鄂尔多斯深部矿区冲击地压防治思考

第４２卷第２期煤　炭　科　技
Ｖｏｌ ４２　Ｎｏ ２ ２０２１年４月
ＣＯＡＬＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＭＡＧＡＺＩＮＥ
Ａｐｒ．　２０２１　
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特约稿件
张　寅（１９７９—），男，汉族，陕西安康人，教授，中国矿业大学工程力学博士，现为辽宁工程技术大学教授。

国家安全生产专家组专家（矿压与顶板组）、中国煤炭工业协会煤炭工业技术委员会防冲击地压专家委员会委员、中国煤炭学会动力灾害防治专业委员会委员。

《防治煤矿冲击地压细则》、《冲击地压监察执法手册》编写专家组成员。

中国科学技术发展基金会孙越崎“青年科技奖”获得者；国家科协、发改委、人事部、科技部联合评选第二届“讲理想、比贡献”科技标兵；中国煤炭工业协会“煤炭工业杰出青年科技工作者”；主要从事煤矿冲击地压、矿山压力与岩层控制、采煤方法、煤矿安全等方面的科研和教学工作。

在冲击地压诱发机理与控制、煤体失稳破坏理论、巷道围岩体支护控制等方面有突出研究成果。

具有丰富的现场经验，善于将理论与现场条件相结合。

研究成果在山东、河南、陕西、黑龙江、内蒙古等地多个矿井进行了应用。

主持和参与了国家重点研发计划、国家
“９７３”课题等国家与省部级课题１０余项；主持中煤集团、皖北煤电集团等多个企业委托课题２０余项。

出版专著《强冲击危险矿井冲击地压灾害防治》，发表论文２０余篇，授权专利７项，软件著作权３项，研究成果获得省部级以上奖励８项。

收稿日期：２０２１－０１－０９； ＤＯＩ：１０．１９８９６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｍｔｋｊ．２０２１．０２．００３基金项目：国家重点研发计划基金资助项目（２０１７ＹＦＣ０８０４２０１）；国家自然科学基金资助项目（Ｕ１９０８２２２）作者简介：张　寅（１９７９—），男，陕西安康人，博士，教授。

引用格式：张寅，赵毅，李皓，等．鄂尔多斯深部矿区冲击地压防治思考［Ｊ］．煤炭科技，２０２１，４２（２）：２４ ２９．
ＺＨＡＮＧＹｉｎ，ＺＨＡＯＹｉ，ＬＩＨａｏ，ｅｔａｌ．ＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｏｃｋｂｕｓｔｉｎｄｅｅｐｍｉｎｉｎｇａｒｅａｏｆＯｒｄｏｓａｎｄｉｔｓｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｏａｌＳｃｉ
ｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｇａｚｉｎｅ
，２０２１，４２（２）：２４ ２９．文章编号：１００８－３７３１（２０２１）０２－００２４－０６
鄂尔多斯深部矿区冲击地压防治思考
张　寅１，２
，赵　毅１，李　皓１，丁　湘２，韩　刚２
（１．辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新　１２３０００；２．中煤能源研究院有限责任公司，陕西西安　７１００５４）
摘　要：根据国家能源西进战略，鄂尔多斯矿区近年来新建了部分深部矿井，由于缺乏深部开采经验，其在矿井建设阶段未充分考虑冲击地压因素，导致矿井在开采过程中面临冲击地压灾害。

通过对鄂尔多斯深部矿区冲击地压显现现场调研，分析了其冲击地压影响因素，提出了鄂尔多斯深部矿区冲击地压研究方向。

鄂尔多斯深部矿区受开采深度、煤岩冲击倾向性、顶板特性、区段煤柱以及高强度开采等因素的影响，矿井面临冲击地压灾害。

在借鉴中东部深井冲击地压灾害防治的基础上，该矿区冲击地压研究工作取得了一定成果，但仍应在成煤规律、覆岩运动、顶板疏放水诱冲、保护层开采、超大工作面冲击规律以及坚硬煤层卸压等方面进一步研究，从而实现鄂尔多斯深部矿区冲击地压灾害的科学防治。

关键词：冲击地压；深部矿区；冲击特征；防治中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标志码：Ａ
ＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｏｃｋｂｕｓｔｉｎｄｅｅｐｍｉｎｉｎｇａｒｅａｏｆＯｒｄｏｓａｎｄｉｔｓｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ
ＺＨＡＮＧＹｉｎ１，２，ＺＨＡＯＹｉ１，ＬＩＨａｏ１，ＤＩＮＧＸｉａｎｇ２，ＨＡＮＧａｎｇ
２
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ　１２３０００，Ｃｈｉｎａ；
２．ＣｈｉｎａＣｏａｌＥｎｅｒｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉ′ａｎ　７１００５４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｅｎｅｒｇｙｗｅｓｔｗａｒｄｓｔｒａｔｅｇｙ，ｓｏｍｅｄｅｅｐｍｉｎｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｎｅｗｌｙｂｕｉｌｔｉｎｔｈｅＯｒｄｏｓｍｉｎｉｎｇａｒｅａｉｎｒｅｃｅｎｔ
２０２１年第２期张　寅，等：鄂尔多斯深部矿区冲击地压防治思考第４２卷
ｙｅａｒｓ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｌａｃｋｏｆｄｅｅｐｍｉｎｉｎｇｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ｉｔｄｉｄｎｏｔｃｏｎｓｉｄｅｒｔｈｅｒｏｃｋｂｕｓｔｆａｃｔｏｒｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｈａｓｅ，ｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｄｔｈｅｍｉｎｅｔｏｆａｃｅａｎｒｏｃｋｂｕｓｔｄｉｓａｓｔｅｒｄｕｒｉｎｇｔｈｅｍｉｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｅｌｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅａｐｐｅａｒａｎｃｅｏｆｒｏｃｋｂｕｒｓｔｉｎｔｈｅｄｅｅｐｍｉｎ ｉｎｇａｒｅａｏｆＯｒｄｏｓ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｔｈｅｒｏｃｋｂｕｒｓｔｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｂｕｒｓｔｉｎｔｈｅｄｅｅｐｍｉｎｉｎｇａｒ ｅａｏｆＯｒｄｏｓｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．ＴｈｅｄｅｅｐｍｉｎｉｎｇａｒｅａｏｆＯｒｄｏｓｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｍｉｎｉｎｇｄｅｐｔｈ，ｃｏａｌｒｏｃｋｉｍｐａｃｔｔｅｎｄｅｎｃｙ，ｒｏｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｓｅｃｔｉｏｎｃｏａｌｐｉｌｌａｒｓａｎｄｈｉｇｈ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙｍｉｎｉｎｇａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｔｈｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｂｕｒｓｔｉｎｄｅｅｐｂｏｒｅｈｏｌｅｓｉｎｔｈｅｃｅｎｔｒａｌａｎｄｅａｓｔｅｒｎｐａｒｔｓ，ｓｏｍｅａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｍａｄｅｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｒｏｃｋｂｕｒｓｔｉｎｔｈｅｍｉｎｉｎｇａｒｅａ，ｈｏｗｅｖ ｅｒ，ｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｉｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅｍａｄｅｏｎｃｏａｌｆｏｒｍｉｎｇｌａｗ，ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎｍｏｖｅｍｅｎｔ，ｒｏｏｆｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｗａｔｅｒｉｎｄｕｃｅｄｓｃｏｕｒ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｓｅａｍｍｉｎｉｎｇ，ｉｍｐａｃｔｌａｗｏｆｓｕｐｅｒｌａｒｇｅｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｏｆｈａｒｄｃｏａｌｓｅａｍ，ｓｏａｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｒｏｃｋｂｕｒｓｔｄｉｓａｓｔｅｒｉｎｄｅｅｐｍｉｎｉｎｇａｒｅａｏｆＯｒｄｏｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｃｋｂｕｒｓｔ；ｄｅｅｐｍｉｎｉｎｇａｒｅａ；ｒｏｃｋｂｕｒｓｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ
ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：ＴＤ３５３ Ｄｏｃｕｍｅｎｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：Ａ
随着我国煤矿开采深度和强度的不断增加，冲击地压已成为深部矿井开采面临的主要动力灾害之一［１ ２］。

近年来国内冲击地压事故频发，山东龙郓煤业“１０·２０”冲击地压事故引起了社会各界的很大关注，党和国家领导人专门对此做了批示，也引起人们对千米深井冲击地压如何防治的思考；随后在冲击地压管理相对较好的吉林龙家堡、山东新巨龙煤矿陆续发生冲击地压事故，更说明了冲击地压防治的复杂性。

国内煤矿冲击地压灾害防治形势不容乐观，冲击地压灾害已逐步成为采矿学科面临的主要问题之一。

以煤炭为主的能源结构在我国很长一段时间内都将不会发生改变。

当前我国煤炭资源呈现出中东部逐渐枯竭、西部向深部开采的趋势。

根据国家能源西进战略的实施，近１０年来鄂尔多斯深部矿区开始大规模建设，截至２０１９年，若干矿井已进行了初期生产，如红庆河、葫芦素、门克庆、巴彦高勒、石拉乌素、营盘壕［３］等，上述矿井主采煤层埋深５００～１０００ｍ。

随着深部矿区矿井的逐步投产，在矿井设计、建设、生产方面暴露出了诸多问题，这些矿井建设和生产中把浅埋条件下的双巷掘进、大煤柱、单区布置、集约化生产等高产高效模式移植到鄂尔多斯深部矿区。

但从目前来看，这种模式还不能适应本地区深部煤层开采的条件，并且面临严重的冲击地压问题。

国内外许多专家学者对冲击地压发生机理和防治技术开展了大量的研究工作，取得了丰硕的成果［４］，但多集中于山东、东北、河南义马等矿区。

鄂尔多斯深部矿区岩层结构、地质条件、开采布局都与东部传统冲击地压矿区存在显著的差异，导致冲击地压的影响因素及主控因素、冲击显现特征都有明显的不同，主要表现在以下几个方面：①部分矿井首采工作面甚至开拓巷道掘进期间就有明显动力显现；②工作面双巷布置导致尾巷动力显现；③较大区段煤柱条件下沿空巷道超前段冲击显现严重；④“见方”效应对冲击地压影响显著。

面对这些新出现的现象，目前还缺乏科学的理论依据，采用老矿区的冲击地压监测、防治技术对鄂尔多斯深部矿区的适应性不佳，效果不尽人意。

因此，加强鄂尔多斯深部矿区冲击地压防治研究工作，对于确保安全条件下优质产能释放和区域经济发展、甚至保障全国煤炭稳定供应具有重要意义。

１　鄂尔多斯深部矿区冲击地压特点
近年来，鄂尔多斯建设的深部矿井具有以下特点：①煤层采深大于５５０ｍ；②煤层上部富含顶板承压水；③工作面设计宽度为２５０～３５０ｍ，属于典型的大型工作面；④煤层具有冲击倾向性；⑤煤层上部存在巨厚硬岩组；⑥推采速度快。

上述因素对矿井的冲击危险性产生了一定影响。

鄂尔多斯深部矿区动力显现都出现在近１０年内，由于冲击地压防治起步较晚，煤矿在矿井设计、采（盘）区设计、采掘接替等环节鲜有考虑冲击地压防治，造成矿井在开采过程中出现了冲击显现，具有以下特点。

（１）沿空巷道二次采动诱冲。

鄂尔多斯深部矿区部分矿井在建井期间开拓方式上参考了神东浅部开采应用的“双巷同时快速掘进”模式，留设较宽区段煤柱，工作面沿空巷道在二次采动影响下经常发生冲击显现。

某矿２１１０３综采工作面为矿井首采区第２个回采工作面，西邻２１１０２工作面采空区，区段煤柱宽３０ｍ，东临２１１０４准备工作面。

工作面布置如图１所示，工作面长３２０ｍ，走向可采长度４１５０ｍ。

２０２１年第２期
煤　炭　科　技第４２卷
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图１　某矿沿空工作面相对位置关系
Ｆｉｇ １　Ｒｅｌａｔｉｖｅｐｏｓｉｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆａｍｉｎｅａｌｏｎｇａｇｏａｆ
２１１０３沿空工作面在开采过程中发生多次动力显现，造成单体柱瞬间折弯、煤柱侧鼓帮及底板开裂等，如图２所示。

其冲击显现位置主要为沿空巷道煤柱冲击，冲击显现范围超前工作面０～１３３ｍ，冲击破坏范围５～６０ｍ。

,*-0354,+-26/1.
图２　现场冲击显现Ｆｉｇ ２　Ｓｐｏｔｐｈｏｔｏｓｏｆｒｏｃｋｂｕｒｓｔ
（２）厚硬顶板周期性断裂诱冲。

部分矿井煤层上方存在厚度较大的坚硬岩层，开采过程中厚硬顶板断裂易诱发冲击显现。

某矿煤层上方存在多层较厚的坚硬顶板，由于坚硬顶板断裂，在工作面超前５５～３０５ｍ区域发生了冲击显现，如图３所示。

该巷道采用矩形断面，净宽５ ０ｍ，净高３ ８ｍ，冲击显现后，在巷道长达２５０ｍ范围内的底板出现隆起、翻转，巷道破坏严重。

底板冲击显现后，平均底鼓量约１ ５ｍ，最严重处底鼓量可达２ ０ｍ，对矿井安全生产造成了巨大威胁。

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18:
图３　某矿运输巷冲击显现区域
Ｆｉｇ ３　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｒｏａｄｗａｙｏｆｒｏｃｋｂｕｓｔｉｎａｍｉｎｅ
（３）冲击地压—水复合动力灾害。

该矿区部分矿井煤层上部富含顶板水，如石拉乌素、营盘壕、门克庆等，冲击地压灾害和矿井治水相互影响。

如某矿工作面回采期间，过富水区时矿压显现强烈，在富水区之间和富水区边缘监测到了多个大能量微震事
件［５］
，如图４所示。

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图４　某矿工作面富水区大能量微震事件平面投影Ｆｉｇ ４　Ｐｌａｎｅｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙｍｉｃｒｏｓｅｉｓｍｉｃｅｖｅｎｔ
ｉｎｗａｔｅｒ ｒｉｃｈａｒｅａｏｆａｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ
（４）高强度开采。

鄂尔多斯深部矿区煤层赋存条件较中东部地区相对简单，加之本区域大多为新建矿井，机械化开采程度高，工作面装机功率大，工作面推采速度快，对围岩的扰动也大大增加。

随着矿井的不断开采，其高强度开采导致的冲击地压显现也越发明显。

综上，随着鄂尔多斯深部矿区矿井逐步开采，其面临的冲击地压问题日益严重。

近年来，各矿对冲击地压重视程度有所提高，采购了大量防冲监测和防治装备，有些比中东部矿井的装备还要齐全，基本满足了防冲要求；同时采用引进和培养等方式，组建防冲队伍。

但由于该矿区冲击地压研究起步较晚，目前对于矿井冲击地压发生机理还未有深入研究，部分矿井防冲技术队伍还不成熟，技术力量相对薄弱。

在冲击地压防治时大多照搬中东部冲击地压矿
井防治经验，在冲击地压防治中往往出现事倍功半情况。

故急需对该矿区冲击地压进行深入研究，提出针对性的防冲技术。

２０２１年第２期张　寅，等：鄂尔多斯深部矿区冲击地压防治思考第４２卷２　鄂尔多斯深部矿区冲击地压研究方向
现阶段，鄂尔多斯矿区各冲击地压矿井已初步
建立了防冲体系，在国内主要冲击地压科研机构的
帮助下开展了相关研究，逐步积累了一些经验，如葫
芦素煤矿的多轮循环卸压防治高应力大变形巷道冲
击，红庆河煤矿采用顶板爆破处理采空区悬顶带来
的应力集中等，但仍需在以下几方面进行深入研究。

２ １　重视成煤规律对冲击地压的影响
地质因素对煤矿安全生产具有重要影响，国内
部分矿区已开展了矿井地质条件对冲击地压的影响
研究［６ １０］，但关于矿区煤层成煤规律对冲击地压的
影响分析较少。

鄂尔多斯中生代盆地层序地层的发育演化及时
空展布特征，受盆地构造运动、古气候、沉积物源、湖
水进退等因素综合制约，煤系岩石类型、岩石组合方
式复杂，岩相变化快，地质条件变化大［１１］。

鄂尔多
斯盆地陆相层序地层特征使得沉积环境演化成为控
制区域岩层结构，是空间配置样式变化的重要因素，
需要结合沉积作用、成岩作用等地质因素分析地层
结构对本地区冲击地压影响。

这些特征和中东部煤
矿的海相沉积有很大的不同，不能简单地把中东部
矿井的冲击地压防治手段简单复制过来。

以区域内的呼吉尔特矿区为例，其位于古河道
冲刷区，受河流相沉积环境影响，矿区内局部２ １煤
层剥蚀，沉积为厚层砂岩（富水区）。

七里镇砂岩厚
度在呼吉尔特矿区南北向分布情况如图５所示，井
田间砂岩厚度差异较大，井田内砂岩赋存连续，逐步
变化。

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图５　呼吉尔特矿区砂岩厚度南北向剖面Ｆｉｇ ５　Ｎｏｒｔｈ ｓｏｕｔｈｐｒｏｆｉｌｅｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓ
ｉｎＨｕｇｉｌｔＭｉｎｉｎｇＡｒｅａ
类比现阶段矿区内３对矿井开采区域顶板砂岩厚度，门克庆煤矿２ １煤层剥蚀，２ ２中煤层上部的中、高位厚硬砂岩层组厚度为本地区较大值，中高位厚硬砂岩层组周期破断诱发大能量微震活动是目前矿井主要的动载力源。

这些对分析矿井冲击地压的发生因素有至关重要的作用。

此外，在河流相沉积中，河流冲刷作用使得古河道砂体底部对下部堆积物被冲刷，表现为煤层的局部缺失。

古冲刷带的存在，一方面使得巷道掘进阶段在揭露古冲刷带时形成冲水通道，导致巷道淋水严重；另一方面，在回采阶段，在高矿化度淋水作用下，巷道支护效能降低、围岩较为破碎、古冲刷带附近微震响应特征明显、动载更易诱发冲击显现。

故鄂尔多斯盆地矿区冲击地压防治应重视沉积作用对地区冲击地压宏观影响，区域性分析沉积、成岩等地质因素对厚硬砂岩组分布特征及时空展布的控制规律。

沉积作用对砂岩物性控制规律，将沉积作用导致的地质异常结构纳入煤矿冲击地压地质影响因素，建立并优化预测预警模型。

２ ２　开展“多关键层”条件下覆岩运动规律研究煤炭开采引起的一系列采动损害与灾害问题都与岩层移动有关，上覆岩层运动也是影响冲击地压是否发生的重要因素之一［１２］。

国内冲击地压矿井中，义马千秋煤矿、耿村煤矿、跃进煤矿、常村煤矿上覆均存在巨厚砾岩，其采场上覆巨厚砾岩离层垮落时易诱发冲击地压灾害［１３ １４］。

对于鄂尔多斯矿区西部井田，主采煤层覆岩具备硬厚砂岩组的“多关键层”特征，且埋深较大，部分矿井在接续工作面回采后，岩层移动—稳定周期长、地表沉陷不明显，存在硬厚砂岩组的“多关键层”不能及时垮落，形成大面积悬顶而导致应力和能量集聚，阶段性破断时易诱发冲击地压或矿震。

故研究采场上覆岩层移动规律、揭示采动覆岩承载结构形式及其运动规律，对于本地区冲击地压防治具有重要意义。

２ ３　探索水害与冲击地压协同防治研究
鄂尔多斯盆地多个矿井水文地质条件复杂，煤层上部富含顶板承压水。

顶板疏放水过程中，水以岩石孔隙通道向疏水孔中运动，在此过程中，微观上为岩石孔隙结构损伤，宏观上表现为岩石强度降低［１５］。

在岩石强度局部降低的过程中，岩层由均质向非均质转变，在均质与非均质交界处应力将出现集中。

在其他开采因素耦合条件下，易发生冲击地压事故。

含水岩层在疏水的前后，疏水范围边界附近的岩层和影响范围内煤层应力重新分布。

当含水岩层中导水裂隙较多时，顶板极易产生剪切失稳，易诱发矿震或冲击地压。

２０２１年第２期煤　炭　科　技第４２卷
笔者对鄂尔多斯深部矿区矿井上富含水岩层浸水前后力学性质进行了测试分析，结果表明：粗粒砂岩中粒砂岩、细粒砂岩饱水后抗压软化系数分别为０ ７４５、０ ７５６、０ ４９３。

充分说明了煤层上部含水层疏水前后力学性质的变化。

因此，研究富水工作面上覆岩层力学性质对冲击地压影响时，应考虑岩层浸水前后的力学性质变化。

鄂尔多斯深部矿区富水工作面开采实践表明，水的作用使煤（岩）体弹性模量降低，塑性变形增大，给巷道围岩变形控制造成较大困难。

富水区工作面巷道回采期间矿压显现更为明显，底鼓严重、巷道支护失效，围岩变形难以控制。

因此，研究矿井顶板疏放水对岩层物理力学性质损伤机理，分析富水区顶板疏水对煤（岩）体应力演化规律，揭示深部富水工作面冲击地压机理，实现冲击地压与水害协同监测，对矿井冲击地压与水害的协同防治具有重要意义。

２ ４　科学实施保护层开采
新汶华丰矿等冲击地压矿井实践证明，保护层开采是行之有效的区域性防冲措施之一［１５］。

鄂尔多斯深部矿区在满足保护层开采的条件下，要优先开采保护层。

保护层开采后，对诱冲致灾的关键因素的消除或减弱情况进行科学评价。

如果矿井的冲击地压致灾关键因素是坚硬顶板，就要分析评价保护层开采后诱冲的坚硬关键层是否断裂。

如果没有断裂，致灾因素没消除，就不能判定被保护层的开采消除了冲击危险。

此外，要对保护层的有效保护时间进行具体分析。

开采保护层对于煤体压缩型冲击地压的保护时间相对较短；对断层构造、坚硬顶板控制型冲击地压，保护层开采后若冲击致灾关键因素得到有效消除，保护层的有效解放时间一般比煤体压缩型冲击地压长。

２ ５　超大工作面矿压显现和冲击发生规律的研究冲击地压是矿山压力的特殊显现，冲击地压的研究必须结合工作面的矿压显现规律［１６ １７］。

由于本区域煤层赋存条件相对简单，工作面多采用长大工作面布置，工作面倾向长多大于３００ｍ，走向长多大于４ｋｍ。

长大工作面的矿压显现规律和中东部矿井一般的工作面有很大的区别。

随着工作面长度的增加，基本顶围岩变形及应力明显增大，但增大幅度逐渐减小；较相同地质条件下工作面较短，周期来压强度增大，存在大小周期来压现象。

对长大工作面采场上覆岩层破断、运移规律对冲击地压发生的影响，还应深入研究。

２ ６　坚硬煤层的卸压
鄂尔多斯矿区煤层单轴抗压强度大多大于２０ＭＰａ，采用直径为１５０～２００ｍｍ的大直径卸压钻孔卸压时，钻屑量随钻孔深度的变化不是特别明显，比中东部矿井明显的抛物线状钻屑量有很大区别。

说明钻孔施工时对围岩的扰动不大，没有形成充分的裂隙，对降低煤层的应力集中作用有限、且存在较长滞后性。

此外，采用掘锚一体机和连采机的掘进面受大型掘进设备空间尺寸影响，掘进面大直径卸压、钻屑检验施工难以开展，现阶段需对掘进设备进行改造以适应冲击地压防治需要。

下一步急需开展对快速掘进工艺和设备相配套的防冲卸压和监测预警装备研究。

３　结论
（１）鄂尔多斯深部矿区受开采深度、煤岩冲击倾向性、顶板特性、区段煤柱以及高强度开采等因素的影响，由于在矿井建设阶段未考虑冲击地压灾害影响，目前许多矿井面临冲击地压灾害威胁。

（２）据统计，鄂尔多斯地区采深超过４００ｍ的矿井，有４６％的矿井有冲击危险性；其中中等冲击危险的矿井采深都在５６０ｍ以上，采深对冲击危险性的增加有很大影响。

综合分析，本地区冲击地压的主控因素为采深和坚硬顶板。

（３）鄂尔多斯深部矿区在冲击地压防治研究中面临诸多问题，应在以下方面开展深入研究。

重视本地区成煤规律对冲击地压的影响，开展“多关键层”条件下覆岩运动规律研究，探索水害与冲击地压协同防治技术，科学实施保护层开采，研究超大工作面冲击地压显现问题，解决坚硬煤层的卸压难题。

（４）相比我国中东北部老矿区，鄂尔多斯矿区多为新建矿井，采掘布局调整、区域防冲实施相对容易，建议冲击地压矿井在下一步开采设计阶段考虑防冲因素，从源头上开展矿井冲击地压的防治工作。

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：
［１］　齐庆新，欧阳振华，赵善坤，等．我国冲击地压矿井类型及防治方法研究［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１４，４２（１０）：１ ５．
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