冲击地压又称岩爆，是煤矿开采中典型的动力灾害之一，通常是在煤岩力学系统达到极限强度时，以突然、急剧、猛烈的形式释放弹性能，导致煤岩层瞬时破坏并伴随有煤粉和岩石的冲击，造成井巷的破坏及人身伤亡事故。

冲击地压的显现特征为:突发性、瞬时震动性及破坏性。发生时，一般无明显宏观前兆，以突然、急剧、猛烈的形式释放煤岩体变形能，煤岩体被抛出，造成支护体损坏、片帮冒顶、巷道堵塞、伤及人员，并伴随巨大声响和岩体震动。在中国，冲击地压作为一种特殊的矿压显现形式，已成为煤矿开采，特别是深部开采矿井的主要灾害，严重威胁着煤矿的安全生产。

2023年11月28日，黑龙江省龙煤双鸭山市矿业有限责任公司双阳煤矿发生冲击地压顶板事故。

冲击地压灾害是以急剧、猛烈的方式释放煤岩体能量的一种动力现象，可瞬间抛出大量煤岩体，造成巷道支护破坏、巷道断面收缩甚至完全封闭、设备掀翻或损坏以及人员伤亡。冲击地压发生时常常伴随有巨大的声响和震动，震波可传播几千米甚至几十千米。冲击地压一般没有明显的宏观征兆。

国内外学者从不同的角度提出了不同的冲击地压分类方法。如按发生位置将冲击地压分为煤层冲击地压、顶板冲击地压和底板冲击地压;按冲击压力来源将其分为重力型、构造型和重力-构造型;按冲击能大小将其分为微冲击、弱冲击中等冲击、强冲击和灾难性冲击等;Rice 等根据煤岩材料的受载类型和破坏形式将其分为静载引起的应力型冲击失稳和动载引起的震动型冲击失稳:佩图霍夫从冲击地压与工作面的位置关系出发将其分为两类:一是工作面附近的由采掘活动直接引起的冲击地压;另一类是远离工作面由于矿区或井田内大区域范围的应力重分布引起的冲击地压。潘一山等提出将冲击地压分为煤体压缩型冲击地压、顶板断裂型冲击地压和断层错动型冲击地压3种基本类型;何满潮等为了突出煤岩冲击失稳的本源和主要影响因素，通过分析煤岩冲击失稳的能量聚积和转化特征，将冲击地压分为单一能量诱发型和复合能量转化诱发型两类，其中单一能量型包括固体能量诱发型、气体能量诱发型、液体能量诱发型、顶板垮落能量诱发型和构造能量诱发型。也有很多学者根据煤岩体冲击失稳物理特征将冲击地压分为3类:第一类岩爆型冲击地压，是指在高应力作用下，煤岩材料发生弹射、爆炸式的破坏;第二类顶板垮落型冲击地压，上覆厚且坚硬的顶板悬伸在矿柱上，达到一定跨度折断或垮落时对矿柱形成压力波，引起矿柱煤体的瞬时破坏;第三类构造型冲击地压，构造应力作用下，煤岩体发生突然的失稳冲击。姜耀东等根据应力状态导致煤岩体的突然失稳破坏的本质对冲击地压分为 3类:材料失稳型冲击地压、滑移错动型冲击地压和结构失稳型冲击地压。

冲击地压的显现特征为:突发性、瞬时震动性及破坏性。发生时，一般无明显宏观前兆，以突然、急剧、猛烈的形式释放煤岩体变形能，煤岩体被抛出，造成支护体损坏、片帮冒顶、巷道堵塞、伤及人员，并伴随巨大声响和岩体震动，震动时间从几秒到几十秒,冲出的煤岩从几吨到几百吨，甚至上千吨，往往给生产与生命财产造成严重威胁。

对冲击地压成因和机理的解释主要有强度理论、能量理论冲击倾向理论和失稳理论。

1.强度理论

该理论认为，冲击地压发生的条件是矿山压力大于煤体围岩力学系统的综合强度。其机理为:较坚硬的顶底板可将煤体夹紧，阻碍了深部煤体自身或煤体一-围岩交界处的变形。由于平行于层面的摩擦阻力和侧向阻力阻碍了煤体沿层面的移动，使煤体更加压实，承受更高的压力,积蓄较多的弹性能。从极限平衡和弹性能释放的意义上来看,夹持起了闭锁作用。在煤体夹持带内,压力高、并储存有相当高的弹性能,高压带和弹性能积聚区可位于煤壁附近。一旦高应力突然加大或系统阻力突然减小时,煤体可产生突然破坏和运动,抛向已采空间,形成冲击地压。

2.能量理论

该理论认为，当矿体与围岩系统的力学平衡状态破坏后所释放的能量大于其破坏所消耗能量时,就会发生冲击地压。刚性理论也是一种能量理论,它认为发生冲击地压的条件是:矿山结构(矿体)的刚度大于矿山负荷系(围岩)的刚度即系统内所储存的能量大于消耗于破坏和运动的能量时,将发生冲击地压。但这种理论并未得到充分证实,即在围岩刚度大于煤体刚度的条件下也发生了冲击地压。

3.冲击倾向理论

该理论认为，发生冲击地压的条件是煤体的冲击倾向度大于实验所确定的极限值。可利用一些试验或实测指标对发生冲击矿压可能程度进行估计或预测，这种指标的量度称为冲击倾向度。

4.失稳理论

近年来,中国一些学者认为,根据岩石全应力一应变曲线,在上凸硬化阶段,煤岩抗变形(包括裂纹和裂缝)的能力是增大的，介质是稳定的;在下凹软化阶段,由于外载超过其峰值强度,裂纹迅速传播和扩展,发生微裂纹密集而连通的现象,使其抗变形能力降低,介质是非稳定的。在非稳定的平衡状态中，一旦遇有外界微小扰动,则有可能失稳，从而在瞬间释放大量能量，发生急剧、猛烈的破坏,即冲击地压。由此,介质的强度和稳定性是发生冲击的重要条件之一。虽然有时外载未达到峰值强度，但由于煤岩的蠕变性质,在长期作用下其变形会随时间而增大,进入软化阶段。这种静疲劳现象,可以使介质处于不稳定状态。在失稳过程中系统所释放的能量可使煤岩从静态变为动态过程，即发生急剧、猛烈的破坏。

对煤岩体冲击地压的研究，国内外曾提出了多种理论。按现代力学观点来看，煤岩体冲击地压理论主要有以下几种:

(1) 强度理论:强度理论认为煤岩体破坏的原因，实际上是煤岩体的强度问题，并从经验统计得到冲击地压与地应力及岩体强度的近似规律。

(2)刚度理论:刚度理论最早由 Metyxob 提出，如果峰值强度后岩石的刚度大于压力机的刚度，则储存在压力机岩石系统的能量将大于峰值强度后岩石所做的功，岩石将会发生不可控制的猛烈破坏，即发生冲击地压N.GwCook 等将岩石试样在强度极限附近发生突然破坏的刚度条件作为矿柱发生冲击地压的条件，当矿体刚度大于围岩刚度则发生冲击地压。

(3)能量理论:能量理论认为冲击地压发生时所需能量不仅与破坏岩体有关，还与围岩有关。冲击地压发生后，原有岩体-围岩系统的平衡状态被打破转变为新的平衡状态，因而提出岩体-围岩系统的力学平衡状态被打破时，若其释放的能量大于所消耗的能量则发生冲击地压。

(4) 冲击倾向理论:不同的煤层发生冲击地压的强弱程度各不相同。针对这一事实国内外许多学者提出了煤岩体的冲击倾向理论，该理论认为当煤岩体的冲击倾向度 Ke大于其临界值 Kc时，就会发生冲击地压。国内外已提出的衡量煤岩体冲击倾向的指标概括起来主要表现在煤岩体的能量、破坏时间、变形大小和刚度四个方面。

(5) 三准则理论:该理论是中国学者在总结了强度理论、能量理论和冲击倾向理论之后所提出来的。其基本观点是将上述三种理论结合起来，并且认为强度准则是煤岩体的破坏准则，而能量准则和冲击倾向准则是煤岩体突然破坏准则，只有当三个准则同时满足时，才能发生冲击地压。

(6)变形系统的失稳理论:煤岩体变形系统失稳理论提出了煤岩体系统发生冲击地压的失稳判据。

(7)突变理论:突变理论主要从建立煤岩体的尖点突变模型(Cuspmodel)出发，对影响煤岩体的主要控制因素，即顶底板压力、刚度和煤岩的损伤扩展耗散能量的定量分析，来定性地解释发生冲击地压的机理。

(8)分形理论:分形理论是利用分形几何学(Fractal Geometry)的方法来研究冲击地压发生的机理和预测预报手段，主要对冲击地压和岩爆的分形特征及微震活动的时空变化的分形特征进行了试验研究。这一理论目前的主要研究成果是，在冲击地压和岩爆发生前，微震活动均匀地分布在高应力区，这时分形维数值较高，而临近冲击地压发生时，微震活动集聚，其分形维数值较低，也即分形维数值随岩石微断裂的增多而减小，最低的分形维数值则出现在临近冲击地压发生时。

冲击地压是煤矿开采中典型的动力灾害之一，通常是在煤岩力学系统达到极限强度时，以突然、急剧、猛烈的形式释放弹性能，导致煤岩层瞬时破坏并伴随有煤粉和岩石的冲击，造成井巷的破坏及人身伤亡事故。冲击地压发生前一般没有明显的前兆，发生过程短暂，持续震动时间不超过几十秒。在中国，冲击地压作为一种特殊的矿压显现形式，已成为煤矿开采，特别是深部开采矿井的主要灾害，严重威胁着煤矿的安全生产。

(一)WET 法

该方法是波兰采矿研究总院提出的，用于测定煤层冲击倾向。WET为弹性能与永久变形消耗能之比。波兰采矿研究总院规定:WET\u003e5为强冲击倾向;2\u003cWET\u003c5为弱冲击倾向;WET\u003c2为无冲击倾向。

(二)弹性变形法

该方法是苏联矿山测量研究院提出的用于测定冲击地压的方法。即在载荷不小于强度极限80%的条件下,用反复加载和卸载循环得到的弹性变形量与总变形量之比(K),作为衡量冲击倾向度的指标。当K\u003e0.7时,有发生冲击地压的危险。

(三)煤岩强度和弹性系数法

该方法是用煤岩的单向抗压强度或弹性模量的绝对值，作为衡量冲击倾向度的指标。这种方法较为简单,经常用做辅助指标。其指标的界限值必须根据各矿井的试样进行试验确定。《煤矿安全规程》规定:开采冲击地压煤层时,冲击危险程度和采取措施后的实际效率，可采用钻粉率指标法、地音法、微震法等确定。

(1)超前开采保护层。

(2)无煤柱开采,在采区内不留煤柱和煤体突出部分,禁止在邻近层煤柱的影响范围内开采。

(3)合理安排开采顺序,避免形成三面采空状态的回采区段或条带和在采煤工作面前方掘进巷道,必要时应在岩石或安全层内掘进巷道,禁止工作面对采和追采。

2023年11月28日，黑龙江省龙煤双鸭山市矿业有限责任公司双阳煤矿发生冲击地压顶板事故。记者多方了解获悉，截至11月28日16时，初步掌握，目前事故造成多人失联，相关救援工作正在进行中。