摘要:总结了我国煤矿冲击地压灾害发生的特点，分析了冲击地压、岩爆和矿震之间存在的联系 和区别，建立了煤矿冲击地压的3种力学模型:材料失稳型冲击地压、滑移错动型冲击地压和结构 失稳型冲击地压。提炼出煤炭开采中的冲击地压研究需要解决的4个方面的科学问题：地质赋存 环境对冲击地压的作用机制及量化分析方法、深部断续煤岩体的变形破坏规律和工程动力响应特 征、采动应力分布和能量场的时空演化规律与多因素耦合致灾机理、煤矿冲击地压的监测预警与防 治方法，总结归纳了近年来我国在冲击地压机理与防治技术方面的研究成果以及存在问题，指出了 今后我国煤矿提高冲击地压防治水平的努力方向。

　　关键词：冲击地压;煤炭开采;冲击地压分类；冲击地压防治;机理

　　State of the art review on mechanism and prevention of coal bumps in China

　　Abstract：The features of coal bumps happened in Chinese coal mines were described. The definition of terminology among coal bumps, rock bursts and mine tremors were discussed. The mechanisms of coal bumps were classified into three models. These are bounce failure of openings surrounding rock or coal, translatory burst of coal seam between roof and floor or slipping burst of geologic faults, and structure sudden destabilization of an entire pillar or massive strata around mining panels. Moreover, ,our key issues in research point of view for fully understanding and better controlling phenomena of coal bumps were discussed. These issues involve the geological conditions relevant to coal bumps and the quantitative analysis method, the properties and engineering behaviour of discontinuous rock masses under the dynamic loading, the multi-factor coupling interaction mechanisms between coal bumps and space-time distribution of mining-induced stresses and energy in mining disturbed region, and the monitor-detect prevention and control methods of coal bumps. Finally, significant development and existing problem in controlling coal bumps in China were reviewed, and recent trends and a path forward on control of coal bumps in future were also pointed out.

　　Key words： coal bumps； coal mining! classification of coal bumps I prevention of coal bump； mechanism

　　随着煤炭资源开采深度和开采强度的增加，矿井 冲击地压等动力灾害日益加剧，严重地威胁着煤矿开 采的安全10。据统计,1985年我国冲击地压煤矿有 32个，而2011年底,发生冲击地压的矿井就多达142 个，同时，全国有近50个矿井开采深度达到或超过 1 000 m;2006-2013年，先后有新汶、抚顺、华亭、北 京、义马、阜新、鹤岗、七台河、平顶山等煤炭生产企业 因冲击地压而导致的重大伤亡事故多达35次，造成 300余人死亡，上千人受伤。冲击地压的破坏程度也 呈增大趋势，仅2011 -11 -03发生在河南义马千秋 煤矿的_起冲击地压事故0就造成10人死亡,64人 受伤，直接经济损失2 748. 48万元。

　　统计分析表明，各种类型的矿井都有冲击地压发 生的报告,各类煤层都发生过冲击现象，地质构造从 简单到复杂，煤层从薄到特厚，倾角从水平到急倾斜, 砾岩、砂岩、灰岩、油母页岩顶板都发生过冲击地压。 开采深度最浅的只有157 m,2011 -03 -24神华新疆 有限责任公司乌东煤矿北采区发生冲击地压造成1 人死亡,2人受伤。但随着深部开采深度的增加，冲 击地压的频度和强度都在增加。从采煤方法来讲，长 壁、短壁、房柱式、放顶煤、分层开采等都发生过冲击 地压，从米煤工艺来讲，综米、普米、炮米、水米、水砂 充填等各种工艺也都发生过冲击地压。

　　煤矿冲击地压不仅危害程度大，影响面广，而且 是诱发其它煤矿重大事故的根源。冲击地压的发生 可能诱发瓦斯异常涌出、瓦斯爆炸等重特大灾害H。 2003年淮北芦岭煤矿"5 o 13"冲击地压诱发瓦斯爆 炸事故，造成84人死亡;2005年，o 14"阜新孙家湾 煤矿瓦斯突出就是因冲击地压诱发大量瓦斯涌出，进 而发生特大瓦斯爆炸，死亡214人;新汶华丰煤矿在 开采山西组4煤层过程中，频繁发生冲击地压，冲击 地压又导致顶板水的大量突出，在该矿工作面突水量 增大的次数与冲击地压发生的次数成正相关H。

　　我国是采煤大国,012年中国采出了 36.5亿t原 煤，占世界煤炭总产量的47. 5%,加之煤田地质条件的 复杂性，我国的煤矿冲击地压问题尤为突出。学术界 对煤矿冲击地压的机理和防治问题_直非常重 视5-7 ,2001年11月的175次香山科学会议、2010年 7月的中国科协51次新观点新学说"岩爆机理探索" 学术沙龙、2012年11月的中国工程院岩爆突水工程科 技论坛、2013年8月全国防治煤矿冲击地压高端论坛 等都把煤矿冲击地压问题作为重点探讨;2004年国家 自然科学基金委员会设立的重大项目"深部岩体力学 基础研究与应用"、2010年国家科技部设立的国家重 点基础研究发展计划（973计划'媒炭深部开采中的 动力灾害机理与防治基础研究"也是重点研究煤矿冲 击地压问题。但是由于问题的复杂性，目前对冲击地 压的机理和防治技术的研究还不够充分，需进行长期 艰苦的探索和实践才可能取得突破进展。

　　1冲击地压的界定与分类

　　1.1冲击地压的界定

　　冲击地压、岩爆与矿震6-9]是地下工程和采矿工 程领域常见的岩石动力破坏现象，但一直以来人们对 于冲击地压、矿震和岩爆等术语的理解仍不够清晰。 由于行业背景的差异，在我国水电交通隧道等行业将 这种现象称之为岩爆，而在煤矿和冶金等采矿行业称 之为冲击地压或矿震。全国科学技术名词审定委员 会审定公布的这3个术语的定义分别如下：

　　冲击地压是指井巷或工作面周围岩体，由于弹性 变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象， 常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。它具有很大 的破坏性，是煤矿重大灾害之一。

　　岩爆是指地下工程开挖过程中由于应力释放出 现围岩表面自行松弛破坏并喷射出来的现象。

　　矿震是指井巷或工作面周围煤岩体中突然在瞬 间发生伴有巨响和冲击波的震动但不发生煤岩抛出 的弹性变形能释放现象。

　　现在岩石力学界的部分学者认为冲击地压和岩 爆是同_岩石动力学现象，把冲击地压和岩爆作为同 义词合并,但有煤矿行业背景的学者并不认同这种观 点，这在2010年7月的中国科协51次新观点新学说 "岩爆机理探索"学术沙龙上讨论争论中表现得尤其 突出。

　　这种理解上的差异是由于行业对工程的要求不 同所产生的。在煤炭行业，由于井巷或工作面工程的 相对临时性和经济性要求，通常是可以容忍井巷或工 作面的围岩发生变形或破坏，只要围岩结构不失稳而 满足安全生产要求即可;而水电交通行业的隧道等地 下工程是百年大计，这些工程是不能容许围岩发生破 坏和产生大变形的。另外，采动应力的存在是煤矿等 矿业工程的一大特点，水电交通行业的隧道工程扰动 应力影响的范围和程度与煤矿采动引起的扰动存在 数量级别的差异。

　　冲击地压和岩爆的共同点是''在地应力高的岩 体中开挖硐室，由于围岩应力突然释放，岩块破裂并 抛出的动力现象"。差异在于,采矿工程中把这种动 力现象是否产生"破坏性"、是否成为"灾害"作为是 否发生冲击地压的标志。如果这种动力破坏没有成 为"灾害"、不影响安全生产，可以不予理睬，即可以 

　　不采取治理措施，否则就要采取治理措施。因此，煤 炭行业通常只把需要采取治理措施的岩石破坏动力 现象称为冲击地压。这种是否产生''破坏性"、是否 成为"灾害"的确定对采矿行业是十分必要的，因为 国家〈煤矿安全规程》和《冲击地压煤层安全开采暂 行规定》中对冲击地压矿井有特殊的防治要求，这将 直接影响煤矿企业的生产安全和经济效益。

　　另外国际上关于岩爆的定义也是多样的，有兴趣 的读者可参考文献1〇]。

　　矿震是在区域应力场作用下，受开采活动影响而 发生的_种诱发地震。矿震除了可由采矿活动引起 外，地面活动、采空区顶板冒落、煤层片帮、冲击地压 和岩爆等都有可能诱发矿震。尽管有许多矿震并不 造成灾害，但有些矿震可能会诱发冲击地压，反过来 强烈的冲击地压也能够引起矿震。