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目前我国煤矿冲击地压灾害研究现状及展望（续） 2013-06-18 10:39:01| 分类： 研究进展 | 标签：冲击矿压 冲击地压会议 冲击地压 岩爆 潘俊锋 |举报|字号 订阅 2 目前冲击地压机理、监测与防治现状 2.1 冲击地压发生过程与发生机制研究 冲击地压发生过程与发生机制研究是后期监测与防治的基础。20世纪50年代末c.T.阿尔维申及60年代中期英国学者COOK［3］等提出了煤体与围岩力学平衡状态破坏后所释放的能量大于消耗的能量时，就会发生冲击地压。Petukhov［4］在他所提出的冲击地压机理中也引入了刚度条件，并进一步把矿山结构的刚度明确为达到峰值后的刚度。 我国学者李玉生［5］认为冲击地压机理可用强度准则、能量准则及冲击倾向准则加以概括。强度准则是煤体破坏准则，能量准则和冲击倾向准则是突然破坏准则。三个准则同时满足，是产生冲击地压的必要和充分条件。章梦涛［6］提出冲击地压失稳理论。齐庆新［7］等认为冲击地压发生过程实质就是煤岩地层受力过程中的瞬间滑动过程。这种过程用摩擦滑动理论解释，即为粘滑过程。冲击地压的发生可概括为“三因素”机理。潘一山［8］通过对冲击地压发生的机理分析指出，煤岩体变形局部化开始条件和煤岩体冲击地压发生启动条件是一样的，即冲击地压启动后的变形破坏过程就是煤岩体变形局部化的过程。赵阳升［9］等提出了岩体动力破坏的最小能量原理：无论在一维二维或三维应力状态下岩体动力破坏所需要的能量总是一维应力状态下破坏所消耗的能量。潘立友［10］将煤体的破裂变形分为三个阶段：弹性阶段、非线性阶段与突变阶段。用三个特征量描述了煤体扩容变化的过程：体积压缩、稳定扩容及扩容突变。建立了冲击地压的扩容模型，扩容理论解释了冲击地压前兆信息的稳定性与突变性，是冲击地压前兆信息识别的理论基础。姜耀东［11］等认为煤层平动冲击失稳是一种典型的煤岩冲击失稳类型。应用Hoek-Brown准则建立煤层平动冲击失稳的力学模型。潘俊锋［12］针对巷道冲击地压显现主要表现为底板冲击，建立了巷道冲击地压发生工程结构模型，揭示了全煤巷道底板冲击启动实质来自于两帮高集中应力区，底板只是能量传递与释放的载体，即冲击地压显现位置。 此外，姜福兴［13］等针对软硬分层相间的复合型厚煤层综放工作面发生的动力灾害事故，提出了复合型厚煤层综放工作面“震-冲”型动力灾害的概念。窦林名［14］等提出冲击地压的强度弱化减冲理论。高明仕［15］等根据巷道冲击震动破坏的原因和机理，建立了冲击地压巷道围岩稳定性控制的强弱强结构力学模型。为了将冲击地压机理向防治延伸，对今后的冲击地压监测与防治指导具有可操作性，潘俊锋［16］等在大量冲击地压防治案例基础上，将冲击地压重新分为集中静载荷型和集中动载荷型，建立两种类型的工程结构模型，分析了各自冲击启动的能量判据，提出了冲击启动理论，揭示了浅部开采也可以发生冲击地压的原因，并为冲击地压演化过程时间序列与空间序列研究奠定基础。 2.2 目前冲击地压灾害的主要监测模式 表4为统计的近12年间我国煤矿监测预警冲击地压的主要方法，冲击地压预警方法众多，对于不同矿区，可能采用一种方法，也可能采用几种方法进行综合监测，因此形成了不同的预警模式［17］。 （1）单一人工探测式 单一人工探测式主要在一些以前未出现过，目前有冲击地压迹象的省份或矿区应用。采用钻屑法、钻孔应力监测、顶板离层观测、巷道变形观测中的一种方法。这种模式由于人员工作量较大，单一的监测结果缺乏验证、比较，因此预警可靠度最低，甚至不能警示灾害的发生。 （2）综合矿压观测式 综合矿压观测式主要是将岩石力学方法中的几种方法组合起来使用，例如钻屑法、顶板离层观测、巷道变形观测、钻孔应力监测，甚至将采场的支架、巷道的立柱工作阻力监测组合进来。这种模式主要在一些已经出现，但是冲击地压显现较轻的省份或矿区应用，虽然能将监测结果进行横向比较，相互验证，但是都是近距离监测，监测结果往往难以满足指导冲击地压防治的要求。 （3）单一物探监测式 单一物探监测式，主要是采用电磁辐射仪、微震监测系统、地音（声发射）监测系统中的一种来监测预警冲击地压。这种模式以监测煤岩中的集中动载荷源为目标，忽视了围岩近场集中静载荷是冲击启动的内因，主要应用在冲击地压事件较多，已经出现过破坏性冲击地压的矿井，虽然考虑到了采掘活动空间远场围岩的破坏对冲击启动的促进作用，但是由于各自监测原理及有效监测半径的不同，使用效果差异较大，并且单一方法缺乏验证。 （4）多参量综合监测式 多参量综合监测式，是将岩石力学方法与地球物理方法相组合的一种监测预警模式。这种模式投入的人力、物力相对较大，是我国典型的冲击地压矿井主要应用模式，例如新汶华丰矿、抚顺老虎台矿、临沂古城矿、徐州三河尖