沖擊地壓作為一種特殊的礦山壓力顯現(xiàn)形式，隨著礦產(chǎn)資源開采深度和強度的不斷增加，已成為深部資源開采領域面臨的主要災害之一。不久前，中國科學院武漢巖土力學研究所通過對三維應力傳感器技術理論、狀態(tài)信息實時感知及智能在線處理等技術方面的深入研究，研發(fā)出煤礦沖擊地壓動態(tài)監(jiān)測預警系統(tǒng)。

據(jù)了解，地下采礦工程受深部開采“時空關系+覆巖結構+地質(zhì)構造”等多重復雜因素影響，呈現(xiàn)出“地應力場+采動應力場+支護應力場”多場疊加的復雜應力分布現(xiàn)象，導致應力場分布規(guī)律模糊不清。而且，當前的理論及技術手段研發(fā)成熟度不夠，在監(jiān)測范圍、抗干擾性、耐久性和長期穩(wěn)定性等方面有待提高。因此，地下空間復雜環(huán)境下，煤巖體三維應力演化過程的動態(tài)長期監(jiān)測非常困難，災害機理及預警研究缺乏可靠的技術支撐。

通過研究，該種高精度的光纖光柵三維應力傳感器，其耐腐蝕性、抗地下水和電磁干擾性能及長期穩(wěn)定性大幅提高，可同時實現(xiàn)對工程建設期的巖體地應力測試和工程運營期的長期實時跟蹤監(jiān)測，填補了業(yè)內(nèi)空白。同時，以物聯(lián)網(wǎng)、智能技術、云計算與大數(shù)據(jù)等新一代信息技術為手段，以全面感知、實時傳送和智能在線處理為運行方式，建立了智能化的采場圍巖遠程三維應力場的實時監(jiān)測系統(tǒng)，具有自動監(jiān)測、數(shù)據(jù)共享和遠程控制等優(yōu)勢。

通過對采集的應力狀態(tài)信息進行數(shù)據(jù)挖掘和智能學習，系統(tǒng)建立了動態(tài)應力風險預警指標和模型，為地下空間復雜環(huán)境下沖擊地壓的預警、信息化施工及防災減災措施提供理論與技術支撐條件。

目前該預警系統(tǒng)已申請多項發(fā)明專利，對復雜環(huán)境下地下工程沖擊地壓等動力災害的預警及優(yōu)化掘進施工具有重要指導意義。該研究成果應用于兗礦集團東灘煤礦、濟三煤礦等國內(nèi)多處地下工程，取得顯著社會經(jīng)濟效益。