擴展區(qū)的概念實現(xiàn)對于巖石類材料的損傷狀態(tài)的描述；其二，從巖石斷裂和損傷力學的角度去審視巖石的斷裂和損傷情況；其三，以變量定義的方式去探析宏觀微觀理論的損傷變量方法和損傷模型；其四，以巖石準靜態(tài)損傷過程理論去假定，實現(xiàn)對于損傷和外界的功成正比探析；其五，從現(xiàn)代數(shù)學、力學理論如斷裂力學、突變、分形、分叉（岔）、混沌等理論出發(fā)，實現(xiàn)對于沖擊地壓問題的研究，健全交叉學科體系；其六，以預測預報為突破口的防治觀念研究，以綜合指數(shù)法、鉆屑法、微震法、地音法即聲發(fā)射法、電磁輻射去實現(xiàn)對于巖石動態(tài)監(jiān)測；其七，將計算機技術(shù)和測試技術(shù)納入到煤礦沖擊地壓知識體系中去，以不斷提高預測效果。

4.國內(nèi)煤礦沖擊地壓治理技術(shù)

從沖擊地壓發(fā)生的機理特點出發(fā)，治理的實質(zhì)是充分利用各種有效的技術(shù)途徑，不斷改變煤炭巖石的應力狀態(tài)和物理力學性質(zhì)，從而實現(xiàn)對于惡性事件的遏制。對于我國來講治理煤礦沖擊地壓主要采取以下措施：其一，煤層注水，這是我國采用最早的施工技術(shù)，操作簡單，效果比較明顯；其二，開槽卸壓、誘導爆破和鉆孔卸壓等防治措施。其三，現(xiàn)階段國內(nèi)使用比較多的沖擊地壓治理措施有煤巖體注水、鉆孔卸壓、深孔松動爆破、卸載誘導爆破、煤巖體掏槽卸壓、頂板預斷裂、巷道切槽卸壓、加固軟煤層、加強采掘支護、開采保護層、合理選擇開采方法和安排采掘設計及工藝進度等。

5.結(jié)束語

顯然我國煤礦沖擊地壓理論體系還不夠健全，在此我們應該做好以下兩個方面的工作：其一，不斷總結(jié)自身實踐經(jīng)驗，實現(xiàn)查缺補漏，以健全煤礦沖擊地壓治理體系；其二，積極學習國外先進的治理經(jīng)驗和理論，保證不斷創(chuàng)新，以實現(xiàn)自身理論知識的健全。在此基礎上，才能夠不斷促進我國煤礦沖擊打壓理論體系的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 鞠文君，潘俊鋒. 我國煤礦沖擊地壓監(jiān)測預警技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J]. 煤礦開采. 2012（06）

[2] 潘俊鋒，寧宇，杜濤濤，藍航，張寅，劉軍，夏永學，魏向志. 區(qū)域大范圍防范沖擊地壓的理論與體系[J]. 煤炭學報. 2012（11）

[3] 潘俊鋒，寧宇，秦子晗，王書文，夏永學. 基于沖擊啟動理論的深孔區(qū)間爆破疏壓技術(shù)[J]. 巖石力學與工程學報. 2012（07）