“冲击地压防治是煤矿安全的世界性难题。”在国家矿山安全监察局近日组织开展的“矿山安全科技进龙江”活动中，中国工程院院士潘一山聚焦“我国冲击地压防治的七个大问题”，作了专题报告。
据介绍，目前，我国现有冲击地压矿井138处，分布在山东、陕西、内蒙古、甘肃、新疆等13个地区，其中仅东北三省就有25处，占18.1%。
“近年来，在国家矿山安全监察局的领导下，通过全行业的共同努力，煤矿冲击地压得到基本控制。过去40年，冲击地压事故起数、死亡人数、百万吨死亡率均大幅下降，冲击地压事故发生的间隔天数越来越大。”潘一山指出，“尽管如此，当下仍面临冲击地压参与的复合灾害、矿震频发等问题，需要在冲击地压煤层智能安全高效开采、法规建设和技术普及等方面发力克难，实现‘零冲击’。”
警惕耦合灾害频发
“冲击地压是煤矿井下巷道或工作面周围煤岩体弹性变形能瞬时释放而产生的突然、剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体瞬间位移、抛出、巨响以及气浪等，并造成设备损坏及人员伤亡。”潘一山解释说，无论煤层薄厚，综采、炮采，各种地质和开采条件下都可能发生冲击地压。
“极端条件下冲击地压更加严重。”他举例说，比如河南义马矿区大型逆冲断层、山东巨厚红土层、内蒙古鄂尔多斯矿区湖相沉积顶板、新疆乌东急倾斜煤层和千米深井的冲击地压，影响更大。
潘一山表示，矿井埋深越大，冲击地压破坏越严重。当前，我国冲击地压矿井平均埋深已达738米，冲击地压与瓦斯突出、自然发火、冒顶、突水、油气喷出等灾害之间呈现耦合发生或相互诱发的情况。
据介绍，我国目前有冲击地压瓦斯突出复合灾害矿井47处、冲击地压冒顶复合灾害矿井98处、冲击地压突水复合灾害矿井41处，兼具冲击危险、发火危险矿井62处。
“冲击地压与油气喷出复合灾害同样需要关注。黄陵、焦坪、旬耀、彬长和永陇等矿区是我国典型的煤油气共存矿区，也是冲击地压较为严重区域。”潘一山指出，带压的油气赋存于煤层顶板、底板岩层中，与冲击地压的孕育发生相互耦合，从而形成冲击地压油气喷出复合灾害。
他表示，针对冲击地压参与的复合灾害，必须进行一体化监测预警和防治。具体而言，要对冲击地压、顶板、瓦斯、火、水、油气的关键指标进行同步监测预警，降低复合灾害发生的环境应力，增大临界应力，测硫仪，降低释放能量，增加吸收能量，实现冲击地压参与的复合灾害的一体化协同防治。
“我们必须认识到，今后发生的冲击地压都可能不是单一冲击地压灾害。如果还当成一种灾害去治理，必然会吃亏后悔，导致误报、漏报、防治无效等。”潘一山直言。
对于近年来矿震多发频发现象，潘一山指出：“必须改变‘只要开采就有矿震’的错误观念，高能量矿震还是有原因的。必须改变‘矿震是断层发育矿井深部开采才会发生’的传统观念，浅部顶板断裂层间错动也能诱发矿震。必须改变‘矿震井下没有可见破坏就可少管’的任性观念，大能量矿震导致矿井停产、造成地面社会人员恐慌以及可能诱发井下冲击也必须管控。震和冲的机理不同，要找到有效措施，确保震和冲协同治理。”
监测方法有待完善
准确监测是防治冲击地压的前提。《防治煤矿冲击地压细则》第四十六条规定：冲击地压矿井必须建立区域与局部相结合的冲击危险性监测制度，区域监测应当覆盖矿井采掘区域，局部监测应当覆盖冲击地压危险区，区域监测可采用微震监测法等，局部监测可采用钻屑法、应力监测法、电磁辐射法等。
潘一山指出，目前使用的微震监测法、钻屑法、应力监测法等都有待进一步完善。
今年2月至3月，国家矿山安全监察局两次组织人员分赴内蒙古、河南、陕西、山东、吉林等地，对部分冲击地压矿井微震监测系统使用情况进行调研，发现系统软件能量计算方法差别大、传感器频率监测范围不足、不同系统监测能量不统一等问题。
对此，潘一山建议，微震监测的突破要从三方面着力：一是研发新型微震传感器，打破国外技术壁垒；二是突破微震能量及震级的算法；三是开展井上井下联合微震监测，提高垂直定位精度。
对于钻屑法，潘一山指出，目前广泛使用的手持钻机作业存在工人作业强度大、钻机动力不足等问题。随着钻孔深度增加，手持式钻机导屑速度变慢，会造成钻杆卡钻。为避免卡钻，钻屑孔深度通常达不到设计深度。对此，他建议，可以发展智能多参量液压履带钻车，开展钻头破岩效率及钻屑粒径分布规律试验，研发内排式钻屑法。
至于应力监测法，目前存在不同监测点监测数据差距较大、监测存在盲区、监测结果仅能代表监测点的应力状态等问题。
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