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摘要：随着我国煤矿开采深度的增加和开采强度的增大，冲击地压矿井的数量明显增多，冲击强度明显增大。冲击地压已成为威胁我国深部煤炭资源开采的主要动力灾害之一。基于此，以下对冲击地压灾害综合监测预警技术研究及应用进行了探讨，以供参考。
关键词：冲击地压灾害；综合监测；预警技术；研究及应用
引言
冲击地压监测预警技术是冲击地压防治的重要环节，对降低和避免冲击地压灾害具有重要意义。现有的冲击地压预警监测方法可分为两类，一类是以钻屑法为主的岩石力学方法，另一类是以地音、微震为代表的地球物理方法。但由于我国煤矿地质条件复性杂决定了冲击地压灾害的致灾因素具有多样性，不同的煤矿对技术的掌握程度和关键指标的合理性差别很大，单一的冲击地压灾害预警技术已无法满足矿井安全生产的要求。
1煤矿冲击地压显现特征
我国对于煤矿的需求日益增加，因此煤矿的挖掘量也在不断提升，这也就意味着更多的煤矿将会受到严重的冲击灾害。目前，在全世界范围内对煤矿的冲击地压已经展开了一系列的探索，特别是对冲击地压发生的因素以及避免的方法，这一部分内容得到了一些较有成效的策略，但是对冲击地压的精准预测仍然是难以完成的复杂任务。主要是因为以目前的科技，还很难达到对冲击地压的整个发生规律进行深入了解，同时也很难对冲击地压的特征进行深入的探索和监测。不仅如此，因为不同的煤矿拥有不一样的地质，因此也会有各种各样的预警方式。针对不一样的地质情况，需要使用具有差异化的预警方式，而且因为使用不同的预警方式监测到的数据并不能够做到完全一致，这也让调研人员在调查的过程当中遇到很多难题。本文主要探索的煤矿冲击地压灾害预警方式，主要是通过对一系列的数据进行分析监测，在预警方面主要提出了设计震动场以及应力场的综合预警方式。首先，对煤矿冲击地压进行空间分析，可以发现绝大部分的冲击地压，都会出现在煤矿巷道的内侧，特别是一些冲击地压发生第二事故，都会出现在采掘煤矿的期间，尤其是超前巷道以及沿空侧巷道。不仅如此，冲击地压所发生的区域，一般来说都会同时产生极为猛烈的矿震，而矿震的源头以及具体冲击的地点都会产生在一些不一样的地方，水平方向测量的话可以发现，这些地点会相距150米左右。冲击矿压在发生的时候，很容易在煤矿挖掘面一、二、三、四角的采空区同时出现岩爆的现象，并且因为不同的冲击事故，产生并且出现地震应力波，所以在工作面出现了很大面积的破碎硬顶的时候，就极为容易出现岩爆的现象，如果冲击出现在采矿形成的高应力集中区区域，那么抗震和产生的能量更多的情况下，就更容易导致冲击的发生。
2冲击地压的因素
冲击地压的形式都是因为煤岩体中的静载应力，以及矿震动载应力同时产生一定的因素而导致的。这二者之间的差异及主要发生原因，就是因为静载应力以及动载应力在发生过程当中，所产生的力量大小有一定的差异。所以，可以知道冲击地压是煤矿采掘空间周围的媒体中，静载以及矿震叠加，超过一定的范围就会让煤体出现破坏，而使得煤岩体当中的弹性和振动波输入量用于媒体破裂耗散。
3监测预警技术和方法
3.1电磁辐射监测技术
煤在荷载作用下，岩石会变形破坏，并且生成电磁辐射，这一现象引发于应力，由于应力作用，对非均质性煤岩体产生非均匀变速形变，从而导致这种情况，电磁辐射强度和脉冲与载荷和变形速度有关，载荷和变形的电磁波辐射强度和脉冲上升率将增加，煤岩试样在冲击破坏前，电磁辐射的强度一般会保持在一定的值，但是在冲击破坏时，电磁辐射的强度会突然增加。煤的变形和破坏的电磁辐射和煤体的应力状态是耦合关系。为此，建立了电磁辐射的分类预报技术和监测风险的监测技术。
3.2多参量综合监测预警技术
冲击地压监测预警的困难在于监测预警的指标选取和临界值的确定。
现场实践表明，仅采用单一参量很难系统监测某一区域冲击危险性，采用多种方法，在时间及空间上对冲击地压进行监测预警是提高监测预警准确性的有效途径。以崔木煤矿为工程背景，根据应力和围岩整体强度的冲击危险性判别方法，建立冲击地压多参量监测预警模型，针对不同监测参量及装备预警指标多样化，研究各个监测参量预警指标的定量化表示方法，探索冲击地压多参量联合预警算法，开发冲击地压监控平台，实现多参量实时在线联合监测预警冲击地压，具有以下功能。
3.3电荷监测技术
煤岩微破裂会导致摩擦作用共同产生煤岩变形破坏过程的电荷感应信号和裂隙尖端电荷分离，其中电荷感应强度与煤岩的负载增加的负荷有一定关系，电荷感应信号会更强，在电荷感应信号强度达到最大值的时候，煤岩破裂，电荷感应信号强度后将逐渐减小。煤岩充量监测技术基于岩爆的“失稳机理”，且电荷感应信号强度越强，岩爆发生的可能性越大。
3.4弹性波和震动波CT探测技术
该技术即地震层析成像技术，其工作原理是利用地震波射线对工作面的煤岩体进行透视，通过观测地震波走时和能量衰减，对工作面的煤岩体进行成像。地震波传播通过工作面煤岩体时，煤岩体上所受的应力越高，震动传播的速度就越快。通过震动波速的反演，可以确定工作面范围内的震动波速度场的分布规律，根据波速与应力的正相关性，可确定工作面范围内应力场的大小，从而划分出高应力区和高冲击地压危险区域。根据震源不同分为主动CT(弹性波CT，震源位置由人工激发，位置已知)和被动CT(震动波CT，基于微震监测系统，利用煤矿开采诱发的矿震，其震源位置未知且不可控)。
3.5分区分级监测预警技术
它是采用综合指数法、多因素耦合法、微震法、电磁辐射法和钻屑法等相结合，在时间上从早期冲击危险预测到即时预测，在空间上从区域预测到局部、点预测，逐级排除和确认冲击危险，划分出不同的危险区域并给出其危险程度，实现分区分级预测。冲击危险程度量化分为4级进行预测，分别为无冲击危险、弱冲击危险、中等冲击危险和强冲击危险。根据冲击危险程度，采取相应的防治对策。
4多参量综合测量预警技术的应用
因为钻屑量监测一般来说都在很大的范围内，因此高波速区的钻屑量是有一定高度的，低波速区的钻屑量相对而言较少。如果和中产线相距80米的地方是高波速区，那么就可以知道高波速区以及低波速区之间的钻屑量是有很大差异的，电磁辐射监测一般来说，在7到22米之间，而且高波速区的电磁辐射相对而言更高，低波速区的电磁辐射一般来说更低。压力传感器监测的范围一般在12到18米，而工作面推进传感器一般来说在125米，不同传感器压力也会出现急剧升高的情况，以上这些检测方法按照不同角度对震动周边进行数据的监测，这种监测其范围和准确度相对而言都是较为有限的，所以在实际监测的时候，只是使用一种检测方法，是很难得到更加准确结果的。
结束语
冲击地压的监测预警主要从静载应力场和震动场两方面，单一监测方法难以实现对冲击地压的准确预警，而联合多种方法涉及震动场和应力场的多参量综合监测预警技术能显著提高冲击地压预警效果。
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