1、沖擊地壓理論與技術齊 慶 新博士后/研究員/首席專家/所長煤炭科學研究總院開采分院采礦研究所天地科技股份有限公司開采所事業部2008年7月提 綱 第一講 基本概念第二講 我國沖擊地壓現狀與研究進展第三講 沖擊地壓技術規范第四講 沖擊地壓預測與防治第一講 基本概念第一講 基本概念沖擊地壓沖擊地壓的特點沖擊地壓的分類沖擊地壓的影響因素沖擊傾向性沖擊地壓發生機理：“三因素”機理煤巖動力現象(沖擊地壓、巖爆、礦震等)沖擊危險性沖擊地壓預測沖擊地壓防治巷道沖擊地壓描述發生在老虎臺煤礦的沖擊地壓2、沖擊地壓的特點巨大破壞性 頂板可能瞬間明顯下沉，但一般不冒落；底板可能突然開裂鼓起甚至接頂；常有大量煤塊甚至

2、上百立方米的煤體突然破碎從煤壁拋出，堵塞巷道，破壞支架。造成慘重的人員傷亡和巨大的經濟損失。復雜性 在自然地質條件上，除褐煤以外的各種煤種都記錄到沖擊現象，采深從2001000m，地質構造從簡單到復雜，煤層從薄特厚，傾角從水平到急斜，頂板包括砂巖、灰巖、油母頁巖等都發生過沖擊地壓。我國沖擊地壓的顯現特點沖擊類型多種多樣 不同發生機理：重力型、構造型和混合型；斷層錯動型、頂板斷裂與煤體壓縮型；巖爆、礦震等發生條件極為復雜 不同發生條件：頂板、底板、煤層；淺埋、深部 硬煤、硬頂，硬煤、非堅硬頂底板發展趨勢漸趨嚴重 數量不斷增加：32到100！范圍不斷擴大:19個省區3、沖擊地壓的分類1983年沖擊

3、地壓煤層安全開采暫行規定中規定了我國煤礦沖擊地壓的分類方法 ：根據破壞后果一般沖擊地壓破壞性沖擊地壓沖擊地壓事故根據顯現強度等級123456里氏地震級0.51.01.11.51.62.02.12.52.63.03.03、沖擊地壓的分類存在困難 指標的單調性 資料的局限性確定原則 尊重規定 適度增加指標3、沖擊地壓的分類新方法項目1234沖擊地壓性質破壞半徑/m震級/ML震動持續時間/s1 微弱煤體重力型061.62.52 弱煤體重力型0201.72.02.04.03 中等煤體重力型10402.02.44.06.04 較強頂板彈性型煤體構造型30602.42.85.010.05 強烈頂板斷裂型5

4、0802.63.210.030.06 極強烈頂板斷裂型斷層位錯型80或以上3.0以上304、沖擊地壓的影響因素礦山地質因素 開采深度、煤巖層性質、地質構造等。開采技術因素 采煤方法、頂板管理、巷道布置、開采順序、煤柱、爆破干擾等。管理因素 沖擊地壓的發生與否，或是否構成災害，與管理直接相關。5、沖擊傾向性沖擊傾向性測定行業標準的制訂（煤炭科學研究總院北京開采研究所主持）煤層沖擊傾向性分類及指數的測定方法（MT/T174-2000）巖層沖擊傾向性分類及指數的測定方法（MT/T866-2000）6、沖擊地壓發生機理沖擊地壓發生機理的涵義 沖擊地壓發生的原因、條件、機制和物理過程； 形成沖擊地壓的內

5、在規律； 一定地質開采條件下煤巖體發生突然破壞的力學過程。 沖擊地壓發生機理是沖擊危險性預測和沖擊地壓防治的理論基礎！煤樣動態破壞時間測定示意圖 6.1 沖擊傾向性理論彈性變形能指數測定示意圖6.1 沖擊傾向性理論沖擊能量指數測定示意圖6.1 沖擊傾向性理論煤層沖擊傾向性分類分類指標無沖擊傾向弱沖擊傾向強沖擊傾向煤的動態破壞時間DT/msDT50050DT500DT50彈性能量指數WETWET22WET5WET5沖擊能量指數KEKE1.51.5KE5KE56.1 沖擊傾向性理論頂板沖擊傾向性分類分類指標1類2類3類無沖擊傾向弱沖擊傾向強沖擊傾向彎曲能量指數UWQUWQ1010UWQ100UWQ

6、1006.1 沖擊傾向性理論組合煤巖的沖擊傾向性沖擊地壓的發生不僅僅與煤、巖層的沖擊傾向性有關 ，而且與煤巖層的結構特點和煤巖層的組合形式具有密切的關系. 為使煤巖沖擊傾向性測定更能充分反映煤巖層實際特點 ，開展了煤巖組合模型的沖擊傾向性實驗測定研究.6.1 沖擊傾向性理論 （a）組合模型；（b）、（c）組合模型承壓破壞的狀況組合模型破壞前后的狀況6.1 沖擊傾向性理論 某礦煤的動態破壞時間曲線 某礦煤的沖擊能量曲線 某礦煤的彈性能量曲線對比 6.1 沖擊傾向性理論“三因素”機理從煤巖體結構特性出發研究沖擊地壓發生機理時提出的。從發生沖擊地壓煤巖體結構的特征和沖擊地壓顯現特點看，沖擊地壓過程實

7、質就是煤巖體受力過程的瞬間滑動失穩過程，即為粘滑過程。特別是相對于發生在斷層、煤層變薄帶附近的沖擊地壓，更表現為粘滑過程。通過煤巖摩擦滑動試驗可以驗證沖擊地壓的粘滑失穩理論- “三因素”機理6.2 “三因素”理論 組合煤巖的摩擦滑動失穩實驗巖石材料的摩擦滑動性狀：兩種滑動特性，即穩定滑動和粘滑實際發生沖擊地壓的煤巖體 ：“三硬”結構 ，且在頂板與煤層之間存在著一層較薄的粉狀軟煤實際沖擊地壓多發生在斷層、背向斜構造及煤層變薄帶附近 沖擊后主要表現為煤體的沖出6.2 “三因素”理論三種試樣砂巖砂巖砂巖煤煤煤試樣 三種試樣示意圖6.2 “三因素”理論分析結果：砂巖煤試樣： 粘滑失穩過程砂巖砂巖 煤煤

8、試樣： 穩定滑動過程 該理論認為，沖擊地壓多發生在斷層、煤層變化等構造區域，沖擊地壓與煤巖體結構密切相關，沖擊地壓的發生除與內在因素（沖擊傾向性）、力源因素（高度應力集中或較高的能量貯存與動態擾動）有關外，煤巖體結構因素（具有弱面和容易引起突變滑動的層狀介面）也是沖擊地壓發生的主要因素之一。內在因素、力源因素和結構因素是導致沖擊地壓發生的最主要因素，特別是結構因素是導致沖擊地壓發生不可忽視的主要因素。事實上，煤巖體不具有沖擊傾向性不會發生沖擊地壓；煤巖體不具有高度的應力集中或足夠的彈性能不會發生沖擊地壓；煤巖體不存在弱面或軟層等結構，則不會引起局部的破裂、損傷、失穩與滑動，也不會發生沖擊地壓。

9、6.2 “三因素”理論7、煤巖動力現象(沖擊地壓、巖爆、礦震) 沖擊地壓、頂板大面積來壓、巖爆、礦震、煤與瓦斯突出、地表突然塌陷等現象，由于其發生過程突然，且具有典型的動力特征，通常情況下，統稱為礦山動力現象。7、煤巖動力現象(沖擊地壓、巖爆、礦震)沖擊地壓：煤巖體在高應力作用下產生的動力破壞現象。巖 爆：高地應力下硬脆性圍巖因彈性應變能突然釋放 而產生的爆裂、剝落、彈射甚至拋擲。 礦 震：采礦活動而引起的誘發地震。既有聯系，又有顯著差異震級、烈度、震源分級分類：應以破壞為主失穩、破壞、過程、局部性巖爆現象描述 在我國，眾多研究者對巖爆、沖擊地壓和礦震不加以區分，認為巖爆又稱沖擊地壓、礦震，是

10、采礦、隧道及水電部門的開挖活動誘發的地震。加拿大等國則將巖爆定義為“伴隨有地震發生并以突然或猛烈發生方式對地下開挖的破壞” 。巖爆、沖擊地壓和礦震的關系 沖擊地壓是礦山的一種震動(即礦震)，礦震和沖擊地壓的基本關系為：1)沖擊地壓是礦山震動的事件集合之一；2)沖擊地壓是巖體震動集合中的子集；3)每一次沖擊地壓的發生都與巖體震動有關，但并非每一次巖體震動都會引發沖擊地壓。 地震(礦震)與巖爆是兩個不同概念，二者發生的機理各異，同時又有著密切的聯系，它們可互為誘發因素，都具有動力特征。 巖爆、沖擊地壓和礦震的關系 目 的：對比沖擊地壓與巖爆的異同方 法：數值模擬軟 件：FLAC3D模型條件：三種不

11、同的巷道結構沖擊地壓與巖爆的數值模擬對比 (a) 巷道為煤巷 (b) 巷道為硬巖巷 (c) 巷道布置在完整巖層內 （a） 位移矢量 （b）應力矢量煤巷硬巖巷 （a） 位移矢量 （b）應力矢量 完整巖層(水平) （a） 位移矢量 （b）應力矢量 完整巖層(30) （a） 位移矢量 （b）應力矢量發生在煤巷中的沖擊地壓，煤層與巖層發生明顯滑移；而在硬巖巷中，巷道變形明顯要小得多，沖擊地壓發生的幾率也就小得多；而巖爆的發生主要是在完整巖層內的巷道中。 沖擊地壓和巖爆的顯著差別：沖擊地壓主要發生在軟硬相間的軟層中，其表現主要以滑移錯動為主；巖爆主要發生在硬巖體中，而表現主要以拉破壞并彈射為主。 沖擊地

12、壓與巖爆的數值模擬對比 1）沖擊地壓、巖爆與礦震是具有不同表征意義的礦山巖石動力學現象，建議這3個術語區別使用，切不可以一個“沖擊地壓”或“巖爆”代之。 2）沖擊地壓和巖爆，往往會導致礦震的發生。而礦震則不一定會導致沖擊地壓或巖爆的發生。 3）沖擊地壓和巖爆，其顯著差異在于構成結構體的巖性具有明顯的不同，從而導致在現象和破壞形式上明顯不同。 4）礦震的發生與采礦或地下開采活動密不可分。為減少礦震災害，應最大限度控制采礦活動。 巖爆、沖擊地壓和礦震的關系 沖擊危險性：具體條件下發生沖擊地壓的危害程度。我國還沒有一個比較科學的沖擊危險性評價方法沖擊危險性評價方法主要有經驗類比分析法、數值模擬法、地

13、質動力區劃法、數量化理論方法、微震與地音監測法等。采用單一的沖擊危險性指標有可能會給沖擊危險性評價造成很大誤差，嚴重影響著煤礦企業的安全生產。影響沖擊危險性的因素是復雜多樣的，要想更準確地對其進行評價，需要綜合考慮影響沖擊地壓發生的各個因素或者能反映它們的具體指標，從而選擇合適的評價方法來對各個因素進行評價，最終準確衡量沖擊危險性，為采取防治措施提供依據。8、沖擊危險性預測具體礦井生產條件下能否發生沖擊地壓。 包括沖擊地壓發生的時間、地點和級別。沖擊地壓的預測方法包括采動應力監測法、鉆屑法、微震監測法、地音監測法等等。9、沖擊地壓預測預報對具有沖擊危險或為防止沖擊地壓的發生而進行的降低沖擊危險

14、性或改變煤巖體應力分布規律的具體措施。沖擊地壓的防治方法主要有：煤層卸載爆破、深孔斷頂爆破、煤層注水（高壓、靜壓）、定向水壓致裂法、合理開采布置、開采保護層等。10、沖擊地壓防治沖擊傾向性沖擊危險性沖擊地壓預測沖擊地壓防治不是單一的概念！沖擊地壓是一種復雜的災害！C：怎樣認識沖擊地壓？第二講 我國沖擊地壓現狀與研究進展1、我國沖擊地壓現狀世界范圍有記載的第一次沖擊地壓于1733年英國南斯塔煤田發生，我國最早沖擊地壓發生在1933年的撫順勝利礦。1、我國沖擊地壓現狀我國沖擊地壓發生范圍 北京、棗莊、撫順、阜新、遼源、大同、天池、開灤、新汶、徐州、義馬、鶴壁、雙鴨山、雞西、七臺河、淮南、大屯、韓城

15、、兗州、華亭、古城、貴州等近100個礦區（井）我國沖擊地壓災害日趨嚴重 截止2006年年底，新發生沖擊地壓的礦井近70個，分布范圍擴大到新汶、徐州、兗州、華亭等局礦，發生沖擊地壓礦井已達100余個。開采深度已達到7501250 m僅2001年至2006年6月底，在大同、撫順、北京、華亭、大同、阜新等局礦因沖擊地壓的發生而導致的重大傷亡事故就多達10余起，死傷人數達數百人。薄煤層也相繼發生沖擊地壓：七臺河桃山礦1、我國沖擊地壓現狀02004006008001000198519901995200020052010年份采深/M020406080100120140數量沖擊地壓礦井平均開采深度沖擊地壓礦

16、井數量沖擊地壓礦井數量與采深隨時間變化我國比較嚴重的沖擊地壓礦井1)新汶礦業集團公司華豐煤礦2)黑龍江省龍煤集團公司七臺河礦業公司3)徐州礦務集團公司三河尖煤礦4)義馬煤業集團公司躍進煤礦5)義馬煤業集團公司千秋煤礦6)撫順礦業集團公司老虎臺煤礦7)兗州煤業股份公司東灘煤礦8)兗州煤業股份公司濟三煤礦9)甘肅省華亭煤業集團公司華亭煤礦10)甘肅省華亭煤業集團公司硯北煤礦11)開灤集團公司趙各莊礦業公司12)開灤集團公司唐山分公司13)淄博礦業集團公司唐口煤礦14)北京昊華能源股份有限公司木城澗煤礦15)平頂山天安煤業股份公司十礦16)阜新礦業集團公司五龍煤礦2.1 我國沖擊地壓研究情況研究單位

17、：煤炭科學研究總院北京開采所（天地開采事業部）、遼寧工程技術大學、中國礦業大學等。山東科技大學、北京科技大學、東北大學、中國地震局地殼所、長沙礦山研究院等研究成果：機理、沖擊傾向試驗研究、鉆屑法研究、地音微震監測系統研制、保護層開采、防治措施、堅硬頂板處理、深孔爆破技術、采動應力監測技術2、我國沖擊地壓研究進展煤科總院北京開采所相關科研成果及在沖擊地壓方面所做的工作1981：開始“門頭溝煤礦二槽煤沖擊礦壓防治研究” 19861990：國家“七五”攻關項目“沖擊地壓預測與防治”，成果獲國家科技攻關獎1991:進行地音和微震監測系統的國產化研究并成功開發出MA0104E地音監測系統與BD4-I型便

18、攜式礦用地音儀1994：深部開采沖擊地壓新機理的研究、煤巖聲發射震源定位方法研究（煤炭基金項目）1997：華豐礦沖擊地壓綜合防治技術項目上，能源部重點項目，獲山東省科技進步二等獎。2000:主持制訂煤層沖擊傾向性分類及指數的測定方法、巖石沖擊傾向性分類及指數的測定方法煤炭行業標準，是目前國內進行煤巖沖擊傾向性鑒定的權威部門。2004：新汶礦區沖擊地壓成因與綜合治理技術研究，引進國際上先進的微震監測系統ARAMIS/M并用于華豐煤礦沖擊地壓監測2005：“973”項目 ：高強度開采沖擊地壓發生機理研究，國家自然基金項目：高強度開采沖擊地壓與瓦斯災害相關性研究2006：廣泛開展與北京、新汶、華亭、

19、淄博、兗州、大同、撫順等礦區的合作，科研經費達500萬元/年以上。煤科總院北京開采所相關科研成果及在沖擊地壓方面所做的工作試驗儀器與設備（北京開采所）德國WPM25kN型材料試驗機德國WPM1000kN型萬能試驗機采集速度為0.1 ms的高速計算機數據采集處理系統(HCD)MDG動態電阻應變儀KC型靜態電阻應變儀配套的載荷和位移傳感器北京開采研究所巖石力學實驗室目前已完成50余個礦井煤巖層的沖擊傾向性鑒定（北京、開灤、新汶、徐州、兗州、淄博、義馬、華亭、鶴崗、雙鴨山、臨沂、七五等局礦）煤科總院北京開采所相關科研成果及在沖擊地壓方面所做的工作部分實驗室設備2.2 沖擊地壓機理研究的進展“三因素”

20、機理強度弱化減沖機現2.3 沖擊地壓預測研究的進展沖擊危險性評價綜合指數法地質動力區劃數量化理論計算機模擬沖擊危險性預測鉆屑法微震法地音法電磁輻射法采動應力監測綜合指數法影響沖擊地壓的主要因素有地質方面的因素,也有開采技術方面的因素根據這些沖擊地壓影響因素的分析，確定采掘工作面周圍采礦地質條件的每個因素對沖擊地壓的影響程度，以及確定各個因素對沖擊地壓危險狀態影響的指數，將其綜合起來，就可以形成沖擊地壓危險狀態等級評定的綜合指數法，從而為沖擊地壓的治理打下基礎。2.3 沖擊地壓預測研究的進展Wri為地質因素、開采因素確定的沖擊地壓危險指數；Wimax 為表中第i個地質或開采因素的中的最大指數值;

21、wi為分析地點周圍第i個地質或開采因素的實際指數；n1、 n2分別為地質因素、開采因素的數目 2.3 沖擊地壓預測研究的進展Wr=maxWr1 ,Wr2 Wr 為某采掘工作面的沖擊地壓危險狀態等級評定綜合指數。這樣就可以圈定評價區域沖擊地壓危險程度及危險等級。缺點：量化標準人為制定，量化易受打分者感情的控制，量化常憑經驗進行。因此，量化的結果很難做到客觀、精確、可靠。 2.3 沖擊地壓預測研究的進展地質動力區劃法地質動力區劃是地質動力學的一個新分支，它基于板塊構造學說，根據地形地貌的基本形態和主要特征決定于地質構造形式的原理，通過對地形地貌的分析，查明區域斷裂的形成與發展，綜合應用地應力測量、

22、數值分析和模糊推理等技術手段，查明影響沖擊地壓發生的各種因素。 地質動力區劃方法把礦區活動構造體系、采礦工藝過程和沖擊地壓的發生看作是一個動態體系，建立地質動力區劃決策支持系統。 2.3 沖擊地壓預測研究的進展結果輸出可視化系統地質動力區劃地應力測量活動構造劃分活動性評價巖體應力分析地質鉆孔實驗研究確定構造形式建立地質模型應力量值和方向最大主應力應力梯度頂板巖性煤質巖性樣本煤質樣本形成多因素數據庫概率預測方法多因素模式識別地質動力區劃工作流程圖地質動力區劃斷塊劃分比例范圍序號查明斷塊構造所用的地形圖比例尺斷塊構造部分斷塊級別地形圖比例尺1巨大斷塊1：4000萬2巨大斷塊1：2500萬3巨大斷塊

23、1：1200萬4巨大斷塊1：600萬5斷塊1：250萬6斷塊1：100萬7斷塊1：20萬1：10萬8斷塊1：5萬1：2.5萬9斷塊1：1萬10斷塊1：50001：2000某礦級斷塊圖某礦4煤層頂板最大主應力圖某礦2煤層頂板構造應力區劃分數量化理論方法數量化理論是多元分析的一個重要分支，是專門處理定性數據的有力工具，它以0和1標記反應值，運用多元分析的原理和方法揭示事物的內在規律。數量化理論根據變量在研究問題中所處的地位的不同，可以把變量分成說明變量（自變量）和基準變量（因變量）兩種。變量又可分為定量變量和定性變量。對于定性變量及其數據，設法按某一合理的原則，實現向定量方面的轉化，并以得到的定量

24、數據為基礎進行評價或分類等研究，就是數量化理論的內容和目的。評價項目和類目的設置變量稱為項目，項目的不同取值 稱為類目沖擊危險性中，19個評價項目，共47個類目2.3 沖擊地壓預測研究的進展沖擊危險性評價項目類目設置表X4煤層脆性項目類目項目類目X1 煤的沖擊傾向性C11弱沖擊傾向性C12中等沖擊傾向性C13強烈沖擊傾向性X11斷層情況C11.1 斷層落差較大C11.2 斷層落差不大或沒有X2 煤層賦存狀況C21較穩定C22不穩定X12褶曲情況C12.1 褶曲起伏較大C12.2 褶曲起伏不大或沒有X3煤層傾角C31近水平煤層C32緩傾斜煤層C33傾斜煤層C34急傾斜煤層X13水平構造應力C13

25、.1 水平構造應力較高C13.2 水平構造應力中等C13.3 水平構造應力較低C41 20 C42 20X14開采方法C14.1 綜放開采或大采高開采C14.2 分層開采C14.3 其他X5煤層厚度C51薄煤層C52厚及中厚煤層C53特厚煤層X15支承壓力影響范圍C15.1 30mC15.2 30mX6 煤層埋深C61 500mC62 500m700mC63 700mX16煤柱影響C16.1 影響較大C16.2 無或影響較小X7老頂脆性 C71 20 C72 20X17開采布置、推采方向、開采程序等造成的應力集中C17.1 應力集中程度較高C17.2 應力集中程度中等C17.3 應力集中程度較

26、低X8老頂厚度C81 20mC82 20mX18 發生位置C18.1 工作面C18.2 巷道C18.3 工作面和巷道X9頂板沖擊傾向性C91 弱沖擊傾向性C92中等沖擊傾向性C93強烈沖擊傾向性X19 打眼、放炮、割煤、等誘發作用C19.1 受誘發作用影響程度較高C19.2 受誘發作用影響程度較低X10底板巖石性質C10.1底板堅硬C10.2底板松軟通過建模及計算，將樣本值與評價值比較：甲煤礦沖擊危險性等級確定表分級各危險等級中心坐標距中心坐標距離（采取防治措施前）距中心坐標距離（采取防治措施后）1級V1(0.39，-0.28，-0.72，0.37)0.300.242級V2(0.32，-0.3

27、6，-0.96，0.24)0.350.223級V3(0.24，-0.12，-0.83，0.22)0.200.224級V4(0.24，-0.21，-0.95，0.47)0.230.095級V5(0.14，-0.23，-0.85，0.32)0.100.176級V6(0.10，-0.35，-0.78，0.34)0.190.27從表可以看出，防治措施未采取時，評價區域的得分坐標與5級沖擊危險性的中心坐標距離最近，因此屬于強沖擊危險。而采取防治措施后，評價區域的得分坐標與4級沖擊危險性的中心坐標距離最近，因此屬于中等沖擊危險。評價結果表明解危效果不好，應進一步采取防治措施 乙煤礦沖擊危險等級確定表分級各

28、危險等級中心坐標距中心坐標距離（采取防治措施前）距中心坐標距離（采取防治措施后）1級V1(0.39，-0.28，-0.72，0.37)0.550.472級V2(0.32，-0.36，-0.96，0.24)0.340.243級V3(0.24，-0.12，-0.83，0.22)0.470.324級V4(0.24，-0.21，-0.95，0.47)0.320.305級V5(0.14，-0.23，-0.85，0.32)0.400.306級V6(0.10，-0.35，-0.78，0.34)0.480.41從表可以看出，防治措施未采取時，評價區域的得分坐標與4級沖擊危險性的中心坐標距離最近，因此屬于強沖擊

29、危險。防治措施實施后，評價區域的得分坐標與2級沖擊危險性的中心坐標距離最近，因此屬于弱沖擊危險。評價結果表明防治效果較好，措施得當微震監測法微震是在礦山條件下，煤巖體在受力變形過程中以較低頻率（f100Hz）震動波形式釋放變形能所產生的震動效應。微震法就是記錄采礦震動的能量，確定和分析震動的方向，對震中定位來評價和預測礦山動力現象。微震監測系統的主要功能是對全礦范圍進行監測。其原理是利用井下拾震儀站接收的直達P波起始點的時間差，在特定的波速場條件下進行二維或三維定位，以判斷破壞地點，同時利用震相持續時間計算所釋放能量和震級，并標注采掘工程圖和速報顯示給生產指揮系統，以及時采取措施。微震監測已成

30、為礦山地震預報的重要手段，目前南非、波蘭、捷克和加拿大等國已形成了國家型礦山地震監測網，并在沖擊地壓預測預報中得到了廣泛應用。2.3 沖擊地壓預測研究的進展微震監測法波蘭的AREMIS/M系統具有較強監測和定位的功能，對微小震動事件的監測和定位精度高等優點是常規地震儀所無法達到的。由于波蘭在煤礦微震監測技術、設備研發及數據處理上具有20余年的實踐經驗，軟硬件系統具有較好的實用性，是目前世界上最為先進煤礦用大范圍微震監測系統。AREMIS微地震監測系統主要是全礦井大范圍沖擊地壓災害監測系統，可以實現對微地震信號的定位與處理，并在此基礎上預測沖擊地壓災害的發生。其優點在于：是用于沖擊地壓監測的專用

31、設備定位精度高，誤差較小專業處理軟件可實現對微震動與微地音的各種參量的準確分析與處理2.3 沖擊地壓預測研究的進展微震監測法ARAMIS M/E微震監測系統有三部分組成：由ARAMIS WIN軟件（震動定位和震動能量計算）和HESTIA軟件（沖擊地壓危險性評價）組成的數據后處理部分。地面微震監測系統：該部分包括：地面SP/DTSS信息收集站，信息傳輸系統（DTSS），OCGA數字信號接受裝置、配備GPS時鐘的ST/DTSS傳輸系統控制模塊、主通道切換模塊以及SR 15-150-4/11 I型配電裝置，數據傳輸采用無線信息傳輸，地面共布置4個微震監測分站。井下微震監測系統包括SN/DTSS信息發

32、射站， SPI-70地震檢波器以及NSGA震動信號發射裝置，數據傳輸采用有線信息傳輸。可以對礦井沖擊地壓危險程度進行評估。2.3 沖擊地壓預測研究的進展ARAMIS M微震監測系統示意圖 ：井下監測站 ：地面監測站華豐煤礦微震監測拾震器布置圖震動事件波形圖使用ARAMIS /M微震監測系統在華豐煤礦的監測結果采動應力監測系統 （KMJ-30采動應力監測系統）主要監測在工作面推進過程中，煤巖層受采動影響的應力變化規律。通過合理布設測點（壓力傳感器、振動傳感器），實時監測采動面縱向、橫向等的應力變化規律，并進一步對沖擊地壓的危險性進行預測和評價。 地面中心站的PC機通過撥號的方式對采動監測分站的數

33、據進行接收并實時存儲、顯示、打印。如果需要可以對礦區地面計算機以C/S或B/S方式進行組網，通過網絡察看應力變化曲線和分析的結果。 2.3 沖擊地壓預測研究的進展KMJ-30采動應力監測系統結構圖礦用本安型KMJ-30采動應力監測系統主 機礦用本安型KMJ-30采動應力監測系統電話交換機與供電電源地面處理軟件主控界面礦用本安型KMJ-30采動應力監測系統鉆孔應力計安裝示意圖應力等值線圖 2.4 沖擊地壓防治研究的進展防范措施合理的開拓布置和開采方式開采保護層解危措施深孔斷頂爆破煤層卸載爆深孔斷頂爆破基本原理實踐表明，造成大面積來壓和沖擊地壓的主要原因是由于頂板堅固難冒，煤層也很堅硬，形成頂板-

34、底板-煤體三者組合的剛度很高的承載體系。具有聚集大量彈性能的條件，一旦承載系統中巖體載荷超過其強度，就發生劇烈破壞和冒落，瞬時釋放出大量的彈性能，造成沖擊、震動和暴風。巖石越堅硬，剛度越大，塑性越小，相對脆性就高，破壞時間短促，大面積頂板來壓的危險性就大，而浸水后，巖石塑性增加，積聚彈性能的能力減弱。針對這一現象，可以通過在頂板順槽對頂板進行爆破，人為地切斷頂板，進而促使采空區頂板冒落，削弱采空區與待采區之間的頂板連續性，減小頂板來壓時的強度和沖擊性。此外，爆破可以改變頂板的力學特性，釋放頂板所集聚的能量，從而達到防治沖擊地壓的發生的目的。2.4 沖擊地壓防治研究的進展炮孔布置示意圖（a）垂直

35、工作面推進方向（b）沿工作面推進方向2.4 沖擊地壓防治研究的進展深孔爆破斷裂頂板效果（煤體相對應力監測結果）2.4 沖擊地壓防治研究的進展沖擊地壓發生機理至今尚不完全清楚?沖擊地壓預測與防治的有效性有待提高!我國沖擊地壓日趨嚴重!沖擊地壓尚未引起足夠重視!沖擊地壓的研究投入少!共同努力，控制沖擊地壓災害!3、問題與結語第三講 沖擊地壓技術規范1、我國現有沖擊地壓規范（標準）煤層沖擊傾向性分類及指數的測定方法（MT/T174-2000）巖層沖擊傾向性分類及指數的測定方法（MT/T866-2000）沖擊地壓煤層安全開采暫行規定(1987)沖擊地壓預測和防治試行規范(1987)煤礦安全規程（2007，最新版） 煤炭生產技術及裝備政策導向