內容簡介
衝擊礦壓是礦山開采中發生的煤岩動力現像之一。這種動力災害通常是在煤岩力學繫統達到極限強度時，聚積在煤岩體中的彈性能量以突然、急劇、猛烈的形式釋放，在井巷發生爆炸性事故，造成煤岩體振動和破壞，動力將煤岩拋向井巷，同時發出強烈聲響，造成支架與設備、井巷的破壞，人員的傷亡等。衝擊礦壓還可能引發其他礦井災害，尤其是瓦斯、煤塵爆炸、火災以及水災，干擾通風繫統，強烈的衝擊礦壓還會造成地面建築物的破壞和倒塌等。衝擊礦壓以其發生原因復雜，影響因素多，發生突然，破壞性極大而成為礦山岩石力學、礦山壓力研究中的重大問題。
衝擊礦壓始於1738年的英國煤礦。從那時起到現在的200多年歷史中，包括我國在內的世界各采礦國家，如德國、南非、蘇聯、波蘭、捷克、加拿大、日本和美國等20多個國家和地區均受到衝擊礦壓的威脅。許多國家和地區對衝擊礦壓問題給予了極大的關注和投入。
對於衝擊礦壓問題的研究，主要集中在三個研究方向上。一是衝擊礦壓發生機理的研究；二是衝擊礦壓危險性分析、監測與預測技術的研究；三是衝擊礦壓治理措施的研究。衝擊礦壓是礦山開采中發生的煤岩動力現像之一。這種動力災害通常是在煤岩力學繫統達到極限強度時，聚積在煤岩體中的彈性能量以突然、急劇、猛烈的形式釋放，在井巷發生爆炸性事故，造成煤岩體振動和破壞，動力將煤岩拋向井巷，同時發出強烈聲響，造成支架與設備、井巷的破壞，人員的傷亡等。衝擊礦壓還可能引發其他礦井災害，尤其是瓦斯、煤塵爆炸、火災以及水災，干擾通風繫統，強烈的衝擊礦壓還會造成地面建築物的破壞和倒塌等。衝擊礦壓以其發生原因復雜，影響因素多，發生突然，破壞性極大而成為礦山岩石力學、礦山壓力研究中的重大問題。
衝擊礦壓始於1738年的英國煤礦。從那時起到現在的200多年歷史中，包括我國在內的世界各采礦國家，如德國、南非、蘇聯、波蘭、捷克、加拿大、日本和美國等20多個國家和地區均受到衝擊礦壓的威脅。許多國家和地區對衝擊礦壓問題給予了極大的關注和投入。
對於衝擊礦壓問題的研究，主要集中在三個研究方向上。一是衝擊礦壓發生機理的研究；二是衝擊礦壓危險性分析、監測與預測技術的研究；三是衝擊礦壓治理措施的研究。
衝擊礦壓發生機理十分復雜。各國學者在對衝擊礦壓現場調查及實驗室研究的基礎上，從不同角度相繼提出了一繫列的重要理論，如強度理論、剛度理論、能量理論、衝擊傾向理論、三準則和變形繫統失穩理論等。20世紀50年代提出的強度理論認為，產生衝擊礦壓時支架—圍岩力學繫統將達到力學極限狀態；剛度理論認為，礦山結構的剛度大於圍岩—支架剛度是產生衝擊礦壓的必要條件；能量理論則認為礦山開采中如果支架—圍岩力學繫統在其力學平衡狀態破壞時的能量大於所消耗的能量時即發生衝擊礦壓；衝擊傾向理論認為煤岩層衝擊傾向性是煤岩介質的固有屬性，是產生衝擊礦壓的內在因素；變形繫統失穩理論則認為，煤岩體內部高應力區局部形成應變軟化，與尚未形成應變軟化的介質處於非穩定平衡狀態，在外界擾動下動力失穩，形成衝擊礦壓等。
要防治衝擊礦壓的發生，首先要對可能發生的衝擊礦壓危險進行評定，確定發生衝擊礦壓的危險等級並進行預測預報。目前對於衝擊礦壓危險性分析、預測主要采用采礦方法，包括根據采礦地質條件確定衝擊礦壓危險的綜合指數法、數值模擬分析法、鑽屑法和煤岩層衝擊礦壓傾向性分類法等；采礦地球物理方法，包括微震法、聲發射法、電磁輻射法、振動法和重力法等。通過采用上述衝擊礦壓危險性評價及預測預報方法，可以達到準確預測衝擊礦壓可能發生的地點和位置，較準確地確定衝擊礦壓發生的強度和震動釋放能量的大小。
而對於衝擊礦壓的治理措施，主要從戰略性的防御和主動解危兩個方面進行。戰略性的防御措施主要有開采解放層，在進行開采設計時，選擇合適的開采順序、開采方法和采煤工藝，力爭消除形成衝擊礦壓發生的因素。衝擊礦壓的主動解危措施主要有卸壓爆破、煤層注水、鑽孔卸壓和定向裂縫法等方法。這些方法的應用，減弱或消除了衝擊礦壓的危險，取得了很好的治理效果。
《煤礦開采衝擊礦壓災害防治》是在《衝擊礦壓防治理論與技術》（竇林名，何學秋著，中國礦業大學出版社出版）的基礎上，廣泛參閱前人研究成果，根據作者及其課題組（其中包括陸菜平博士、牟宗龍博士、謝耀社副教授、方新秋副教授、高明仕博士、秦玉紅碩士、姚精明碩士、張小濤碩士、李志華碩士、曹安業博士、張軍碩士、陳國祥碩士等）幾年來在衝擊礦壓理論研究成果與工程實踐而完成的。全書組織了大量的素材，自成體繫，並附有大量的圖表來說明問題，易於理解和學習。
衷心感謝岑傳鴻教授、何學秋教授對作者的關心和培養；感謝錢鳴高院士、周世寧院士、段克信教授的幫助和支持；感教授、劉貞堂副教授、陳學華副教授、谷德鐘老師等的幫助和支持，感謝徐州礦業集團三河尖煤礦、權臺煤礦，大屯孔莊煤礦，新汶華豐煤礦，兗州礦業集團東灘煤礦，濟寧二號煤礦、濟寧三號煤礦，義馬千秋煤礦，平頂山技術中心、十一礦，古城煤礦，棗莊陶莊煤礦，中國礦業大學岩控中心等單位的大力支持。
本書中有許多關於衝擊礦壓理論與實踐方面的新思想和新觀念，其中某些有待於進行更深入細致的研究。由於作者水平有限，書中疏漏謬誤之處在所難免，敬請讀者不吝指正。
衝擊礦壓始於1738年的英國煤礦。從那時起到現在的200多年歷史中，包括我國在內的世界各采礦國家，如德國、南非、蘇聯、波蘭、捷克、加拿大、日本和美國等20多個國家和地區均受到衝擊礦壓的威脅。許多國家和地區對衝擊礦壓問題給予了極大的關注和投入。
對於衝擊礦壓問題的研究，主要集中在三個研究方向上。一是衝擊礦壓發生機理的研究；二是衝擊礦壓危險性分析、監測與預測技術的研究；三是衝擊礦壓治理措施的研究。衝擊礦壓是礦山開采中發生的煤岩動力現像之一。這種動力災害通常是在煤岩力學繫統達到極限強度時，聚積在煤岩體中的彈性能量以突然、急劇、猛烈的形式釋放，在井巷發生爆炸性事故，造成煤岩體振動和破壞，動力將煤岩拋向井巷，同時發出強烈聲響，造成支架與設備、井巷的破壞，人員的傷亡等。衝擊礦壓還可能引發其他礦井災害，尤其是瓦斯、煤塵爆炸、火災以及水災，干擾通風繫統，強烈的衝擊礦壓還會造成地面建築物的破壞和倒塌等。衝擊礦壓以其發生原因復雜，影響因素多，發生突然，破壞性極大而成為礦山岩石力學、礦山壓力研究中的重大問題。
衝擊礦壓始於1738年的英國煤礦。從那時起到現在的200多年歷史中，包括我國在內的世界各采礦國家，如德國、南非、蘇聯、波蘭、捷克、加拿大、日本和美國等20多個國家和地區均受到衝擊礦壓的威脅。許多國家和地區對衝擊礦壓問題給予了極大的關注和投入。
對於衝擊礦壓問題的研究，主要集中在三個研究方向上。一是衝擊礦壓發生機理的研究；二是衝擊礦壓危險性分析、監測與預測技術的研究；三是衝擊礦壓治理措施的研究。
衝擊礦壓發生機理十分復雜。各國學者在對衝擊礦壓現場調查及實驗室研究的基礎上，從不同角度相繼提出了一繫列的重要理論，如強度理論、剛度理論、能量理論、衝擊傾向理論、三準則和變形繫統失穩理論等。20世紀50年代提出的強度理論認為，產生衝擊礦壓時支架—圍岩力學繫統將達到力學極限狀態；剛度理論認為，礦山結構的剛度大於圍岩—支架剛度是產生衝擊礦壓的必要條件；能量理論則認為礦山開采中如果支架—圍岩力學繫統在其力學平衡狀態破壞時的能量大於所消耗的能量時即發生衝擊礦壓；衝擊傾向理論認為煤岩層衝擊傾向性是煤岩介質的固有屬性，是產生衝擊礦壓的內在因素；變形繫統失穩理論則認為，煤岩體內部高應力區局部形成應變軟化，與尚未形成應變軟化的介質處於非穩定平衡狀態，在外界擾動下動力失穩，形成衝擊礦壓等。
要防治衝擊礦壓的發生，首先要對可能發生的衝擊礦壓危險進行評定，確定發生衝擊礦壓的危險等級並進行預測預報。目前對於衝擊礦壓危險性分析、預測主要采用采礦方法，包括根據采礦地質條件確定衝擊礦壓危險的綜合指數法、數值模擬分析法、鑽屑法和煤岩層衝擊礦壓傾向性分類法等；采礦地球物理方法，包括微震法、聲發射法、電磁輻射法、振動法和重力法等。通過采用上述衝擊礦壓危險性評價及預測預報方法，可以達到準確預測衝擊礦壓可能發生的地點和位置，較準確地確定衝擊礦壓發生的強度和震動釋放能量的大小。
而對於衝擊礦壓的治理措施，主要從戰略性的防御和主動解危兩個方面進行。戰略性的防御措施主要有開采解放層，在進行開采設計時，選擇合適的開采順序、開采方法和采煤工藝，力爭消除形成衝擊礦壓發生的因素。衝擊礦壓的主動解危措施主要有卸壓爆破、煤層注水、鑽孔卸壓和定向裂縫法等方法。這些方法的應用，減弱或消除了衝擊礦壓的危險，取得了很好的治理效果。
《煤礦開采衝擊礦壓災害防治》是在《衝擊礦壓防治理論與技術》（竇林名，何學秋著，中國礦業大學出版社出版）的基礎上，廣泛參閱前人研究成果，根據作者及其課題組（其中包括陸菜平博士、牟宗龍博士、謝耀社副教授、方新秋副教授、高明仕博士、秦玉紅碩士、姚精明碩士、張小濤碩士、李志華碩士、曹安業博士、張軍碩士、陳國祥碩士等）幾年來在衝擊礦壓理論研究成果與工程實踐而完成的。全書組織了大量的素材，自成體繫，並附有大量的圖表來說明問題，易於理解和學習。
衷心感謝岑傳鴻教授、何學秋教授對作者的關心和培養；感謝錢鳴高院士、周世寧院士、段克信教授的幫助和支持；感教授、劉貞堂副教授、陳學華副教授、谷德鐘老師等的幫助和支持，感謝徐州礦業集團三河尖煤礦、權臺煤礦，大屯孔莊煤礦，新汶華豐煤礦，兗州礦業集團東灘煤礦，濟寧二號煤礦、濟寧三號煤礦，義馬千秋煤礦，平頂山技術中心、十一礦，古城煤礦，棗莊陶莊煤礦，中國礦業大學岩控中心等單位的大力支持。
本書中有許多關於衝擊礦壓理論與實踐方面的新思想和新觀念，其中某些有待於進行更深入細致的研究。由於作者水平有限，書中疏漏謬誤之處在所難免，敬請讀者不吝指正。
