宋振骐-我国冲击地压研究现状及发展方向
国内煤炭领域专家名单
煤炭行业"653工程"第一批首席专家名单一、采矿工程领域（一）领域首席专家钱鸣高中国矿业大学中国工程院院士宋振骐山东科技大学中国科学院院士钟亚平开滦（集团）有限责任公司原总经理（二）各专业培训方向首席专家名单1. 高效高回收率采煤方法与技术黄福昌山东兖矿集团总工程师刘修源煤炭科学研究总院原副院长张东升中国矿业大学能源学院副院长2. 矿区绿色开采技术张宏伟辽宁工程技术大学资源与环境工程学院院长郭忠平山东科技大学资源与环境工程学院资源工程系主任3. 煤巷机械化掘进和支护技术潘玮煤炭科学研究总院太原分院科技产业中心总经理马念杰中国矿业大学（北京）教授、博导4. 井巷设计优化与施工新技术柏建彪中国矿业大学能源与安全工程学院教授、博导周英河南理工大学副校长5. 露天煤矿高效高回收率安全开采新技术才庆祥中国矿业大学能源与安全工程学院党委书记洪宇中煤能源集团公司副总经理6. "三下"采煤新技术张华兴煤炭科学研究总院北京开采所特采室主任郭惟嘉山东科技大学资源与环境工程学院院长7. 冲击地压煤层开采技术窦林名中国矿业大学矿山压力研究所所长齐庆新煤炭科学研究总院北京开采所采矿研究室主任8. 矿区循环经济理论与技术朱亚平徐州矿务集团副总经理、总工程师丁日佳中国矿业大学（北京）管理学院副院长9. 煤矿顶板事故防治新技术金智新大同煤矿集团公司总工程师段绪华华北科技学院副院长二、煤矿安全领域（一）领域首席专家张铁岗平顶山煤业集团中国工程院院士卢鉴章煤炭科学研究总院教授级高工周心权中国矿业大学（北京）教授、博导（二）各专业培训方向首席专家1. 煤矿安全管理（安全文化、管理体系、安全行为）景国勋河南理工大学校长助理张明安潞安矿业集团公司副总经理2. 矿井通风及瓦斯防治常心坦西安科技大学原校长胡千庭煤炭科学研究总院重庆分院副院长刘剑辽宁工程技术大学安全科学与工程学院院长3. 煤矿爆炸、火灾防治技术王德明中国矿业大学能源与安全工程学院院长朱红青中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院安全工程系书记张延松煤炭科学研究总院重庆分院工业防爆研究所所长4. 矿井水害防治武强中国矿业大学（北京）资源学院教授、博导5. 煤矿重大灾害应急救援技术周心权中国矿业大学（北京）教授、博导常文杰开滦集团有限公司副总经理6. 煤矿粉尘及职业病防治技术李德文煤炭科学研究总院重庆分院粉尘所所长马骏中国煤炭职业病研究所院长刘何清湖南科技大学能源与安全工程学院资源工程系主任三、煤矿机电领域（一）领域首席专家孙继平中国矿业大学（北京）副校长赵衡山煤炭科学研究总院研究员宋秋爽中煤机械装备有限责任公司总经理助理（二）各专业培训方向首席专家1. 煤矿供电、综合保护及控制李长录煤炭科学研究总院抚顺分院副院长王崇林中国矿业大学信电学院院长谭国俊中国矿业大学信电学院教授2. 煤矿通信与信息化于励民平顶山煤业（集团）有限责任公司副总经理夏士雄中国矿业大学计算机学院院长郑丰隆山东科技大学信息与电气工程学院教授、博导3. 煤矿安全生产综合监控（含瓦斯监测监控）孙继平中国矿业大学（北京）副校长鲁远祥煤炭科学研究总院重庆分院测控技术研究所总工程师李景平北京瑞赛长城航空测控技术有限公司总经理曹茂永山东科技大学信息与电气工程学院院长4. 大功率综合机械化采煤成套装备张文祥安徽理工大学校长袁宗本山西晋城无烟煤集团原董事长、党委书记张世洪煤炭科学研究总院上海分院副院长李国平张家口煤矿机械有限公司副总经理王国法煤炭科学研究总院北京开采分院支架研究所所长5. 综合机械化掘进成套设备王虹煤炭科学研究总院副院长李炳文中国矿业大学矿山机械研究所所长6. 高可靠性带式输送机、提升与控制设备蒋卫良煤炭科学研究总院上海分院总经理刘春生黑龙江科技学院机械工程学院院长荆双喜河南理工大学院长7. 新型矿井辅助运输设备王喜胜煤炭科学研究总院太原分院常务副总经理姜汉军常州科研试制中心有限责任公司总经理刘传绍河南理工大学机械与动力学院教授8. 复杂煤层和薄煤层开采成套装备（短壁开采成套装备）刘东财铁法煤业集团总工程师毛君辽宁工程技术大学机械工程学院院长王步康煤炭科学研究总院太原分院副院长9. 矿井通风、排水及压风设备王振平兖州煤业股份公司副总工程师铁占续河南理工大学机械与动力工程学院副院长四、煤田地质与测绘领域（一）领域首席专家徐水师中国煤炭地质总局局长彭苏萍中国矿业大学（北京）研究生院副院长（二）各专业培训方向首席专家1. 煤炭地质勘查与资源评价管理张群煤炭科学研究总院西安分院副院长曹代勇中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院副院长2. 矿井安全高效地质保障系统技术彭苏萍中国矿业大学（北京）研究生院副院长程爱国中国煤炭地质总局地质处处长李恒堂煤炭科学研究总院西安分院地质所所长3. 煤层气地质理论与开发技术张新民煤炭科学研究总院西安分院首席专家贺天才晋城煤业集团总工程师赵阳升太原理工大学矿业工程学院院长4. 矿山测量新技术高井祥中国矿业大学环境与测绘学院教务处长五、煤炭洁净利用及矿区环保领域（一）领域首席专家赵跃民中国矿业大学副校长刘炯天中国矿业大学化工学院院长杜铭华煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院院长（二）各专业培训方向首席专家1. 高效选煤技术刘峰煤炭科学研究总院唐山分院院长周少雷中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司总经理沈丽娟中国矿业大学化工学院资源与环境工程系系主任2. 煤炭物理加工技术任瑞晨辽宁工程技术大学资源与环境工程学院系主任徐志强中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院系副主任3. 煤的化学转化技术金嘉璐神华集团煤液化研究中心副主任俞珠峰煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院副院长王永刚中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院副院长4. 矿区环境污染机理及防治技术韩宝平中国矿业大学环境与测绘学院院长高亮煤炭科学研究总院杭州环境保护研究所所长。
冲击地压
3小结 小结
1．在缓倾斜煤层条件下，采场两侧支承压力 的差异随煤层倾角增加而扩大。在一定采深的 “充分采动”长度范围内，差异扩大的幅度与 工作面长度成正比。 2．谢桥矿现采工作面倾角较小，采场两侧支 承压力分布的差异不大，支承压力预测计算仍 按近水平煤层条件考虑。
4关于重大事故控制的合理采场布署问题
冲击地压案例（鹤岗峻煤矿） 分析研究
中国科学院院士 全国政协委员
宋振骐 教授
1、倾斜煤层工作面两端支承压力的差异 、
缓倾斜煤层(倾角α>0) ,采场推进作用在四周煤壁前 方的支承压力与水平煤层条件下的差异如下： ⑴煤层倾斜出现层面方向的分力，相同移动岩层重量 条件下，垂直作用在煤层上的支承压力小于水平煤层条件； ⑵工作面推进作用在两侧的支承压力不等，下侧（运 输巷或倾斜下方）支承压力（总值）高于上侧。
1．实现采掘工作面同方向推进，前后上山分 别出掘进煤和回采煤的“双上（下）山采区布 置”方案，并尽可能的扩大工作面推进长度。 2．采用双翼开采时，接续工作面风巷开掘的 时间必须保证在上区段开采，覆岩运动和支承 压力稳定之后开掘巷道，必要时可以采取跳采 接续的方案。
3．采用工作面跳采接续方案时，应保证工作面长度大 于上下区段工作面支承压力高应力区间的相互重叠。 在谢桥矿现有煤层开采条件下,跳采工作面（“孤岛工 作面”）长度应不小于150～200m范围。 4．全力实现上煤层无煤柱（保留内应力场小煤柱）开 采，避免在上部煤层开采预留煤柱的支承压Байду номын сангаас影响的 区间开掘和维护下部煤层的巷道和掘进回采工作面。
⑻冲击破坏特点：工作面上端处于高应力区的回风 巷道中，50m～80m范围内底煤鼓出阻塞巷道，造 成8人死亡的重大事故。地面发生强烈震动。下巷 是应力集中区，未出现破坏，工作面无冲击破坏现 象。 ⑼原因分析 三面采空，支承压力叠加压缩弹性能达到发 生冲击的数值。
我国煤矿冲击地压的研究现状：机制、预警与控制
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.34 No.11 Nov.，2015
陈宗基讲座
我国煤矿冲击地压的研究现状： 机制、预警与控制
姜耀东 1 2，赵毅鑫 1
， ，3
[2-3]
2
冲击地压机制研究
2.1 煤矿工程特点与冲击地压分类 冲击地压、岩爆与矿震[7-8]是地下工程和采矿工 程领域常见的岩石动力破坏现象，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。 应当指出，采矿行业的井巷工程和水电交通行 业的隧道等地下工程由于工程性质的不同，对围岩 稳定性的控制措施的要求是存在差异的。隧道等地 下工程是百年大计，这些工程在完成后是不能容许
(1. 中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083；2. 中国矿业大学 力学与建筑 工程学院，北京 100083；3. 中国矿业大学 资源与安全工程学院，北京 100083)
摘要：从机制研究、预警技术和防治方法 3 个方面出发，概述我国冲击地压研究现状。从地质赋存条件与冲击地 压相互作用机制、采动应力和能量场时空演化规律与致灾机制、覆岩空间结构与冲击突出触发机制等方面阐述近 年来我国冲击地压机制研究的热点问题及相关成果；介绍冲击地压监测预警系统的主要技术体系，包括“震动场– 应力动态”一体化监测预警系统、冲击危险预测与监测预警体系、ZOS 矿用分布式微震监测系统、无线冲击地压 实时监测预警系统和冲击地压电荷监测技术；探讨快速让位吸能防冲支护技术、新型恒阻大变形锚杆(索)支护技术、 基于应力控制的冲击地压区域防范技术体系对冲击地压的防治作用及其在大同、义马等矿区的应用情况。 关键词：采矿工程；冲击地压；机制；监测预警；防治 中图分类号：TD 32 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2015)11–2188–17
国家能源局领导视察河南煤层气地面抽采项目等
国家能源局领导视察河南煤层气地面抽采项目等作者：来源：《决策探索》2012年第08期国家能源局领导视察河南煤层气地面抽采项目3月24日上午，国家能源局副局长吴吟一行到河南省煤层气公司九里山煤层气地面抽采项目视察调研。
河南省发改委副主任、能源局局长常建华，能源局副局长李迎，河南煤化集团董事长、党委书记陈祥恩，河南省煤层气公司董事长、党委书记于顺德，总经理王思鹏，党委副书记韩俊义，副总经理冯立杰、郭启文等陪同调研。
吴吟一行首先听取了九里山煤层气地面抽采项目进展情况汇报，对项目取得的进展表示肯定，他说，能够把休眠的老井通过新技术重新激活，非常了不起。
要总结经验、完善技术，尽快推进，连片开发，实现突破。
他指出，河南省煤层气公司克服困难，在煤层气地面抽采技术创新等方面取得了实质性突破，可喜可贺。
河南煤层气赋存条件复杂，如果能够实现成功，对于全国其他地区和其他矿种的开发具有十分重要的示范意义和带动作用。
希望河南煤层气公司再接再厉，尽快实现河南煤层气的商业化开发利用，为实现气化河南，改善能源结构作出积极贡献。
去年5月份以来，河南省煤层气公司牢固树立“以气为主、相关多元”的发展战略，在河南区域内陆续开展了义马耿村、鹤煤六矿、义煤孟津、焦作九里山等十几个煤层气地面抽采项目，采用了氮气压裂、新型多分支、硬管定向喷射、抽水抽气抽粉等八项重大钻井、压裂、排采高新技术，确保了项目工程的顺利推进。
九里山煤层气地面抽采项目自2010年开始施工，因多种原因停止排采进入休眠状态。
进入2012年以来，公司与科研院所合作，采用高科技手段，对两口井进行了精心规划、设计，经过3个月的排采，两口井成功激活，为焦作矿区瓦斯地面治理探索出一条新的道路。
（程凯）河南省煤矿双基建设推进会在平煤神马集团召开4月8日下午，河南省煤矿双基建设推进会在中国平煤神马集团职工休养院召开。
河南省人民政府副省长陈雪枫，河南省工信厅厅长杨盛道，河南省工信厅副厅长陈党义，河南省安监局党组成员、煤监办主任王连海，河南煤监局巡视员薛纯运，河南省能源局副局长李迎，平顶山市市长陈建生、副市长王宏景，集团董事长、党委书记梁铁山，总经理杨建国，副总经理于励民、刘银志，安监局局长杜波，以及各产煤省辖市煤炭管理部门主要负责人，河南省骨干煤业集团及其所属重点生产矿负责人等出席会议。
我国煤矿冲击地压的研究现状机制 预警与控制
背景
在我国，随着煤矿开采深度的增加，冲击地压的发生也越来越频繁。据不完 全统计，我国大部分煤矿都曾发生过冲击地压现象，尤其是东北、华北和华东等 地区的矿井尤为严重。冲击地压的发生不仅会对矿井的生产带来影响，还会危及 矿工的生命安全。因此，对冲击地压进行研究，预防其发生已经成为我国煤矿生 产过程中的一项重要任务。
3、强化冲击地压防治的管理措施。建立健全冲击地压防治的监管机制和激 励机制，提高煤矿企业的安全意识和主动性。加强培训和教育，提高矿工的安全 技能和应急处置能力。
参考内容二
一、引言
冲击地压是煤矿开采中一种常见的地质灾害，它是由地下岩石应力超过其强 度极限而引起的突然破裂现象。在冲击地压发生时，煤矿巷道和采煤工作面会受 到强烈的挤压和破坏，严重威胁煤矿的安全生产和矿工的生命安全。因此，对煤 矿冲击地压应力进行控制，对于保障煤矿的安全生产具有重要的意义。本次演示 将介绍煤矿冲击地压应力控制的理论与实践。
2、案例二：某矿采用合理的开 采顺序降低冲击地压风险
某矿在开采过程中，采用了上行式开采顺序，先采上层煤，再采下层煤。这 样做的好处是避免了因开采下层煤而引起的上层煤应力集中和冲击地压发生的风 险。同时，这种开采顺序还降低了矿井的涌水量和瓦斯含量，提高了矿井的安全 性。
3、案例三：某矿杂的过程，其发生与煤岩体的物理性质、地质 结构以及采掘活动等因素密切相关。在采掘过程中，煤岩体受到应力作用，产生 变形和破裂，最终导致冲击地压的发生。此外，地质结构也是影响冲击地压发生 的重要因素之一，例如褶曲、断层、煤层厚度变化等地质构造都可能促使冲击地 压的产生。
某矿在开采过程中，采用了预注水方法，通过增加煤体的含水量来改变其物 理力学性质。这样做的好处是降低了煤体的弹性模量和强度，从而降低了冲击地 压发生的可能性。同时，这种方法还可以起到软化煤体的作用，提高采煤效率和 质量。
我国煤矿冲击地压防治现状与难题
我国煤矿冲击地压防治现状与难题一、本文概述Overview of this article本文旨在深入探讨我国煤矿冲击地压防治的现状与所面临的难题。
冲击地压作为煤矿生产中常见且具有极大破坏性的地质灾害，对煤矿安全生产构成了严重威胁。
近年来，尽管我国在煤矿冲击地压防治方面取得了一些成果，但仍存在诸多亟待解决的问题。
本文将系统分析我国煤矿冲击地压防治工作的现状，包括已经采取的措施、取得的成效以及存在的问题。
文章还将重点探讨当前防治工作中面临的主要难题，如地质条件复杂、防治技术落后、管理体系不完善等，以期为我国煤矿冲击地压防治工作的进一步改进提供参考和借鉴。
This article aims to explore in depth the current situation and challenges faced in the prevention and control of coal mine rockburst in China. Rock burst, as a common and highly destructive geological hazard in coal mine production, poses a serious threat to the safety of coal mine production. In recent years, although China has made some achievements in the prevention and control of coal mine rockburst, there are stillmany urgent problems that need to be solved. This article will systematically analyze the current situation of coal mine rockburst prevention and control work in China, including the measures already taken, the results achieved, and the existing problems. The article will also focus on exploring the main challenges faced in current prevention and control work, such as complex geological conditions, outdated prevention and control technologies, and incomplete management systems, in order to provide reference and inspiration for further improvement of coal mine rockburst prevention and control work in China.二、我国煤矿冲击地压防治现状Current situation of coal mine rockburst prevention and control in China近年来，随着煤炭开采深度的增加和开采强度的提高，我国煤矿冲击地压问题日益突出，已经成为影响煤矿安全生产的重要因素。
浅谈煤矿冲击地压研究现状与应用
增 加 。 下 岩体 （ 括 煤 体 ） 于三 向高应 力 状 态 地 包 处 下 ， 能积 聚大量 的弹性 能 ， 可 于是 冲击 地压 的危 险
性 也在 逐步增 加 。原来 没有 发生 过 冲击地 压 的矿 井 ，现在也 开始 发生 ，原来 发生 过 冲击地 压 的矿 井， 现在 发生 的强度越 来越 大 ， 生 的次数 越 来越 发
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植 远远等 浅谈 煤矿 冲击地压 研究 现状与 应用
２０ ０ ８年第 １ 期
限性 ， 只有 综合 运用 才能使预 测工作 更 为完善 ， 其 方 法为采 用地质 动 力方法 、综合指 数和分 析方 法
（） ２ 刚度理 论 。刚度 理论 是 Ｃ ｏ ｏｋ等 人 由刚性
试验 机理 论 而得 到的 ，该 理论认 为 若试 验机 刚度 小于试 件后期 变形 刚度 时 ，则 发生 突然 的失 稳破 坏 。 于井下 矿柱 与 围岩 的关 系 ， 比拟 为试 件 与 对 可 试 验机 的关系 ，所 以矿柱 冲击 的发生 条 件可 以利 用试 件在试验 机上发 生突 然破 坏 的刚度 条件 作 比 较 ．即矿 山结 构 的刚度 大于矿 山负 载系 统 的刚度 是 发生 冲击 的必要 条件 。这一 理论 被称 为 刚度理 论。 刚度理论 只在矿 柱冲击 情况 下较 为适用 ， 于 对
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２０ ０ ８年第 １ 期
Hale Waihona Puke 能 源 技 术 与 管 理
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浅谈煤矿冲击地压研究现状与应用
檀 远远 。 李德 忠
（ 徽理工大学 资管系。 徽 淮南 ２ ２ Ｏ ） 安 安 ３ Ｏ １
冲击地压理论与技术653培训(第二讲我国冲击地压现状与的研究进展)
部分实验室设备
2.2 冲击地压机理研究的进展
“三因素”机理 强度弱化减冲机现
2.3 冲击地压预测研究的进展
冲击危险性评价
综合指数法 地质动力区划 数量化理论 计算机模拟
项目 X11断层情况 X12褶曲情况 X13水平构造应力
X14开采方法 X15支承压力影响范围
类目 C11.1 断层落差较大 C11.2 断层落差不大或没有 C12.1 褶曲起伏较大 C12.2 褶曲起伏不大或没有 C13.1 水平构造应力较高 C13.2 水平构造应力中等 C13.3 水平构造应力较低 C14.1 综放开采或大采高开采 C14.2 分层开采 C14.3 其他 C15.1 ≥30m C15.2 ＜30m
煤科总院北京开采所相关科研成果及在 冲击地压方面所做的工作
▪ 1981：开始“门头沟煤矿二槽煤冲击矿压防治 研究”
▪ 1986~1990：国家“七五”攻关项目“冲击 地压预测与防治”，成果获国家科技攻关奖
▪ 1991:进行地音和微震监测系统的国产化研究 并成功开发出MA0104E地音监测系统与BD4I型便携式矿用地音仪
乙煤矿冲击危险等级确定表
分级
1级 2级 3级 4级 5级 6级
各危险等级中心坐标
V1(0.39，-0.28，-0.72，0.37) V2(0.32，-0.36，-0.96，0.24) V3(0.24，-0.12，-0.83，0.22) V4(0.24，-0.21，-0.95，0.47) V5(0.14，-0.23，-0.85，0.32) V6(0.10，-0.35，-0.78，0.34)
宋振骐
宋振骐是我国著名的采矿工程专家，长期从事矿山压力研究，根据他提出的岩层运动理论，是防范煤矿顶板冒落、煤与瓦斯突出以及冲击地压、底板突出等重大矿井事故。
他用科学研究和生产实践相结合，建立和发展“实用矿山压力理论体系”，用于指导现场生产实践，为大幅度降低煤矿顶板等重大事故；在进行大量现场观测的基础上，掌握了丰富的矿山压力显现规律，研制了预测预报矿井顶板事故的方法和各种仪器，包括综合机械化采煤的支架工况监测系统，保证了煤矿高产高效和安全生产。
第一线深入煤矿生产第一线，建立并完善了以岩层运动为中心的矿山压力理论和研究方法体系，该理论体系把中国采场矿山压力研究从定性推向定量，把煤矿现场矿山压力和岩层控制从过去主要依靠统计经验决策，推进到针对具体煤层条件定量的发展阶段。
组建了中国高校第一个矿山压力研究所，主持并完成了包括“六五”、“七五”国家重点攻关项目等20多个项目的研究任务。
创造的“井下岩层动态观测研究方法”及成功研制的顶板动态仪等监测手段，以及顶板预测预报和顶板控制设计等计算机系统和软件，实现了理论和方法的统一。
主要能源煤炭是我国的主要能源，在能源结构中占70%左右。
当前，我国已探明的煤炭储量达9000亿吨，我国的石油、天然气及其他能源相对贫乏，因此，在相当长的时期内，煤炭在我国国民经济中占有特殊的地位，安全、经济、洁净地开采煤炭成为煤炭科技工作者任重道远的事业。
煤炭地下开采是在数百米乃至近千米的地下进行的，摸清矿山压力的分布进而提出矿山压力的控制措施的一整套理论和方法，是防范顶板冒落、煤与瓦斯突出以及冲击地压、底板突出等重大矿井事故的基础理论。
由于采场的不断推进，矿山压力在不断的变化之中，长期以来，用于针对这一工程特点的矿山压力理论尚不够完善。
宋振骐院士针对煤矿采场不断推进的工程特点，正确指出“矿山压力”及其“显现”在不断发展变化之中，其变化是有规律的，这个规律是由岩层运动决定的，从而提出矿山压力及其控制的理论应以研究上覆岩层运动为中心，把深入揭示矿山压力及其显现与上覆岩层运动间的关系放在核心地位的指导思想。
冲击地压发生机理及监测方法现状分析_许磊
(如 瓦 斯 、水 和 温 度 等 )引 起 的 应 力 ；R— — — 煤 体 与 围 岩 系 统 强 度 。
建立冲击地压力学模型如图 1 所示。
具 有 代 表 性 的 是 布 霍 依 诺[1]提 出 夹 持 煤 体 理 论 ，如 图 2 所
示。 这一理论认为，坚硬的顶板可将煤体夹紧，煤体夹紧阻碍了
似分析，提出一套力学计算方法，对能量理论的研究做了进一步
完善。
≥ ≥ ≥ ≥ α
dUE dt
+β
dUS dt
≥1
（2）
dUp
dt
其 中 ，UE— — — 围 岩 系 统 储 存 的 弹 性 能 ；US— — — 煤 体 储 存 的 弹
性 能 ；UP— ——消 耗 于 克 服 煤 体 与 围 岩 边 界 处 和 煤 体 破 坏 等 阻 力
斯突出、冲击地压事故死亡人数高达 28％。 由于冲击地压灾害具
有突发性、震动性和巨大破坏性等特征,一般会造成巨大的人员
伤亡和资源浪费。 因此对于冲击地压机理的研究以及准确监测
预报十分重要。
本论文研究冲击地压的发生机理及监测方法，这对于防治
冲击地压灾害的发生， 减少由耗的能量，就会发生冲击地压。 七十年代由布霍依诺、
布格尔特和里波曼所提出的能量率理论[3]。 较全面和完善地揭示
了 发 生 冲 击 地 压 时 的 能 量 过 程 ,用 (2)式 作 为 发 生 冲 击 地 压 的 能 量
判 据 ，(俄)И.М.佩 图 霍 夫[4]对 产 生 冲 击 地 压 时 的 能 量 结 构 做 了 类
1 冲击地压发生机理分析
地下岩体处在复杂与强大的自重应力、构造应力和开采附
加应力场中，地下赋存的煤体与岩体，在强大的应力作用下产生
浅谈我国煤矿冲击地压研究现状
浅谈我国煤矿冲击地压研究现状1、引言煤矿开采中的自然灾害众多，作为一种强烈的动压显现现象，冲击地压已成为威胁煤矿安全开采的重要灾害之一。
冲击地压是以抛出煤岩体的形式释放变形能，具有突发性和猛烈性的特点，会造成支架损坏、片帮冒顶、人员伤亡，伴随着巨大的响声和岩体震动可能诱发煤与瓦斯突出、煤层自燃发火、冒顶等次生灾害，造成更为严重的后果[1-2]。
冲击地压的监测与掌控问题相当复杂，而其造成的破坏又是相当巨大的，很多发达国家都由于其巨大的灾害性都选择了关闭冲击地压的矿井，而我国由于能源结构的问题，必须对冲击地压进行研究。
随着煤矿开采深度的增加，地质构造更加复杂，冲击地压的显现形式和破坏规模都有增大的趋势，目前对于冲击地压的研究过于离散化，难以形成一定的标准，使得冲击地压矿井尤其是新出现冲击地压的矿井难以选择合适的方法解决冲击地压问题。
因此，如何有效地预测和治理冲击地压已经成为制约我国矿山安全生产的一项亟待解决的难题[3-4]。
2、冲击地压的发生条件分析2.1 冲击倾向性煤层的冲击倾向性理论最早是由欧洲学者提出的，我国的科研工作者根据我国煤矿的实际资料选择了其中的弹性能、动态破坏时间和冲击能3个指数，同时又结合近年来我国煤矿的实际试验得出的单轴抗压强度总共4个指标作为冲击倾向性的指标，尤其对于顶板的岩层，还增加了弯曲能量指数[5-6]。
近年来，我国科研人员在冲击倾向性指标的前提下，又提出了通过冲击危险性系数来评价冲击地压发生可能性的方法，主要是又添加了煤体的受力状态，该方法也得到了众多专家学者的认可。
2.2 地质影响因素通过对国内有发生冲击地压矿井的大量资料的查阅，可以得出岩层条件是诱发冲击地压的主因，主要包括了坚硬厚层顶板、大倾角、煤厚变化及天然地震等，同时，地质构造也是诱发冲击地压的不可忽略的因素。
在煤矿的开采过程中，由于破坏了原有的应力平衡状态，使得应力重分布过程中弹性能得以突然释放，从而诱发冲击地压或矿震。
我国煤矿冲击地压防治技术研究现状及展望
我国煤矿冲击地压防治技术研究现状及展望摘要：冲击地压也叫作“岩爆”，冲击地压的出现主要是由于聚集在岩石中的弹性变形势能在特定的情况下发生突然的剧烈释放，最终导致的是岩石的爆裂并随着这种势能弹射开来。
与此同时，在岩石爆裂发生的同时，还会带有一定程度的震动。
冲击地压所带来的岩石爆裂现象而产生的震感不仅仅发生在岩石爆裂的瞬间，而是延续时间较长的震感。
如果在煤矿中出现冲击地压的情况，对于身处煤矿深处的工作人员是一种极大的安全威胁。
本文主要分析了煤矿的冲击地压的防治技术研究现状以及展望。
关键词：煤矿；冲击地压；防治技术；现状；展望地球自形成以来，一直处于不断运动和变化之中。
有些地质作用进行的非常迅速，在短时间内就可以发生急剧变化，如地震和火山爆发；有些地质作用却进行的非常缓慢，往往不易被察觉，如华北大平原根据钻探资料证实从第四纪以来，已下沉达1000多米。
许多自然现象证明：各种地质作用既有破坏性，又有建设性。
在破坏中进行新的建设，在建设中又同时遭到破坏。
而我们煤矿中就有这么一项地质运动—冲击地压，其会给开采带来危险，故消除其运动意义深远。
1影响冲击地压的因素1.1煤岩体的物理性质煤岩体的弹性、硬度和湿度等都是影响其发生冲击地压事故的重要物理性质。
岩体弹性的变形程度与能量聚集程度密切相关，在一定程度上可以表明发生冲击地压可能性的大小。
煤岩体的弹性变形程度大，发生事故的可能性就大。
在弹性变形小的煤岩体中，其变形大部分都是塑性变形，发生事故的可能性就大大降低。
此外，如果煤岩体中含有的水分较少，变形的能力就会增大，从而更容易积聚能量发生冲击地压事故。
1.2人为因素分析事故地点为强冲击危险区域，综放工作面防冲专项设计规定了人员管控措施。
事故发生前，班长违章指挥专职把口工兼干其他工作，工人违章进入工作面下巷人员管控区；跟班队长没有及时查处违章指挥、违章作业行为。
1.3地质构造冲击地压事故在复杂的地质环境下，比如断层、褶皱、煤层厚度发生改变等地应力较大的地方发生的概率比较大。
冲击地压的特征分析与治理措施
冲击地压的特征分析与治理措施赵国荣【摘要】通过对冲击地压的特征分析,阐述了对于不同机理冲击地压的处理措施及冲击地压的综合治理措施等问题.【期刊名称】《煤》【年(卷),期】2010(019)007【总页数】2页(P85-86)【关键词】煤矿;冲击地压;机理;防治【作者】赵国荣【作者单位】双鸭山矿业集团公司,集贤煤矿,黑龙江,双鸭山,155100【正文语种】中文【中图分类】TD3241 冲击地压的特征分析冲击地压是矿山压力的一种显现形式，是矿山采动或采掘工作面扰动诱发高强度的煤(岩)变形能瞬时释放，在相应采动空间引起围岩突然破坏，并产生震动和挤出的现象，是煤矿生产中常见的重大灾害。
冲击地压将造成人员伤亡和设备损坏，其破坏位置不仅可以发生在工作面现场，而且可能波及巷道、硐室，特别是存在高应力集中的空间部位。
冲击地压最主要的特征是突发性、瞬时震动及破坏性。
近年来随着开采深度增加，冲击地压事故频繁发生。
2003年5月3日20点36分，抚顺老虎台煤矿因冲击地压引发3.3级矿震。
当时在井下作业的矿工因躲避不及而在井下遇险，其中2人当场死亡，1名矿工经抢救无效死亡，其余的9名伤员从井下被救上来后，3 m多高工作面只剩下几十厘米。
2004年4月1日9点5分，四川绵竹天池煤矿1#井发生冲击地压事故，井内5名正作业的矿工全部被埋。
经过14个小时生死营救，虽然 5名被埋矿工全部脱险，离生命极限仅仅还有1个小时。
2005年2月14日辽宁阜新矿业(集团)有限责任公司孙家湾“2·14”矿难导致214名工人死亡。
事故直接原因是冲击地压造成工作面风道外段大量瓦斯异常涌出，风道里段掘进工作面局部停风造成瓦斯积聚，致使回风流中瓦斯浓度达到爆炸界限。
工人违章带电检修照明信号综合保护装置，产生电火花引起瓦斯爆炸。
我国煤矿冲击地压的突出特点是类型多样、条件复杂及发展趋势严重。
冲击地压发生前一般没有明显的宏观前兆，其主要诱发因素如放炮、顶板来压期间、回柱(移架)等。
冲击地压的研究现状
冲击地压的研究现状冲击地压作为岩石力学的重大难题之一，冲击地压的发生和进展进程是一个很难用数学手腕模拟的动力失稳进程，而煤(岩)体本身是非均匀的各向异性体，因此冲击地压的研究十分缓慢。
由于各国学者在对冲击地压现场调查研究及实验室研究的基础上，接踵提出了一系列的理论，依照现代力学观点在对冲击地压不同角度提出了一系列的重要理论，要紧有以下几种:强度理论、刚度理论、冲击偏向性理论能量理论和断裂、损伤理论等。
其中较早的理论为强度理论，该理论初期以为，冲击地压是煤岩局部应力超过强度而发生的，并对煤岩体形成应力集中的缘故提出了各类假说，如压力拱理论和悬壁梁理论等，这一理论称为冲击地压的强度理论。
强度理论进一步进展为近代强度理论，以“矿体一围岩”系统为研究对象，考虑了系统的极限平稳。
刚度理论是由Cook 等人在60年代依照刚性压力机理论而取得的。
以为试件的刚度大于实验机构的刚度时，破坏是不稳固的，煤岩呈现突然的脆性破坏[12]。
70年代，Black 将矿柱视为矿山结构的刚度大于矿山负荷系统(围岩)的刚度是产生岩爆的必要条件。
依照现代力学观点，冲击偏向性理论是指煤岩介质产生冲击破坏的固有能力或属性。
煤岩体冲击偏向性是产生冲击地压的必要条件。
冲击偏向理论是波兰和前苏联学者提出的，我国学者在这方面做了大量的工作，提出用煤样的动态破坏时刻(t D )、弹性能指数(ET W )及冲击能量指数(E K )三项指标综合判别煤的冲击偏向的实验方式，提出了两个冲击偏向胜指标：弹性能指数ET W 、冲击能量指数E K 。
弹性能指数计算方式是对煤层进行单轴紧缩实验，达到峰值的80%一90%时再卸载，弹性能量为P S Φ，损失能量为T S Φ，那么弹性能指数为： TP ET S S W ΦΦ= 冲击能量指数是利用煤的全进程应力应变曲线，设峰值前的面积为s F ，峰值后的面积为X F ，那么冲击能量指数为： XS E F F K = 以为当这两个冲击偏向性指标大于某个值时，就会发生冲击地压，这一理论称为冲击偏向理论。
冲击地压机理及防控现状与发展研究
冲击地压机理及防控现状与发展研究发布时间：2022-09-02T05:53:18.583Z 来源：《工程建设标准化》2022年5月9期作者：刘慎修[导读] 冲击地压在煤矿开采作业中具有高发性，属于动力灾害，而且破坏性较强。
刘慎修单县丰源实业有限公司山东省菏泽市 274330摘要:冲击地压在煤矿开采作业中具有高发性，属于动力灾害，而且破坏性较强。
一旦发生冲击地压，必然会对井下作业人员的生命安全造成较大的威胁，还会破坏井下各种构筑物及仪器设备，带来巨大的经济损失。
因此针对冲击地压灾害应做好预防工作。
针对冲击地压产生的原因进行分析，并采取具体的措施做好防范工作，降低或避免冲击地压发生的机率，为煤矿安全生产作业提供重要的保障。
关键词：煤矿产业；冲击地压地质灾害；防治技术中图分类号：TD324 文献标识码：A引言随着近年来社会经济水平和科学技术的稳定发展，煤矿领域中开采技术和灾害防治问题也成为了社会研究和关注的重点。
在此期间，煤矿冲击地压地质灾害也成为了关注度最高的技术手段之一。
在采矿工作推进期间，为确保冲击地压地质灾害得到有效预防，煤矿企业也需要加强对灾害问题的关注，在分析其灾害类型的基础上探究其影响因素，确保企业和工作人员充分认识现有施工问题，在有效掌握施工差异基础上，提出针对性防治方案和应对手段，希望对后续灾害防治工作的开展提供必要帮助。
1 煤矿冲击地压灾害的特征及破坏机理在当前煤矿生产过程中，由于存在较多的不安全因素，冲击地压是其中较为常见的灾害。
冲击地压发生时，煤岩内部会积聚大量的能量，当其达到最大临界承载强度时，巷道和采煤工作面周边岩体会释放出变形能，岩体被破坏，导致煤矿地下支架塌坍，出现冒顶现象。
冲击地压发生后会造成较大的损害，比较严重的情况会导致煤或是岩石从巷道两侧爆裂开来，出现煤岩弹射的情况，导致巷道直接被摧毁或是产生巨大的能量，威胁井下作业人员的安全，破坏地下的设备和设施。
而且冲击地压发生时，还易引发一些基础潜藏的矿井灾害，在巨大震动下巷道顶板出现冒落，影响通风和运输，特大冲击地压发生时，还易激起井下煤层或瓦斯爆炸、出现地表河流湖软质泥岩等二次威胁，造成地面构筑物的破坏和倒塌。
煤矿冲击地压事故预测控制及其动力信息系统
煤矿冲击地压事故预测控制及其动力信息系统
宋振骐;卢国志;彭林军;汤建泉
【期刊名称】《山东科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2006(025)004
【摘要】在深入研究我国煤矿冲击地压发生及其成功控制案例的基础上,对冲击地压事故发生的原因、灾害实现条件及其动力信息基础进行了比较系统的研究,以此为基础提出了各类冲击地压预测和控制的方法.
【总页数】5页(P1-5)
【作者】宋振骐;卢国志;彭林军;汤建泉
【作者单位】山东科技大学,资源与环境工程学院,山东,青岛,266510;山东科技大学,资源与环境工程学院,山东,青岛,266510;大连大学,院士办公室,辽宁,大连,116622;山东科技大学,资源与环境工程学院,山东,青岛,266510
【正文语种】中文
【中图分类】TD771
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3.国家安全监管总局国家煤矿安监局关于河南省义马煤业集团千秋煤矿“11·3”重大冲击地压事故的通报 [J],
4.国务院安委会要求落实责任坚决防范遏制煤矿冲击地压事故 [J],
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宋振骐:中国煤炭领域的第一位院士
宋振骐：中国煤炭领域的第一位院士
邢婷
【期刊名称】《科学之友》
【年(卷),期】2022()6
【摘要】宋振骐,1991年当选为中国煤炭领域的第一位院士,作为中国实用矿山压力理论学派的创始人,先后获“全国优秀科技工作者”“全国煤炭工业劳动模
范”“全国五一劳动奖章”等荣誉。
怀揣着在祖国建设事业中大显身手的壮志豪情,宋振骐如今依然在全国各地奔波,奋斗在自己一生热爱的矿山、煤井的科研、生产和教学一线。
【总页数】2页(P38-39)
【作者】邢婷
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】F42
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I
煤
煤
N
应力拱
N N=∫Gdm
剖面 I-I
掘进头及两帮在垂直压力作用下将同时挤压喷出
16
b 巷道破坏发展过程
* 掘进头及两帮煤煤（岩）悬露，在支承压力作用下失去平衡同时喷出 * 顶板在自重应力和水平推力（软弱岩层 N m ）作用下破坏冒落 G * 底板（软岩）在水平推力 （ N m ）作用下鼓起 G
H
G
GH GT=
GT
3
G
3 煤层
GT
G
煤层
G L
岩浆
岩浆
在断层出现的条件下，垂直构造应力即不复存在
15
③ 垂直构造应力存在的条件下开掘巷道冲击破坏的过程及控 制方案 a 掘进围岩煤（岩）冲击喷出地点：
G
应力拱
kG I
断裂拱
kG
11
（3）动力源
动力源
开采深度 煤 层 压 缩 弹 性 能 覆岩强度 开采参数 开采方法 开采程序
非线性（正 比）量级影 响
本质性的重 要差别
开采深度愈大，覆岩强度愈高 （即允许的悬露面积愈大）， 受压煤层储存聚集的高强度压 缩弹性能的可能性将愈大。
顶底 板岩 层弯 曲压 缩弹 性能
重力 弯曲
支托岩层岩性 强度及厚度 随动岩层厚度 及开采深度 顶底板岩性强 度及厚度 开采深度
N
剖面 I-I
22
2）重力应力
（1） 原始应力场中的重力应力
3
3
1
H
3 1 3
煤层
实践证明对具有“冲击倾向性”的脆性煤体（f＞2），在原始应力场中开掘和维 护巷道发生冲击地压的临界深度一般超过700m-800m。
23
（2） 采动重力场中的重力应力
1 3 1
矿山灾害预防控制重点实验室
State Key Laboratory Breeding Base for Mining Disaster Prevention and Control
我国冲击地压研究现状及发展方向
宋振骐 何满朝 蒋宇静 汤建泉
山东科技大学 矿山灾害预防控制国家重点实验室 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
13
冲击地压动力源的应力基础
1）构造应力（构造驱动力作用后的残余应力）
（1）垂直（沉积）岩层推动力形成的构造应力 ①垂直（沉积）岩层构造应力形成的机理
H
G
G
3
3
f(GT) G（）＞ G
GT
3
3 煤层
GT
G L
3
二
我国冲击地压深化研究的现实意义及重要性
4
二 我国冲击地压深化研究的现实意义及重要性
1现实意义（事故发生的普遍性向纵深发展扩大的可能性）
目前为止，我国发展冲击地压的矿井超过140处，通过 瓦斯等级鉴定可能伴随冲击地压发展的煤与瓦斯突出矿井 超过1200多对，已遍及全国17个产煤省市和自治区。
开采深度进入400米左右有坚硬厚层顶板所覆盖的煤 层。 开采深度超过800米左右相关事故易发的临界开采深 度（在原始重力场开掘巷道即发生冲击地压）煤层。
G
G kG G kG G
应力拱
kG
断裂拱
kG
N
应力拱
N N=∫Gdm
破坏前初始形态
破坏后形态
17
c控制方案
* 注水软化煤层 * 遥控掘进机掘进 * 恒阻大变形锚索、锚网支护（防止掘进两帮再次喷出的可能性）
煤层注水
断裂拱 应力拱
kG N 煤
煤
N
掘进方向
N
应力拱
剖面 I-I
N N=∫Gdm
发生的普遍性
发 生 的 煤 层 条 件
有残余构造应力场分布切割的煤层。
5
二 我国冲击地压深化研究的现实意义及重要性
1现实意义（事故发生的普遍性向纵深发展扩大的可能性）
中国煤炭资源按深度分布的储量
事故扩大的必然性及深入 研究基础上控制的可能性
我国煤炭资源丰富，预计储量超过4万亿吨，其中2010年已 探明的地质储量为1.5万亿吨。由此可以清楚的看出我国煤炭开 采量占全世界2/3，对我国能源结构比重超过65%的大国来说， 面对世界能源保障体系建设的竞争，我国煤炭开采向深部发展的 趋势将不可避免，“冲击地压控制”的深入研究的意义重大。
1kk＞1 3
1 1kk＜1 3 1 3
对具有冲击倾向性的脆性煤体(f≥2)，在外应力场中开掘和维护巷道产生 冲击地压的可能性受工作面的长度和顶板的岩性强度(即可能产生的弯曲弹性 能) 控制。实践证明，顶板坚硬的长工作面采深超过350m-400m具有发生冲 击地压的可能性。在高应力区开掘和维护巷道或推进工作面即有发生冲击地 压的可能性。
6
二 我国冲击地压深化研究的现实意义及重要性
2 深化研究的重要性（事故灾害的严重性及有效控制的理论基础薄弱）
事故 灾害 的严 重性
近些年来，我国生产现场多次发生的一次死亡几十人甚至上百人的 重大事故，特别是在鹤岗、平顶山、义马等现代化矿井中发生的重大 事故。几乎都和“冲击地压”和“冲击地压”相伴的“煤与瓦斯突出 ”事故密切相关。
G
掘进方向
断裂拱
K
G G G
N I
N
N ∫Gdm
m
I
煤
煤
N
应力拱
N
m
剖面 I-I
一般为掘进头在构造应力作用下冲击喷出
20
b 巷道破坏发展过程
G * 掘进头揭煤（岩）时，在支承压力 作用下失去平衡喷出
* 顶底板岩层在水平构造应力作用下破坏（垮落和底鼓） * 两帮在重力应力作用下破坏，应力高峰向深部转移
2 我国研究发展的现状
如前所述，我国冲击地压研究工作早在上世纪70年代就开始起步。相 关理论及控制技术研究都是在接受前苏联、波兰等社会主义国家相关研究 的基础进行的。参与研究的相关研究单位包括煤炭研究总院、重庆、抚顺 分院等研究院所，阜新矿院（辽宁工程技术大学）、中国矿大、山东矿院 （山东科技大学）等煤炭高校。重点深入研究的煤矿包括抚顺、徐州、开 滦、新汶等深部矿井，以及由厚层坚硬顶板覆盖有“冲击倾向性”的煤层 开采深度较浅的矿井，包括鹤岗、兖州等煤业集团的相关矿井。在包括 “冲击地压”发生的原因及实现条件即发生“机理”的研究、冲击地压预 测预报的理论和手段研究，以及在上述两方面成果的基础上取得的控制实 践成果等三个方面，均取得了领先全世界的创造性成就。
现存产煤国家
现存现代化开采技术装备领先的产煤国家中包括美国、澳大利亚， 在80年代以前都曾经是以露天开采和留设大量煤柱支撑地表的房柱式 开采为主体的开采方法，基本没有出现过灾害性的冲击地压事故。
8
三 冲击地压研究的现状及深化研究的方向
1 国外冲击地压研究的情况
美国
波兰
乌尔兰
俄罗斯
澳大利亚
美国上世纪80年代开 始广泛应用的长壁工作面 开采也都是在开采深度小 于150~200米的浅埋煤层 中进行，很少有冲击地压 研究和控制的实践结果。
应力拱
断裂拱
K
N
N N=∫Gdm m
N
N
N ∫Gdm
m
N
N
m
N
应力拱
N
m
破坏前初始形态
破坏后形态
21
c 控制方案
* 掘进头注水软化煤（岩） * 遥控掘进机掘进 * 恒阻大变形锚索、锚网支护（防止掘进两帮再次喷出的可能性）
应力拱
煤层注水
断裂拱
K
煤
N
掘进方向
N
N ∫Gdm
煤
m
N
应力拱
事故灾害严重性的原因可归纳为以下两个方面：
控 制 理 论 研 究 不 深 刻
事故原因（机理）及事故实 现条件的论证很不深刻。包括相 关事故案例的分析研究不深入和 缺少正确地实验和现场有效控制 实践的检验。
管 理 规 范 不 科 学
主管部门制定的事故控制规范和 相关管理规定有的简单承袭传统做法， 严重脱离实际，缺少正确的理论指导。 例如，我们几十年来没有变化采用留 设断层隔离煤柱布置工作面的做法， 即在残余的构造应力场的变化部位掘 进和维护采煤巷道，是导致冲击地压 和煤与瓦斯突出等重大事故发生的主 要原因。
构造 弯曲
重力弯曲弹性能随支托岩 层的强度和随动层的厚度成正 比； 构造弯曲弹性能受采深和 顶底板岩层强度所决定的应力 保持和释放条件控制。岩层强 度愈高，埋深愈大，可能聚集 和保持的弹性能的量级将愈高。
12
三 冲击地压研究的现状及深化研究的方向
2 我国研究发展的现状
1）在冲击地压发生的原因、实现条件及控制机理的研究方面取得成果和共识：
波兰、澳大利亚等国 家在地表预测预报研究的 基础上，采用微震技术检 测的相关手段预测预报生 产矿井冲击地压的研究在 上世纪70年代已开始，相 关检测装备1981年即引 进在我国陶庄煤矿用于预 报水采冲击地压的研究工 作中。相关成果也为我国 近多年来广泛开采的相关 研究奠定了基础。
9
三 冲击地压研究的现状及深化研究的方向
国外冲击地压控制研 究的主要成果是在原苏联 （现俄罗斯和乌克兰）和 波兰等开采深度比较大的 矿井中取得的。其中，关 于冲击地压发生机理和条 件的相关研究成果包括煤 层可“冲击性”分类分级、 冲击能量理论和力学模型 建设以及巷旁充填留设技 术，从上世纪70年代引入， 80年代开始在我国生产矿 故不断重复发生的根源。
7
三 冲击地压研究的现状及深化研究的方向
1 国外冲击地压研究的情况
老牌产煤国家
世界老牌采煤国家包括德国、美国、法国、日本等已在上世纪末停止了 煤炭生产，其中德国曾经在深部开采中出现冲击地压，通过采用变形可缩 拱型棚架沿空留巷开采方案基本解决了相关事故灾害的控制问题。