在煤炭资源丰富的鄂尔多斯盆地，深部开采带来的冲击地压灾害一直是制约矿井安全生产的重大难题。然而，这一困境正在被逐渐打破。在此前举办的“矿山安全科技进内蒙古”活动中，中国煤炭科工集团首席科学家、煤炭科学技术研究院有限公司安全分院副院长赵善坤分享了团队研发的“煤矿冲击地压力构协同防控关键技术”，不仅为鄂尔多斯地区的矿井带来了安全生产的曙光，更为全国煤矿冲击地压防控树立了新的标杆。
一、深部开采的“达摩克利斯之剑”
“煤炭是我国主体能源，经济发达的中东部地区浅部资源逐渐枯竭，深部煤炭资源开采势在必行。”赵善坤在演讲中表示，随着我国煤炭开采深度的不断增加，冲击地压灾害的发生频率和强度也在显著上升。据国家煤矿安全监察局最新调研报告，冲击地压已在我国10多个省区、170余座矿井发生过显现，数量和范围还在扩展中。
鄂尔多斯盆地，作为我国五大煤田之一，横跨晋陕蒙甘宁五省区，已探明储量达到两千多亿吨。然而，这里的深部开采面临着前所未有的挑战。“鄂尔多斯盆地整体内部处于压剪区，冲击地压矿井几乎都分布在伊盟隆起和陕北斜坡的交界处。”赵善坤指出，深部开采不仅面临高地应力、高瓦斯、高温等复杂条件，还要应对厚硬顶板、煤柱失稳等地质构造因素，这些都为冲击地压的发生提供了条件。
二、智能监测与力构协同的双重奏
面对深部开采的冲击地压挑战，赵善坤团队走出了一条科技创新之路。他们研发的“煤矿冲击地压智能监测预警与力构协同防控关键技术”，不仅解决了冲击地压监测预警的难题，还提出了力构协同的防控理念，为煤矿安全生产提供了有力保障。
1. 智能监测：捕捉冲击地压的“蛛丝马迹”
“我们开发了高精度广域宽频井上下一体化联合微震监测系统，实现了覆岩结构的动态反演，事件定位精度和有效事件捕捉率大大提高。”赵善坤介绍道，这套系统能够捕捉频率0.1~1500Hz的矿山震动事件，有效拾取95%以上的震动事件，垂直定位误差控制在58米以内。
除了微震监测，赵善坤团队还研发了小孔径水压致裂和圆锥式孔底应变解除地应力快速测量成套装备，以及复杂地质结构模型精细化构建及高精度三维地应力场反演系统。这些技术的应用，为矿井提供了全方位、多层次的地应力监测数据，为冲击地压的预警和防控提供了科学依据。
2. 力构协同：构建防控新体系
“冲击地压的发生是应力和结构共同作用的结果。”赵善坤指出，传统的冲击地压防控方法往往侧重于单一因素的控制，难以达到理想效果。因此，他提出了“力构协同”的防控理念，即通过调整采场布局、优化开采参数、加强支护强度等措施，实现应力和结构的双重控制。
在这一理念指导下，赵善坤团队构建了以“吸能稳构、断链增耗、转移释放、让压阻抗”为核心的西部深井冲击地压“力-构”协同防控技术体系。这一体系不仅涵盖了冲击地压的预警、监测、防控等各个环节，还提出了针对性的工程实践方案，为矿井提供了全方位的技术支持。
三、工程实践：从理论到现实的跨越
赵善坤团队的“力构协同”技术不仅停留在理论层面，更在多个矿井得到了成功应用。其中，巴彦高勒煤矿的案例尤为典型。
巴彦高勒煤矿是鄂尔多斯地区的一座大型现代化矿井，开采深度超过600米，面临着严重的冲击地压威胁。在传统防控方法难以奏效的情况下，赵善坤团队被邀请前来“把脉问诊”。
“我们首先对矿井的地质构造、开采条件等进行了全面分析，然后提出了针对性的防控方案。”赵善坤回忆道，他们通过调整采区布置、改变推采方向、加强支护强度等措施，有效降低了矿井的冲击地压风险。同时，他们还应用了深孔顶板定向水压致裂技术，对关键岩层进行了弱化处理，进一步提高了矿井的安全性。
在防控方案的实施过程中，赵善坤团队与矿井技术人员紧密合作，不断优化调整防控参数，确保方案的有效实施。经过近一年的努力，巴彦高勒煤矿的冲击地压风险得到了有效控制，矿井实现了安全高效生产。
四、深部开采的未来展望
随着煤炭开采深度的不断增加，冲击地压防控工作将面临更加严峻的挑战。然而，赵善坤对此充满信心。“我们有信心也有能力克服这些挑战。”他表示，“未来，我们将继续深化冲击地压防控技术的研究和应用推广工作，为煤矿安全生产提供更加有力的技术保障。”
在赵善坤的规划中，未来的研究将更加注重多学科交叉融合和新技术应用。他计划将大数据、人工智能等先进技术引入冲击地压防控领域，实现冲击地压的智能化监测和预警。同时，他还将加强与国内外同行的交流与合作，共同推动煤矿冲击地压防控技术的进步与发展。
此外，赵善坤还提出了一个更为宏大的目标——构建煤矿全生命周期的安全管理体系。“我们要从矿井设计、开采、回采等各个环节入手，全面考虑冲击地压等动力灾害的防控问题。”他说，“通过构建全生命周期的安全管理体系，实现煤矿安全生产的可持续发展。”
结语
在赵善坤团队的带领下，煤矿冲击地压防控技术正逐步走向成熟和完善。他们的“力构协同”技术不仅为鄂尔多斯地区的矿井带来了安全生产的曙光，更为全国煤矿冲击地压防控树立了新的标杆。
“科技是第一生产力。”赵善坤深知这一点，“只有通过科技创新才能破解煤矿安全生产的难题。”他相信在不久的将来，随着科技的不断进步和应用推广，煤矿冲击地压等动力灾害将得到更加有效的防控和治理，为煤炭行业的可持续发展贡献更多的力量。
