矿山压力与岩层控制(第10章冲击矿压)
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(1）对井下巷道的影响 （2）对矿工的影响 （3）对地表建筑物的影响
第二节 冲击矿压发生机理
一、冲击矿压影响因素
（一） 冲击矿压影响因素分析 冲击矿压发生的原因是多方面的，但从
总的来说可以分为三类，即 自然地质因素（应力） 开采技术（采动应力集中） 组织管理措施（防治措施） 。
（二）地质条件对冲击矿压的影响
距离小于 50m 面接近煤层倾角剧烈变化的
皱曲距离小于 50m 面接近煤层侵蚀或合层部分 开采过上或下解放层，卸压
程度
采空区处理方式
影响因素的定义
>60m 60—30m
<30m 留顶煤或底煤厚度大于 1.0m
<3.0m 3.0—4.0m
>4.0m >300m 300—150m <150m 无煤柱或煤柱宽小于 3m 煤柱宽 3-10m 煤柱宽 10-15m 掘进面 回采面 掘进面 回采面 老巷已充填 老巷未充填 老巷已充填 老巷未充填 掘进面或回采面 接近上盘 接近下盘 >15°
苏联阿维尔申教授认为，煤层内的弹性能可由 体变弹性能Uv、形变弹性能Ut和顶板弯曲弹 性能Uw三部分组成，即 U U v Ut U w
q 2 L5 U w 8EJ
由以上两式可以看出，Uw与岩层悬伸长度的五 次方成正比，即L值越大，积聚的能量也越多。 一般，厚度越大的坚硬岩层越不易冒落，形成 的L值也就越大。
i 1
根据这两个指数，用下式就可确定出采掘工
作面周围冲击矿压危险状态等级评定的综合
指数Wt。
Wt max Wt1 ,Wt 2
Wt1 – 采矿地质因素确定的冲击矿压危险指数。 Wt2 – 开采技术因素确定的冲击矿压危险指数。
(四) 计算机模拟
分析冲击矿压区域内的应力分布状态和应力值 的大小是防治冲击矿压的基础。目前世界上比 较通用的分析模拟程度有FLAC、UDEC、 ANSYS等，其采用的方法主要是有限元法，边 界无法、离散元法等。
（2）上覆煤层工作面停采线和煤柱的影响
图11-11 巷道过上层停采线时E/W分布图
E/W 为观测范围内单位生产煤量所产生的震动能量(J/t)，
图11-12 采面过上层残采区时E/W分布图
（3）采空区的影响
当工作面接近已有的采空区，其距离为 20~30m时，冲击矿压危险性随之增加。 （4）开采区域的影响 在煤层开采面积增加的情况下，岩体的震动 能量也随之增加。研究表明，当开采面积为 3万平方m时，释放的单位面积的震动能量 为最大。
（1）突发性 （2）瞬时震动性 （3) 巨大破坏性 (4) 复杂性
(三） 冲击矿压分类 冲击矿压按其显现强度、释放的能量等进
行分类,根据冲击的显现强度，可分为四类： (1）弹射 （2）矿震
（3）弱冲击 （4）强冲击
根据震级强度和考虑抛出的煤量，可将冲 击矿压分为三级：
（1）轻微冲击(I级)。抛出煤量在10t以下， 震级在1级以下的冲击矿压。
二、冲击矿压危险性等级的划分原则
根据冲击矿压发生的原因，冲击矿压的预测 预报、危险性评价及冲击矿压的治理，可以对 冲击矿压的危险程度按冲击矿压危险状态等级 评定可分为五级。
A.无冲击危险 B.弱冲击危险 C.中等冲击危险 D.强冲击危险 E.不安全
三、综合指数法
综合指数法就是在分析已发生的各种冲 击矿压灾害的基础上，分析各种采矿地质因 素对冲击矿压发生的影响，确定各种因素的 影响权重，然后将其综合起来，建立的冲击 矿压危险性预测预报的一种方法。
煤的抗压强度
煤的冲击能量指数 WET
影响因素的定义 该煤层未发生过冲击矿压
该层发生过冲击矿压 采用同种作业方式在该层和煤柱
中多次发生过冲击矿压 小于 500m 500~700m 大于 700m >100m 100~50m <50m >10%正常 >20%正常 >30%正常 <50 ≥50 Rc≤16Mp a Rc>16Mp a WET <2 2≤WET<5 WET≥5
弱冲击倾向性 Rc≤16MPa 强冲击倾向性 Rc＞16Mpa
（3）顶板岩层的结构特点
顶板岩层结构，特别是煤层上方坚硬，厚 层砂岩顶板是影响冲击矿压发生的主要因素 之一，其主要原因是坚硬厚层砂岩顶板容易 聚积大量的弹性能。在坚硬顶板破断过程中 或滑移过程中，大量的弹性能突然释放，形 成强烈震动，导致顶板煤层型（冲击压力型） 冲击矿压或顶板型（冲击型）冲击矿压。
W8 W9 W10 W11 W12
危险状态的影响因素 工作面距残留区或停采线的
垂直距离
未卸压的厚煤层 未卸压一次采全高的煤厚
两侧采空，工作面斜长为
沿采空区掘进巷道
接近采空区的距离小于 50m
接近煤柱的距离小于 50m
掘进头接近老巷的距离小于 50m
采面接近老巷的距离小于 30m
面接近分叉的距离小于 50m 面接近落差大于 3m 断层的
图11-7 顶板弯曲弹性能的计算图 a—初次垮落时；b—周期垮落时
煤层厚度对发生冲击矿压也有影响，煤层越厚， 发生冲击矿压越多，越强烈。 煤的湿度也有影响作用。因为煤层含水后，可 使煤层的弹性减小，强度降低，塑性增加，能 减缓发生冲击矿压的危险。
（4） 地质动力因素
实践证明，冲击矿压经常发生在向斜轴部， 特别是构造变化区，断层附近，煤层倾角变 化带，煤层皱曲，构造应力带。 图11-8为冲击矿压次数与巷道距断层距离间的 关系。
表11-3 冲击矿压发生的区域分布
序号 1 2 3 4 5
6
发生冲击矿压的地点 采空区边的原煤体（60m）
采动压力影响的原煤体 采动压力区外靠近采空区 采动压力区内靠近采空区 采动压力区内靠采空区的原煤体（60m）
总数 采动压力区外的原煤体
垮落面近旁
充填面近旁
9.4
-
27.4
5.9
10.4
0.9
11.3
第十一章煤矿动压现象及其控制
第一节 冲击矿压现象形成特点及分类 第二节 冲击矿压发生机理 第三节 冲击矿压的预测预报及危险性评定 第四节 冲击矿压的防治 第五节 顶板大面积来压
煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大 量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发 生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现 声响、震动以及气浪等明显的动力效应。这些 现象统称为煤矿动压现象。它具有突然爆发的 特点，有的能形成强烈暴风，危害程度比一般 矿山压力显现程度更为严重 。根据动压现象 的一般成因和机理，可把它归纳为三种形式， 即冲击矿压、顶板大面积来压和煤与瓦斯突出。 前两者完全属于矿山压力的研究范畴。
冲击矿压危险指数 -2 0 3
0 1 2 0 1 3 1 2 3 0 2 0 2 0 2 4
（二）影响冲击矿压危险状态的开采技术因素及
指数
表11-5 开采 技术条件影响冲 击矿压危险状态 的因素及指数
序号 1 2 3 4 5 6
7
8 9 10 11 12
因素 W1 W2 W3 W4 W5 W6
W7
钻孔深度/煤层厚度
1.5
1.5~33Fra bibliotek钻屑量指数
1.5
2~3
图11-3 冲击能量指 数KE计算图
在单轴压缩状态下，煤样的全“应力—应变”
曲线峰值C前所积聚的变形能ES与峰值后所消耗的 变形能EX之比值
图11-4 弹性能指数WET计算图
WET
sp st
图11-5 动态破坏 时间Dt曲线
煤样在常规单轴压缩试验条件下，从极限 载荷到完全破坏所经历的时间
表11-2 煤的冲击倾向鉴定指标值
6.6
2.8
-
61.3
13.2
24.5
图11-10 发生冲击矿压的区域分布示意图
（1）开采设计和开采顺序
当在几个煤层中同时布置几个采面时，采面的 布置方式和开采顺序将强烈影响煤岩体内的应 力分布。 冲击矿压经常出现在采面向采空区推进时；在 距采空区15~40m的应力集中区内掘进巷道； 两个采面相向推进时及两个近距离煤层中的两 个采面同时开采时。
指标 动态破坏时间 DT/ms 冲击能量指数 KE/kJ
弹性能量指数 WET
强冲击 ≤50 ≥5.0 ≥5.0
强冲击
弱冲击 50~500 5.0~1.5 5.0~2.0 弱冲击
无冲击 ＞500 ＜1.5 ＜2.0
对煤的试样研究表明,煤试块的冲击性在其单向
抗压强度为Rc=16~20MPa时变化较大，当煤的 单向抗压强被小于Rc＜16MPa时,煤试块要发生 冲击,就需要较大的压应力。
数值模拟方法只能作为一种近似方法使用， 多年实践证明，数值模拟结果对于确定冲击矿 压危险区域是有效的。
(五) 钻屑法 根据钻屑量预测冲击矿压危险时，常采用钻出
煤粉量与正常排粉量之比，做为衡量冲击危险的 指标。煤粉量比值用体积或重量比表示，它又称 为钻屑量指数 ：
K * Vb Vz
表11-6 判别工作地点冲击矿压危险性的钻屑量指数
掘进面或回采面 弱 中等 好
充填法 垮落法
冲击矿压危险指数 0 2 3 3 0 1 3 0 2 4 0 2 4 2 3 1 3 1 2 1 2 3 1 2 2
2 -2 -4 -8 2 0
（三）冲击矿压危险程度的预测预报
n1
Wi
W i 1
t1
n1
Wi max
i 1
n2
Wi
W i 1
t2
n2
Wi m ax
图 11-8 冲击矿压与距断层距离的关系
褶皱是岩层在水平应力挤压下形成的，这种 褶皱大部分在沉积岩层中形成。对于巷道及 采面来说，在皱曲的各个部位，出现的危险 性是不一样的，
图11-9 皱曲部分的受力状态及危险性
（三）开采技术对冲击矿压的影响
冲击矿压大多数发生在巷道(72.6%)，采场则 较少(27.4%)。残采区和停采线对冲击矿压发 生影响较大。从统计结果看，89%的冲击矿 压发生在残采区，停采线，断层区域或煤层 超采的地方。发生冲击矿压的区域见表11-3和 图11-10所示。
第一节 冲击矿压现象形成特点及分类
（一） 冲击矿压现象
冲击矿压造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支 架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏 ， 还会引发或可能引发其它矿井灾害，尤其是瓦 斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾，干扰通风系统， 严重时造成地面震动和建筑物破坏等，是煤矿 重大灾害之一。
（二）冲击矿压的特点
矿井
门头沟 天池
抚顺
城子 大台矿 陶庄
房山
唐山
最小采深,/m
200
240
250
370
460
480
520
540
（2）煤岩的力学特征
1. 在一定的围岩与压力条件下，任何煤层中 的巷道或采场可能发生冲击矿压。
2. 煤的强度越高，引发冲击矿压所要求的应 力越小。
3 .煤的冲击倾向性是评价煤层冲击性的特征参 数之一。 对煤的冲击倾向性评价，主要采用煤的冲 击能量指数KE、弹性能量指数WET和动态 破坏时间DT。
（1）开采深度 统计分析表明，开采深度越大，冲击矿压
发生的可能性也越大。开采深度与冲击矿压 发生次数的关系如图11-1、11-2所示
图11-1 波兰采深与 冲击矿压的关系
W-冲击指数(开采百万吨煤 炭冲击矿压次数)
图11-2 天池煤矿采 深与冲击矿压的关系
N为冲击矿压次数
表11-1 中国煤矿条件下发生冲击矿压的最小采深
（一）影响冲击矿压危险状态的地质因素及指数
表11-4 影响冲击矿压危险状态的因素及指数
序号 1
2 3 4 5 6 7
因素 W1
W2 W3 W4 W5 W6 W7
危险状态的影响因素 发生过冲击矿压
开采深度
顶板硬厚岩层 （Rc≥60Mp a）距煤层
的距离 开采区域内的构造应
力集中
顶板岩层厚度特征参 数 Lst，/m
（2）中等冲击(II级)。抛出煤量在10~50t， 震级在l~2级的冲击矿压。
（3）强烈冲击(III级)。抛出煤量在50t以上， 震级在2级以上的冲击矿压 。
根据国内外的分类方法，冲击矿压可分为 由采矿活动引起的采矿型冲击矿压和由构造 活动引起的构造型冲击矿压。而采矿型冲击 矿压可分为压力型、冲击型和冲击压力型。 在某种程度上，构造型冲击矿压也可看作为 冲击型。 （四）冲击矿压和矿山震动对环境的影响
图11-13总能量与开采面积之间的关系图
二、冲击矿压发生的机理及判据
冲击矿压发生的物理过程，主要是说明煤、岩 介质变形破坏的力学过程，称为冲击矿压的机理。 目前对冲击矿压机理的认识可主要概括为： 强度理论 能量理论 冲击倾向理论
第三节 冲击矿压的预测预报及危险性评定
一、冲击矿压预测预报目标
冲击地压的预测主要包括时间、地点和规模 大小。目前主要采用的方法，包括根据采矿地 质条件确定冲击矿压危险的综合指数法，数值 模拟分析法，钻屑法等 。采矿地球物理方法， 包括微震法，声发射法，电磁辐射法，振动法， 重力法等，
第二节 冲击矿压发生机理
一、冲击矿压影响因素
（一） 冲击矿压影响因素分析 冲击矿压发生的原因是多方面的，但从
总的来说可以分为三类，即 自然地质因素（应力） 开采技术（采动应力集中） 组织管理措施（防治措施） 。
（二）地质条件对冲击矿压的影响
距离小于 50m 面接近煤层倾角剧烈变化的
皱曲距离小于 50m 面接近煤层侵蚀或合层部分 开采过上或下解放层，卸压
程度
采空区处理方式
影响因素的定义
>60m 60—30m
<30m 留顶煤或底煤厚度大于 1.0m
<3.0m 3.0—4.0m
>4.0m >300m 300—150m <150m 无煤柱或煤柱宽小于 3m 煤柱宽 3-10m 煤柱宽 10-15m 掘进面 回采面 掘进面 回采面 老巷已充填 老巷未充填 老巷已充填 老巷未充填 掘进面或回采面 接近上盘 接近下盘 >15°
苏联阿维尔申教授认为，煤层内的弹性能可由 体变弹性能Uv、形变弹性能Ut和顶板弯曲弹 性能Uw三部分组成，即 U U v Ut U w
q 2 L5 U w 8EJ
由以上两式可以看出，Uw与岩层悬伸长度的五 次方成正比，即L值越大，积聚的能量也越多。 一般，厚度越大的坚硬岩层越不易冒落，形成 的L值也就越大。
i 1
根据这两个指数，用下式就可确定出采掘工
作面周围冲击矿压危险状态等级评定的综合
指数Wt。
Wt max Wt1 ,Wt 2
Wt1 – 采矿地质因素确定的冲击矿压危险指数。 Wt2 – 开采技术因素确定的冲击矿压危险指数。
(四) 计算机模拟
分析冲击矿压区域内的应力分布状态和应力值 的大小是防治冲击矿压的基础。目前世界上比 较通用的分析模拟程度有FLAC、UDEC、 ANSYS等，其采用的方法主要是有限元法，边 界无法、离散元法等。
（2）上覆煤层工作面停采线和煤柱的影响
图11-11 巷道过上层停采线时E/W分布图
E/W 为观测范围内单位生产煤量所产生的震动能量(J/t)，
图11-12 采面过上层残采区时E/W分布图
（3）采空区的影响
当工作面接近已有的采空区，其距离为 20~30m时，冲击矿压危险性随之增加。 （4）开采区域的影响 在煤层开采面积增加的情况下，岩体的震动 能量也随之增加。研究表明，当开采面积为 3万平方m时，释放的单位面积的震动能量 为最大。
（1）突发性 （2）瞬时震动性 （3) 巨大破坏性 (4) 复杂性
(三） 冲击矿压分类 冲击矿压按其显现强度、释放的能量等进
行分类,根据冲击的显现强度，可分为四类： (1）弹射 （2）矿震
（3）弱冲击 （4）强冲击
根据震级强度和考虑抛出的煤量，可将冲 击矿压分为三级：
（1）轻微冲击(I级)。抛出煤量在10t以下， 震级在1级以下的冲击矿压。
二、冲击矿压危险性等级的划分原则
根据冲击矿压发生的原因，冲击矿压的预测 预报、危险性评价及冲击矿压的治理，可以对 冲击矿压的危险程度按冲击矿压危险状态等级 评定可分为五级。
A.无冲击危险 B.弱冲击危险 C.中等冲击危险 D.强冲击危险 E.不安全
三、综合指数法
综合指数法就是在分析已发生的各种冲 击矿压灾害的基础上，分析各种采矿地质因 素对冲击矿压发生的影响，确定各种因素的 影响权重，然后将其综合起来，建立的冲击 矿压危险性预测预报的一种方法。
煤的抗压强度
煤的冲击能量指数 WET
影响因素的定义 该煤层未发生过冲击矿压
该层发生过冲击矿压 采用同种作业方式在该层和煤柱
中多次发生过冲击矿压 小于 500m 500~700m 大于 700m >100m 100~50m <50m >10%正常 >20%正常 >30%正常 <50 ≥50 Rc≤16Mp a Rc>16Mp a WET <2 2≤WET<5 WET≥5
弱冲击倾向性 Rc≤16MPa 强冲击倾向性 Rc＞16Mpa
（3）顶板岩层的结构特点
顶板岩层结构，特别是煤层上方坚硬，厚 层砂岩顶板是影响冲击矿压发生的主要因素 之一，其主要原因是坚硬厚层砂岩顶板容易 聚积大量的弹性能。在坚硬顶板破断过程中 或滑移过程中，大量的弹性能突然释放，形 成强烈震动，导致顶板煤层型（冲击压力型） 冲击矿压或顶板型（冲击型）冲击矿压。
W8 W9 W10 W11 W12
危险状态的影响因素 工作面距残留区或停采线的
垂直距离
未卸压的厚煤层 未卸压一次采全高的煤厚
两侧采空，工作面斜长为
沿采空区掘进巷道
接近采空区的距离小于 50m
接近煤柱的距离小于 50m
掘进头接近老巷的距离小于 50m
采面接近老巷的距离小于 30m
面接近分叉的距离小于 50m 面接近落差大于 3m 断层的
图11-7 顶板弯曲弹性能的计算图 a—初次垮落时；b—周期垮落时
煤层厚度对发生冲击矿压也有影响，煤层越厚， 发生冲击矿压越多，越强烈。 煤的湿度也有影响作用。因为煤层含水后，可 使煤层的弹性减小，强度降低，塑性增加，能 减缓发生冲击矿压的危险。
（4） 地质动力因素
实践证明，冲击矿压经常发生在向斜轴部， 特别是构造变化区，断层附近，煤层倾角变 化带，煤层皱曲，构造应力带。 图11-8为冲击矿压次数与巷道距断层距离间的 关系。
表11-3 冲击矿压发生的区域分布
序号 1 2 3 4 5
6
发生冲击矿压的地点 采空区边的原煤体（60m）
采动压力影响的原煤体 采动压力区外靠近采空区 采动压力区内靠近采空区 采动压力区内靠采空区的原煤体（60m）
总数 采动压力区外的原煤体
垮落面近旁
充填面近旁
9.4
-
27.4
5.9
10.4
0.9
11.3
第十一章煤矿动压现象及其控制
第一节 冲击矿压现象形成特点及分类 第二节 冲击矿压发生机理 第三节 冲击矿压的预测预报及危险性评定 第四节 冲击矿压的防治 第五节 顶板大面积来压
煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大 量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发 生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现 声响、震动以及气浪等明显的动力效应。这些 现象统称为煤矿动压现象。它具有突然爆发的 特点，有的能形成强烈暴风，危害程度比一般 矿山压力显现程度更为严重 。根据动压现象 的一般成因和机理，可把它归纳为三种形式， 即冲击矿压、顶板大面积来压和煤与瓦斯突出。 前两者完全属于矿山压力的研究范畴。
冲击矿压危险指数 -2 0 3
0 1 2 0 1 3 1 2 3 0 2 0 2 0 2 4
（二）影响冲击矿压危险状态的开采技术因素及
指数
表11-5 开采 技术条件影响冲 击矿压危险状态 的因素及指数
序号 1 2 3 4 5 6
7
8 9 10 11 12
因素 W1 W2 W3 W4 W5 W6
W7
钻孔深度/煤层厚度
1.5
1.5~33Fra bibliotek钻屑量指数
1.5
2~3
图11-3 冲击能量指 数KE计算图
在单轴压缩状态下，煤样的全“应力—应变”
曲线峰值C前所积聚的变形能ES与峰值后所消耗的 变形能EX之比值
图11-4 弹性能指数WET计算图
WET
sp st
图11-5 动态破坏 时间Dt曲线
煤样在常规单轴压缩试验条件下，从极限 载荷到完全破坏所经历的时间
表11-2 煤的冲击倾向鉴定指标值
6.6
2.8
-
61.3
13.2
24.5
图11-10 发生冲击矿压的区域分布示意图
（1）开采设计和开采顺序
当在几个煤层中同时布置几个采面时，采面的 布置方式和开采顺序将强烈影响煤岩体内的应 力分布。 冲击矿压经常出现在采面向采空区推进时；在 距采空区15~40m的应力集中区内掘进巷道； 两个采面相向推进时及两个近距离煤层中的两 个采面同时开采时。
指标 动态破坏时间 DT/ms 冲击能量指数 KE/kJ
弹性能量指数 WET
强冲击 ≤50 ≥5.0 ≥5.0
强冲击
弱冲击 50~500 5.0~1.5 5.0~2.0 弱冲击
无冲击 ＞500 ＜1.5 ＜2.0
对煤的试样研究表明,煤试块的冲击性在其单向
抗压强度为Rc=16~20MPa时变化较大，当煤的 单向抗压强被小于Rc＜16MPa时,煤试块要发生 冲击,就需要较大的压应力。
数值模拟方法只能作为一种近似方法使用， 多年实践证明，数值模拟结果对于确定冲击矿 压危险区域是有效的。
(五) 钻屑法 根据钻屑量预测冲击矿压危险时，常采用钻出
煤粉量与正常排粉量之比，做为衡量冲击危险的 指标。煤粉量比值用体积或重量比表示，它又称 为钻屑量指数 ：
K * Vb Vz
表11-6 判别工作地点冲击矿压危险性的钻屑量指数
掘进面或回采面 弱 中等 好
充填法 垮落法
冲击矿压危险指数 0 2 3 3 0 1 3 0 2 4 0 2 4 2 3 1 3 1 2 1 2 3 1 2 2
2 -2 -4 -8 2 0
（三）冲击矿压危险程度的预测预报
n1
Wi
W i 1
t1
n1
Wi max
i 1
n2
Wi
W i 1
t2
n2
Wi m ax
图 11-8 冲击矿压与距断层距离的关系
褶皱是岩层在水平应力挤压下形成的，这种 褶皱大部分在沉积岩层中形成。对于巷道及 采面来说，在皱曲的各个部位，出现的危险 性是不一样的，
图11-9 皱曲部分的受力状态及危险性
（三）开采技术对冲击矿压的影响
冲击矿压大多数发生在巷道(72.6%)，采场则 较少(27.4%)。残采区和停采线对冲击矿压发 生影响较大。从统计结果看，89%的冲击矿 压发生在残采区，停采线，断层区域或煤层 超采的地方。发生冲击矿压的区域见表11-3和 图11-10所示。
第一节 冲击矿压现象形成特点及分类
（一） 冲击矿压现象
冲击矿压造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支 架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏 ， 还会引发或可能引发其它矿井灾害，尤其是瓦 斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾，干扰通风系统， 严重时造成地面震动和建筑物破坏等，是煤矿 重大灾害之一。
（二）冲击矿压的特点
矿井
门头沟 天池
抚顺
城子 大台矿 陶庄
房山
唐山
最小采深,/m
200
240
250
370
460
480
520
540
（2）煤岩的力学特征
1. 在一定的围岩与压力条件下，任何煤层中 的巷道或采场可能发生冲击矿压。
2. 煤的强度越高，引发冲击矿压所要求的应 力越小。
3 .煤的冲击倾向性是评价煤层冲击性的特征参 数之一。 对煤的冲击倾向性评价，主要采用煤的冲 击能量指数KE、弹性能量指数WET和动态 破坏时间DT。
（1）开采深度 统计分析表明，开采深度越大，冲击矿压
发生的可能性也越大。开采深度与冲击矿压 发生次数的关系如图11-1、11-2所示
图11-1 波兰采深与 冲击矿压的关系
W-冲击指数(开采百万吨煤 炭冲击矿压次数)
图11-2 天池煤矿采 深与冲击矿压的关系
N为冲击矿压次数
表11-1 中国煤矿条件下发生冲击矿压的最小采深
（一）影响冲击矿压危险状态的地质因素及指数
表11-4 影响冲击矿压危险状态的因素及指数
序号 1
2 3 4 5 6 7
因素 W1
W2 W3 W4 W5 W6 W7
危险状态的影响因素 发生过冲击矿压
开采深度
顶板硬厚岩层 （Rc≥60Mp a）距煤层
的距离 开采区域内的构造应
力集中
顶板岩层厚度特征参 数 Lst，/m
（2）中等冲击(II级)。抛出煤量在10~50t， 震级在l~2级的冲击矿压。
（3）强烈冲击(III级)。抛出煤量在50t以上， 震级在2级以上的冲击矿压 。
根据国内外的分类方法，冲击矿压可分为 由采矿活动引起的采矿型冲击矿压和由构造 活动引起的构造型冲击矿压。而采矿型冲击 矿压可分为压力型、冲击型和冲击压力型。 在某种程度上，构造型冲击矿压也可看作为 冲击型。 （四）冲击矿压和矿山震动对环境的影响
图11-13总能量与开采面积之间的关系图
二、冲击矿压发生的机理及判据
冲击矿压发生的物理过程，主要是说明煤、岩 介质变形破坏的力学过程，称为冲击矿压的机理。 目前对冲击矿压机理的认识可主要概括为： 强度理论 能量理论 冲击倾向理论
第三节 冲击矿压的预测预报及危险性评定
一、冲击矿压预测预报目标
冲击地压的预测主要包括时间、地点和规模 大小。目前主要采用的方法，包括根据采矿地 质条件确定冲击矿压危险的综合指数法，数值 模拟分析法，钻屑法等 。采矿地球物理方法， 包括微震法，声发射法，电磁辐射法，振动法， 重力法等，