今后要进一步研究深部煤炭开采中上覆岩层整 体弯曲带中三维宏观应力场的时空分布规律,探索长 壁工作面在不同采场结构参数和不同开采方法条件 下的采动应力场在上覆岩层弯曲带和断裂带中分布 与转移特征，研究直接顶和基本顶在裂隙与垮落过程 中的应力变化特征，研究煤柱和巷道围岩中采动支承 压力分布规律和位移变形的变化规律,揭示煤岩动力 灾害的采动效应机理。研究煤层厚度、工作面长度与 推进速度等参数对基本顶和直接顶破断与垮落过程 的影响规律,探索不同层位关键岩层的破断形式、影 响范围、瞬间能量释放和传播的岩体动力学效应，得 到坚硬顶板第1次裂断或周期性裂断时的能量释放 特征。探索局部动力灾害的耦合效应、激增机制及诱 发顶板与巷道整体动力失稳的互馈效应与触发条件， 建立考虑覆岩结构局部动力破坏与支护体系互馈作 用的覆岩空间运动及变形的理论模型和调控方法。

　　3. 4煤矿冲击地压的监测预警技术与综合防治方法

　　近年来我国在冲击地压监测预警技术方面取得 了长足进展些高技术含量的监测设备被引入到冲 击地压的监测预警中来。目前,我国煤矿监测预警冲 击地压的主要方法有矿压观测法、钻屑法、顶板动态 仪、钻孔应力测量法、电磁辐射法、地音法、微震法、地 震CT技术、电荷感应监测技术。从物理本质分类， 矿压观测法、钻屑法、顶板动态仪、钻孔应力测量法属 于基于岩石力学原理的直观接触式监测方法，主要以 监测冲击地压发生前围岩变形、离层、应力变化、动力 现象等特征为主;而电磁辐射法、地音法、微震法、地 震CT技术、电荷感应监测技术属于地球物理方法。 地音和微震都是的监测煤岩破裂时的震动效应，区别 在于各自接收震动事件的频率范围不同。地音接收 高频低能事件，而微震接收低频高能事件。电磁辐射 法和电荷感应监测技术主要是测量煤岩体内应力集 中程度，地震CT技术是通过声发射来反演煤岩体内 的应力分布图像。在上述各种方法中，钻屑法、微震 法和地音法是较常用的冲击地压监测手段。钻屑法 由德国首先提出，我国《冲击地压煤层安全开采暂行 规定》和《煤矿安全规程》都将钻屑法作为确定冲击 危险程度和采取措施后的效果检验方法。微震法和 地音法在我国一些冲击地压灾害严重的煤矿都已应 用，如新汶华丰矿、徐州三河尖矿、义马千秋矿和抚顺 老虎台矿等。

　　窦林名研制了 Seicom分布式广域网微地震监测 系统和KJ -100顶板离层遥测监控系统,并进 行了矿震远程监测系统的建设，可以在实验内和监测 矿井同时分析实测数据。姜福兴自行研制了 "震动 场-应力场体化监测预警系统2],通过微震监测 技术监测煤岩体在变形和破坏过程中，裂纹产生、扩 展、摩擦时内部积聚的能量以应力波的形式释放，产 生微震事件,借助专业化的数据处理软件，能够实现 在三维空间中实时准确地确定岩体中微震事件发生 的位置、量级，从而对煤岩体的变形破坏的活动范围、 稳定性及其发展趋势做出定性、定量评价，确定危险 区域;通过监测采动应力变化，比较不同时刻每个测 点的相对应力的变化量和应力梯度等值线的变化，可 以评价冲击危险性和冲击危险区域。这种具有我国 自主知识产权的"震动场-应力场体化监测预警 系统，同时监测微地震定位和采动应力的变化，目前 在我国60多个煤矿应用，已经成为实时冲击危险性 预警的主要手段。该多指标预警系统在原理上优先 于单指标的在原理上优先于波兰的ARAMIS MPE微 震监测系统，并实现了远程数据传输和实测数据分 析。天地科技股份有限公司采矿所也开展了采用便 携式微震仪对解危效果井下检验的尝试B2-33。

　　由于冲击地压发生机理的复杂性,冲击危险的前 兆信息及多参量监测判别技术正逐渐成为冲击地压 主要监测预警模式，其原理如图2所示。应当指出， 不同监测系统的监测原理不同，监测对象、有效精度、 监测范围也不同，如何从这些前兆信息中判别得出的 正确的预警结果仍有很长的路要走。例如义马千秋 煤矿虽然安装了 ARAMIS、ESG微震监测系统和KBD -5、KBD -7电磁辐射仪等监测设备,但还是未能对 2011年发生的"11 .3"冲击地压事故做出预测预报。

　　冲击地压的防治技术可概括地分为3种:一是采 用采矿优化设计方法以避免冲击地压的发生,包括优 化开拓布置、解放层开采、无煤柱开采、预掘卸压巷、 宽巷掘进、宽巷留柱法等；二是对已具有冲击危险的 区域进行解危，避免高应力集中和改善煤岩体介质性 质以减弱积聚弹性能的能力，包括顶板深孔爆破、煤 层卸载爆破、煤层高压注水、大孔卸压法、定向水力压 裂法、高压水射流切槽、断底爆破法、预掘卸压硐室、 煤层高压水力压裂、底板切槽法等；三是采用更有效 的支护方法，通过增大支护强度或改善支护方式以提 高支护体抵抗冲击的能力，这是_种被动防护方法， 如冲击震动巷道围岩刚柔蓄能支护法、高预应力、强 力锚杆U型钢支护法、门式液压支架（或垛式液压支 架）法、恒阻大变形锚杆（索）支护法等。应当指出， 开采设计优化方法是从源头上消除应力高度集中，降 低冲击地压危险的一类方法，目前许多冲击地压矿井 由于在开采设计阶段没有考虑开采中的应力叠加和 集中问题,从而造成了后期开采生产中出现了孤岛煤 柱开采和上覆煤柱下方开采的局面，如果通过巷道布 置优化和保护层开采等开采设计优化手段可达到消 除应力多次叠加产生的应力高度集中的目的。

　　冲击地压的技术管理体系和防冲工作流程设计 也十分重要，如山东能源集团制定了严格的冲击地压 矿井和严重冲击地压煤层开采生产中的8项管理规 定:开采前进行冲击地压危险性评价、开采设计方案 优化、开采前的防冲预处理、开采过程中的监测预警、 开采过程中的危险区解危、解危效果检验、冲击地压 工作面的安全管理、冲击地压防治经验的总结，建立 了防冲''三个体系和一个流程"即组织体系（防冲人 员）、技术体系（技术、装备投入）、管理体系（相关防 冲管理制度）和闭环式的工作流程，在技术体系中， 重点要做到危险区''三强"防冲技术，即强卸压、强监 测和强防护，取得了较好的防冲效果。

　　为满足深部煤矿冲击地压监测预警的重大需求， 深井冲击地压的监测预警理论、技术和手段均有待完 善。同时，国内外对冲击地压防治方法的机理研究滞 后于冲击地压防治的实践，因此对冲击地压等动力灾 害机理及防治方法的理论研究仍是今后冲击地压动 力灾害研究的长期目标。在装备预警监测设备的基 础上，从优化开采设计、改变采动应力场分布、改善局 部煤岩体性质等方面入手，研究深部煤矿冲击地压的 理论和冲击地压解危技术方法,建立适合我国煤矿深 部冲击地压综合防治的理论与技术体系，是最终实现 对冲击地压等煤岩冲击地压有效防治的重要保障。

　　4结 论

　　(1)煤矿冲击地压的本质是煤岩体系统由于采 矿活动在变形破坏过程中能量的稳定态积聚、非稳定 态释放的非线性动力学过程，根据失稳形式和失稳机 理对冲击地压进行分类，可分为：材料失稳型冲击、滑 移错动型冲击和结构失稳型冲击3种类型。

　　(2)煤炭开采中的冲击地压问题研究需要解决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，这些问题的解决有利于揭示冲 击地压的机理并提出行之有效的防治方法，保障煤炭 资源的安全高效开采。

　　(3)我国煤炭深部开采中冲击地压问题的研究 取得了_系列的研究成果，但仍需在深部煤层地质构 造特征、煤岩层空间结构与动力灾害的关系，深部开 采中的采场应力空间演化规律与致灾机理，冲击地压 防治方法的理论研究等方面做进一步的探索。