楊科 李彩青 劉文杰 張寨男

文章編號：1671?251X（2024）04?0018?15

DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.18187

摘要：煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害是深部煤炭開采的重大安全隱患，探明其致災(zāi)機理、發(fā)展監(jiān)測預(yù)警及防控技術(shù)是防治關(guān)鍵。提出了煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害防治“四面體”理論，即分別從災(zāi)害分類、災(zāi)害機理、災(zāi)害預(yù)警、災(zāi)害防控4個層面概述煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害研究進展?？偨Y(jié)了以能量釋放主體、初始瓦斯壓力、載荷條件為主的復(fù)合動力災(zāi)害類型劃分依據(jù)；梳理了理論分析尺度和實驗室尺度下的復(fù)合動力災(zāi)害機理研究進展，發(fā)現(xiàn)應(yīng)力路徑、微裂紋動態(tài)演化和煤巖賦存地質(zhì)因素臨界指標是致災(zāi)機理研究的關(guān)鍵；概述了以前期災(zāi)害前兆信息判識、中期災(zāi)害前兆信息采集、后期災(zāi)害一體化監(jiān)測預(yù)警為主線的復(fù)合動力災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究進展；揭示了復(fù)合動力災(zāi)害消能減災(zāi)一體化防控技術(shù)和多尺度分源防控關(guān)鍵技術(shù)科學(xué)內(nèi)涵。在此基礎(chǔ)上針對兩淮礦區(qū)災(zāi)害特點，提出了深部強動載條件下復(fù)合動力災(zāi)害智能判識與預(yù)警方法和分區(qū)協(xié)同防控方法。基于當前研究進展，提出了煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害研究亟待解決的問題，助力實現(xiàn)深部煤炭安全、精準、高效開采。

關(guān)鍵詞：煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害；災(zāi)害分類；致災(zāi)機理；監(jiān)測預(yù)警；災(zāi)害防控

中圖分類號：TD67 ?文獻標志碼：A

Research progress on monitoring， early warning， and prevention and control technologies for coal-rock-gas composite dynamic disasters

YANG Ke1，2， LI Caiqing1，2， LIU Wenjie1，2， ZHANG Zhainan1，2

（1. Key Laboratory of Safe and Effective Coal Mining Ministry of Education， Anhui University of Science andTechnology， Huainan 232001， China；2. State Key Laboratory of Mining Response and Disaster Prevention andControl in Deep Coal Mines， Anhui University of Science and Technology， Huainan 232001， China）

Abstract： Coal-rock-gas composite dynamic disaster is a major safety hazard in deep coal mining. Exploring its disaster mechanism and developing monitoring， early warning， prevention and control technologies are key to prevention and control. Therefore， the 'tetrahedral' theory for the prevention and control of coal-rock-gas composite dynamic disasters is proposed. The theory summarizes the research progress of coal-rock-gas composite dynamic disasters from four levels： disaster classification， disaster mechanism， disaster warning， and disaster prevention and control. The study summarizes the basis for classifying the type of composite dynamic hazard based on the main body of energy release， initial gas pressure， and loading conditions. The study reviews the research progress on composite dynamic disaster mechanisms at both theoretical and laboratory scales. It is found that stress paths， dynamic evolution of microcracks， and critical indicators of geological factors associated with coal and rock occurrence are key to the study of disaster mechanisms. The paper summarizes the researchprogress of composite dynamic disaster monitoring and early warning technology， with the main focus on early disaster precursor information identification， mid-term disaster precursor information collection， and integrated monitoring and early warning of later disasters. The study reveals the scientific connotation of integrated prevention and control technology for energy dissipation and disaster reduction in composite power disasters， as well as key technologies for multi-scale and multi-source prevention and control. On this basis， based on the features of disasters in the Lianghuai Mining Areas， intelligent identification and warning methods for composite dynamic disasters under deep strong dynamic load conditions and zoning collaborative prevention and control methods are proposed. Finally， based on current research progress， urgent issues in the study of coal-rock-gas composite dynamic disasters are proposed to help achieve safe， precise， and efficient mining of deep coal.

Key words： coal-rock-gas composite dynamic disaster; disaster classification; disaster causing mechanism; monitoring and early warning; disaster prevention and control

0引言

長期以來“富煤、貧油、少氣”的既定能源格局，使煤炭在我國一次消費能源中扮演著重要角色。此外，日益增長的能源需求也意味著煤炭仍將在未來很長一段時間內(nèi)擔當補足現(xiàn)代化能源體系缺口的“壓艙石”[1-3]。常年高強度的煤炭開采致使我國淺部煤炭資源正逐年枯竭，中東部地區(qū)煤礦相繼轉(zhuǎn)入深部開采，許多礦井采深已至800 m[4-7]。開采深度的增加意味著煤巖體賦存環(huán)境愈加復(fù)雜，在高地應(yīng)力、高瓦斯壓力及開采擾動等因素的影響下，煤礦動力災(zāi)害頻次和強度上升趨勢明顯加快，嚴重威脅礦井生產(chǎn)和人員安全[8-9]。與此同時，我國部分地區(qū)礦井開始顯現(xiàn)兼具煤與瓦斯突出和沖擊地壓災(zāi)害特征的災(zāi)害現(xiàn)象，2種災(zāi)害相互影響，相互作用，無法用單一的災(zāi)種去界定災(zāi)害類型，因此學(xué)者們將此類災(zāi)害稱為煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害[10-12]。如遼寧阜新王營礦和河南平頂山天安煤業(yè)股份有限公司十礦、十二礦等，曾在20世紀八九十年代及21世紀初發(fā)生多起復(fù)合型動力災(zāi)害事故，造成大量人員傷亡。與美國、澳大利亞等產(chǎn)煤國相比，我國煤田地質(zhì)條件要復(fù)雜得多，動力災(zāi)害尤其突出，因此探明其致災(zāi)機理，發(fā)展監(jiān)測預(yù)警及防控技術(shù)是實現(xiàn)深部煤炭資源安全高效開采的現(xiàn)實需求。

早期就有學(xué)者關(guān)注到一些沖擊地壓現(xiàn)象與瓦斯的存在有某種關(guān)聯(lián)[10，13]。研究過程中發(fā)現(xiàn)一些特殊的沖擊地壓災(zāi)害發(fā)生前后都可能出現(xiàn)瓦斯?jié)舛犬惓Ｉ?，由此提出“究竟是沖擊地壓導(dǎo)致了瓦斯?jié)舛犬惓Ｗ兓?，還是瓦斯誘發(fā)了沖擊地壓，亦或二者兼有之”的質(zhì)疑[14]。隨著國內(nèi)外礦山建設(shè)要求和理念的更新，許多國家針對災(zāi)害嚴重的礦井采取少采或關(guān)井措施，對于煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害的研究重心逐漸轉(zhuǎn)向國內(nèi)。近年來，國內(nèi)學(xué)者針對煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理問題展開了一系列探索，積累了相當一部分研究成果。但由于沖擊地壓和煤與瓦斯突出的孕災(zāi)機制到目前為止仍停留于綜合作用假說，所以關(guān)于煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理的相關(guān)研究大多處于理論分析層面，少部分屬于半定量計算，尚未得出統(tǒng)一的定論。

學(xué)者們對致災(zāi)機理的認識與理解，也推動了關(guān)于煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警及防控技術(shù)的有益探索。行業(yè)管理部門和學(xué)術(shù)界也一直將這方面的工作視為研究重點[10]。2016年、2017年及2022年相繼啟動的國家重點研發(fā)計劃“煤礦典型動力災(zāi)害風險判識及監(jiān)控預(yù)警技術(shù)研究”、國家自然科學(xué)基金重點項目“深部煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害孕災(zāi)機制?演化規(guī)律及防控基礎(chǔ)研究”等均涉及該方面的課題[15-16]。然而，煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害因兼有沖擊地壓和煤與瓦斯突出二者的破壞特征，且發(fā)生門檻低、強度大[11，17-18]，加之安全監(jiān)測體系能捕捉的災(zāi)害前兆信息受限，因而目前關(guān)于煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警技術(shù)的研究尚處在依靠傳統(tǒng)方式——沖擊地壓和煤與瓦斯突出災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警技術(shù)融合使用的階段，但由于各監(jiān)測系統(tǒng)獨立、分散，協(xié)調(diào)性差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)同步及共享性差[3，16]，系統(tǒng)采集的前兆信息也因判據(jù)不足未能充分利用，預(yù)警難、預(yù)警準確率低等問題亟待解決。同時，在煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害防控方面主要是采用沖擊地壓和煤與瓦斯突出的區(qū)域與局部防治措施，尚未實現(xiàn)綜合化、智能化一體防控。關(guān)于煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理、監(jiān)測預(yù)警及防控技術(shù)，尚存在諸多關(guān)鍵科學(xué)問題亟待解決。

本文在參閱大量文獻的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)學(xué)者近30 a 的研究成果，提出了煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害防治“四面體”理論，即分別從災(zāi)害分類、災(zāi)害機理、災(zāi)害預(yù)警、災(zāi)害防控4個層面概述煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害研究進展?？偨Y(jié)了3種復(fù)合動力災(zāi)害類型劃分依據(jù)，梳理了理論分析尺度和實驗室尺度下的復(fù)合動力災(zāi)害機理研究進展，概述了復(fù)合動力災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究進展，揭示了復(fù)合動力災(zāi)害消能減災(zāi)一體化防控技術(shù)和多尺度分源防控關(guān)鍵技術(shù)的科學(xué)內(nèi)涵。在此基礎(chǔ)上針對兩淮礦區(qū)的災(zāi)害特點，提出了深部強動載條件下復(fù)合動力災(zāi)害智能判識與預(yù)警方法和分區(qū)協(xié)同防控方法?；诋斍把芯窟M展，提出了煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害研究亟待解決的問題，以期助力實現(xiàn)深部煤炭安全、精準、高效開采。

1煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理研究進展

煤礦動力災(zāi)害是地球內(nèi)動力驅(qū)動地殼運動和開采擾動共同作用的結(jié)果，是煤巖體組成的力學(xué)變形系統(tǒng)發(fā)生的動力破壞過程，因此礦井各類動力災(zāi)害均有統(tǒng)一的動力源[19-21]，即地殼運動過程中積蓄的彈性能量，因而礦井各類動力災(zāi)害具有統(tǒng)一的力學(xué)機理和特性。由于礦山企業(yè)長期利用和開發(fā)淺部煤炭資源，對煤礦動力災(zāi)害的相關(guān)認識處在一個較為固定的模式。然而，深部開采條件下煤巖動力學(xué)結(jié)構(gòu)特性更為復(fù)雜，繼而表現(xiàn)其特有的工程動力響應(yīng)[20]，因此，顯現(xiàn)出的宏觀動力災(zāi)害特點也與以往典型災(zāi)害有所不同。如我國一些沖擊地壓礦井在采深達到800～1000 m 時，開始顯現(xiàn)煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害，在沖擊地壓災(zāi)害后往往伴隨異常的瓦斯涌出，且拋出煤巖體所展現(xiàn)的分選特點與典型災(zāi)害明顯不同。同時，煤礦所特有的大面積開采和層狀介質(zhì)變形破壞的時效性特點[19]，導(dǎo)致探尋深部煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理變得愈加困難。因此，迫切需要從宏觀層面對復(fù)合動力災(zāi)害類型有一個整體的具象化分類，并在定性描述的基礎(chǔ)上，開展針對致災(zāi)機理的探索工作。

1.1復(fù)合動力災(zāi)害分類

煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害因兼具沖擊地壓和煤與瓦斯突出災(zāi)害的破壞特征，無法歸為單一類型災(zāi)害，因而為事故定性、致災(zāi)機理探究、事故預(yù)測等帶來了難題[22-26]。解決煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害類型界定模糊問題是深部開采階段探尋復(fù)合動力災(zāi)害機理的關(guān)鍵前提，因此筆者在以往研究成果的基礎(chǔ)上總結(jié)了煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害分類方法。從整體的能量演化角度將煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害分為沖擊誘導(dǎo)突出型、突出誘導(dǎo)沖擊型、突出?沖擊耦合型3種類型[18]。隨著研究的深入，部分學(xué)者探尋復(fù)合動力災(zāi)害類型與其影響因素間的關(guān)聯(lián)性，發(fā)現(xiàn)瓦斯參與程度和載荷類型與最終的災(zāi)害宏觀破壞形式有著密切聯(lián)系，進而前者以瓦斯壓力0.4 MPa 和0.6 MPa 為分界點將動力災(zāi)害分為沖擊地壓、沖擊地壓和煤與瓦斯突出過渡類型和煤與瓦斯突出3類[23]，而后者根據(jù)載荷條件將復(fù)合動力災(zāi)害分為高靜載型、擾動型和沖擊型[17]。

1.1.1能量釋放主體

材料的動力失穩(wěn)過程從宏觀層面簡單概述包括受力和變形2個部分，而與之對應(yīng)的微觀描述主體是應(yīng)力和能量。因而主流的災(zāi)害分類依據(jù)主要是將瓦斯氣體和煤巖固體組成的復(fù)合材料等同于含瓦斯煤巖組合體，并在實驗室模擬試驗探究煤巖彈性能和瓦斯內(nèi)能在動力失穩(wěn)直至破壞過程中的能量釋放情況[13，27-28]。從整體來看，在不同的動力失穩(wěn)體系下能量釋放主體存在差異。當瓦斯內(nèi)能釋放量超過動力破壞所需的總能量，外部表征為煤與瓦斯突出災(zāi)害；反之，當煤巖體彈性能釋放量超過動力破壞所需總能量，則表現(xiàn)為沖擊地壓災(zāi)害。此外還存在2種能量互為助推的情況：瓦斯助推煤巖彈性能釋放量超過動力破壞所需的總能量，為沖擊?突出復(fù)合災(zāi)害；煤巖助推瓦斯內(nèi)能釋放量超過動力破壞所需的總能量，則為突出?沖擊復(fù)合災(zāi)害。

然而僅依據(jù)2種能量釋放的相對大小來劃分災(zāi)害類型，并沒有體現(xiàn)煤與瓦斯突出和沖擊地壓相互誘發(fā)、相互作用、相互轉(zhuǎn)化的特點，而且這其中忽略了2種能量相當?shù)那闆r[10-11]，因此根據(jù)復(fù)合動力災(zāi)害發(fā)生過程中2種災(zāi)害間誘發(fā)作用先后次序，進一步將煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害分為沖擊誘導(dǎo)突出型、突出誘導(dǎo)沖擊型、突出?沖擊耦合型3種類型。

1.1.2初始瓦斯壓力

早些年，在統(tǒng)一失穩(wěn)理論的基礎(chǔ)上，有學(xué)者利用數(shù)值模擬軟件建立煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害統(tǒng)一能量模型，用于定量表征兼具沖擊地壓和煤與瓦斯突出災(zāi)害特征的災(zāi)害事件發(fā)生規(guī)律。模擬研究發(fā)現(xiàn)，在由煤巖和高壓瓦斯氣體組成的系統(tǒng)中，剩余能量是整個系統(tǒng)失穩(wěn)破壞的動力源。而剩余能量是指煤巖體變形過程中積聚的固體彈性應(yīng)變能及煤層中游離瓦斯和吸附瓦斯解吸產(chǎn)生的氣體膨脹能與煤巖體發(fā)生塑性破壞所消耗能量的差值[22]。在不考慮瓦斯做功時，剩余能量即煤巖體積聚的彈性能與發(fā)生動力破壞消耗的塑性變形能之差，此時系統(tǒng)發(fā)生沖擊地壓災(zāi)害。

在進一步采用流固耦合模型計算后發(fā)現(xiàn)，剩余能量隨初始瓦斯壓力呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律，繼而可由剩余能量成分判斷動力災(zāi)害類型。當瓦斯壓力低于0.4 MPa 時，主要發(fā)生沖擊地壓；0.4～0.6 MPa 范圍內(nèi)發(fā)生沖擊地壓和煤與瓦斯突出過渡類型災(zāi)害；一旦壓力超過0.6 MPa則表現(xiàn)為典型的煤與瓦斯突出。

1.1.3載荷條件

以往的研究普遍認為煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害的發(fā)生需綜合考慮沖擊地壓和煤與瓦斯突出的影響因素，即靜載、動載和氣體壓力[16，29]三者缺一不可。在實驗室條件下分別對含瓦斯煤巖組合體施加不同程度的靜載及交變載荷，研究煤巖系統(tǒng)失穩(wěn)時的動力現(xiàn)象，結(jié)合載荷條件及煤樣破裂時的物理力學(xué)響應(yīng)和呈現(xiàn)的宏觀破壞特點，將復(fù)合動力災(zāi)害分為高靜載型、擾動型和沖擊型3種類型。高靜載型復(fù)合動力災(zāi)害是由靜應(yīng)力、瓦斯壓力或輕微外界擾動打破煤巖系統(tǒng)極限平衡狀態(tài)引起的[30-32]，通常伴隨煤巖破碎體的彈射、拋出和屈曲層裂，并且具有明顯的分選性和搬運特征，多發(fā)于斷層、褶皺等特殊地質(zhì)條件處；深井開采時，天然地震、重型設(shè)備震動等均以交變載荷的形式作用于煤巖體，此類擾動作用下煤體破碎程度、拋出質(zhì)量、拋射動能等均明顯大于高靜載條件；而沖擊型相比于前二者是在巨厚基本頂大面積來壓、斷層突然活化等高加載速率下產(chǎn)生的災(zāi)害現(xiàn)象，因此表現(xiàn)出的沖擊動力特征更顯著。但無論哪種類型災(zāi)害，高壓瓦斯[16，33-34]總是作為復(fù)合動力災(zāi)害孕育的原動力和助推力量，其滲流做功、解吸膨脹能等均會對復(fù)合動力災(zāi)害的孕育和誘發(fā)產(chǎn)生積極作用。

1.2復(fù)合動力災(zāi)害類型劃分討論

上述3種分類依據(jù)有的在理論層面尚且可行，有的則輔以試驗研究作為支撐，看似不存在明顯的瑕疵，但若深究，不難發(fā)現(xiàn)：按照能量釋放主體分類時如何判斷究竟是瓦斯內(nèi)能還是煤巖彈性能對煤巖系統(tǒng)失穩(wěn)起主要作用？當初始瓦斯壓力處于0.4～0.6 MPa 時的過渡類型災(zāi)害該如何細化界定？再者在深部開采時，煤巖系統(tǒng)的賦存環(huán)境多數(shù)情況下并非單一載荷條件，往往同時受到高靜載、交變載荷和沖擊載荷中的2種或2種以上的組合載荷作用，繼而形成混合型復(fù)合動力災(zāi)害，那么組合災(zāi)害作用與單一載荷條件引發(fā)的動力失穩(wěn)破壞現(xiàn)象該如何判定是否一致？因此，關(guān)于煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害類型的量化界定問題，仍將是未來研究的重點。

1.3復(fù)合動力災(zāi)害機理

煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害實質(zhì)上是開采或地質(zhì)強烈擾動下煤巖體在地應(yīng)力場和瓦斯壓力共同作用下發(fā)生的具有動力響應(yīng)的非穩(wěn)定動力失穩(wěn)過程[28，35-36]。在近30 a 里，我國學(xué)者針對這種深部煤炭開采過程中煤巖體能量異常釋放的誘因及動力災(zāi)害孕災(zāi)機制問題積累了相當一部分研究成果，見表1。現(xiàn)階段可大致從理論分析和實驗室尺度2個層面去歸納和梳理，而理論分析層面又分為定性分析和初步定量分析2個部分。

1.3.1理論分析尺度

早期的成果大多是理論分析層面的產(chǎn)物，這些成果主要分為2類。

第1類是以典型礦井事故案例或沖擊地壓礦井和煤與瓦斯突出礦井為背景，通過分析現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)、工作面地質(zhì)條件等因素，試圖探尋災(zāi)害發(fā)生特點和孕災(zāi)條件的定性分析。如，平頂山礦區(qū)位于河南省西部，是國家大型煤炭基地，采掘過程中時有小斷裂構(gòu)造出現(xiàn)，加之受構(gòu)造應(yīng)力、瓦斯壓力與采動應(yīng)力相互耦合的影響，極易發(fā)生煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害[19，40-41]。因此，諸多學(xué)者以此礦區(qū)為工程背景，通過相似材料模擬試驗，研究底板和覆巖破裂移動規(guī)律、采場上覆巖層的“三帶”特征等，并輔以數(shù)值模擬手段，發(fā)現(xiàn)煤巖固體孔隙率變化會導(dǎo)致瓦斯壓力改變，進而影響瓦斯運移規(guī)律，從而反映出煤體變形與孔隙壓力變化存在某種關(guān)聯(lián)，揭示了平頂山礦區(qū)動力災(zāi)害多因素耦合災(zāi)變統(tǒng)一機理。此外，也有學(xué)者通過分析大量微震、瓦斯監(jiān)測和現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)，對以往“沖擊地壓只是忽略或沒有瓦斯作用的煤體突出”理論提出了質(zhì)疑，認為高壓瓦斯氣體極有可能參與了沖擊地壓的孕育過程[33]。

第2類是以分析煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害發(fā)生條件和判別準則為主的半定量分析。這類研究成果中，統(tǒng)一失穩(wěn)理論兼具奠基性和代表性[39]。在近代已有的“裂隙發(fā)展主導(dǎo)煤巖體破壞”機理的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一失穩(wěn)理論結(jié)合應(yīng)變?nèi)趸橘|(zhì)在破壞過程中的力學(xué)性質(zhì)變化，指出沖擊地壓和煤與瓦斯突出單一災(zāi)變具有共同的力學(xué)過程，且均能使煤巖體發(fā)生動力失穩(wěn)現(xiàn)象。此外，借助煤巖體系統(tǒng)在平衡穩(wěn)定和動力失穩(wěn)2個過程中的能量判別準測，章夢濤等[28]建立了統(tǒng)一失穩(wěn)理論的數(shù)學(xué)判據(jù)，初步開啟了對煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害問題的探索之門。在此基礎(chǔ)上，藍航等[23]量化了煤巖固體變形能和瓦斯氣體膨脹能，建立了動力災(zāi)害統(tǒng)一能量方程，對深部開采條件下兼具沖擊地壓和煤與瓦斯突出災(zāi)害特征的復(fù)合動力災(zāi)害過渡類型現(xiàn)象給出了解釋。

1.3.2實驗室尺度

煤巖組合體沖擊動力學(xué)有助于揭示礦井因擾動響應(yīng)導(dǎo)致的動力災(zāi)害機理[39]，因此在煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害現(xiàn)場研究不易實現(xiàn)的情況下，學(xué)者們在實驗室尺度下，更多是通過探究含瓦斯煤巖組合體在不同加載方式和應(yīng)力條件下破裂失穩(wěn)進而誘發(fā)復(fù)合動力災(zāi)害來推演動力失穩(wěn)過程，以此研究災(zāi)害演化機理，這是目前主流的研究手段。從能量的角度簡單分析，復(fù)合動力災(zāi)害是外力擾動打破含瓦斯煤巖組合體內(nèi)部能量平衡狀態(tài)產(chǎn)生的結(jié)果，即煤巖固體系統(tǒng)積蓄的彈性能和吸附瓦斯解吸產(chǎn)生的膨脹能之和小于外部不利條件集中作用產(chǎn)生的用于破碎、斷裂煤巖體系統(tǒng)的能量[6，42-43]。因而，災(zāi)害的發(fā)生需經(jīng)過煤巖介質(zhì)變形、微裂紋擴展、吸附瓦斯解吸和外界影響導(dǎo)致含瓦斯煤巖組合體突發(fā)性失穩(wěn)等階段[10，36]。該過程中，導(dǎo)致煤巖介質(zhì)變形的因素包括開采擾動、瓦斯壓力和地應(yīng)力。因此不少學(xué)者從導(dǎo)致煤巖體變形的不同應(yīng)力路徑入手，開展了諸如常規(guī)三軸加載、定軸壓卸圍壓、復(fù)合加卸載等試驗。對比不同瓦斯壓力和圍壓下煤巖組合體力學(xué)行為，發(fā)現(xiàn)不同應(yīng)力路徑、微裂紋動態(tài)演化、煤巖賦存地質(zhì)因素臨界指標等分別從物理力學(xué)響應(yīng)、宏微觀特征、災(zāi)害類型界定等層面對煤巖體產(chǎn)生了不同程度的影響。3種不同應(yīng)力路徑下煤巖組合體破壞如圖1所示。

1）應(yīng)力路徑。圍壓大小影響煤巖組合體的滲透率，進而體現(xiàn)出煤巖組合體和單體煤的聲發(fā)射信號分布特征存在差異。低圍壓時，組合體憑借自身強度優(yōu)勢，破壞所需時間與單體煤相比更長，聲發(fā)射信號分布類似于煤體的連續(xù)分布；高圍壓時，強度更大的組合體累積損傷減小得更多，聲發(fā)射信號分布特征更類似于巖石的脈沖分布。不同應(yīng)力路徑[44-45]下含瓦斯煤巖組合體與含瓦斯煤在力學(xué)性質(zhì)、滲透特性、聲發(fā)射前兆信號等方面均存在較大差異。因此，將煤、巖、瓦斯作為整體，并在此基礎(chǔ)上考慮更符合工作面實際情況的應(yīng)力路徑，是弄清楚煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理的關(guān)鍵。

2）微裂紋動態(tài)演化。煤巖體內(nèi)存在原生裂隙，在動載應(yīng)力波作用下，一方面，原生裂隙擴展和分叉，驅(qū)動裂紋擴張，另一方面也會產(chǎn)生新生裂隙。同時，新生裂隙的產(chǎn)生滯后于原生裂隙擴張，因此新生裂隙的數(shù)量很大程度上取決于原生裂隙的發(fā)展速度[16，36]。而應(yīng)變率的高低影響裂隙的擴張、貫通，進而影響煤巖碎塊從母體向外部空間彈射的時間。此外，煤巖體內(nèi)裂紋的發(fā)生和擴展影響煤巖體宏觀應(yīng)力?應(yīng)變特征的同時，還決定滲透率演化規(guī)律。

3）煤巖賦存地質(zhì)因素臨界指標。煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害是在一定的地應(yīng)力、瓦斯壓力和煤巖開采地質(zhì)條件下發(fā)生的，災(zāi)害形式受致災(zāi)因素影響從而在單一災(zāi)種和過渡類型災(zāi)害之間轉(zhuǎn)化。因此，確定災(zāi)害發(fā)生的臨界瓦斯壓力、臨界地應(yīng)力等煤巖賦存地質(zhì)因素臨界指標是探明致災(zāi)機理的又一關(guān)鍵所在。1.4復(fù)合動力災(zāi)害機理分析和討論

目前來看，煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害從準備、發(fā)動、發(fā)展到終止[40]是一個極其復(fù)雜的非穩(wěn)定動力破壞過程。煤巖體在高地應(yīng)力、開采擾動等影響下，一方面，彈性模量、強度等物性參數(shù)下降，產(chǎn)生變形，積聚大量彈性能，同時煤巖介質(zhì)強度的變化降低了煤巖體破壞所需的總能量閾值；另一方面，煤體內(nèi)瓦斯壓力增大，加速吸附瓦斯解吸。而瓦斯解吸產(chǎn)生的膨脹力和游離瓦斯?jié)B透力驅(qū)動原生裂隙的發(fā)育和擴展，進而產(chǎn)生裂紋集中區(qū)，導(dǎo)致煤體充分破碎。當整個系統(tǒng)能量平衡被破壞，積蓄在煤巖體內(nèi)的彈性能和高壓瓦斯內(nèi)能先后或同時釋放能量，高沖擊氣流裹挾破碎煤巖體突然涌入采掘空間，從而顯現(xiàn)兼具煤與瓦斯突出和沖擊地壓雙重災(zāi)害特征的新型災(zāi)害現(xiàn)象，這便是煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害發(fā)生的過程（圖2）。但在整個災(zāi)害事件中，包括探尋最佳應(yīng)力路徑、應(yīng)變率對微裂紋擴展影響的定量表征及煤巖賦存地質(zhì)因素臨界指標等問題尚未有統(tǒng)一的定論，后期研究還需要重點關(guān)注。

2煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究進展

發(fā)展煤礦安全監(jiān)測與預(yù)警技術(shù)是有效減少礦山事故的重要手段。幾十年來國家相關(guān)部門持續(xù)推進煤礦動力災(zāi)害研究，但關(guān)于復(fù)合動力災(zāi)害包括致災(zāi)機理、主控因素、失穩(wěn)前兆信息判識、監(jiān)測系統(tǒng)敏感指標等在內(nèi)的前置條件尚未有成熟的定論，相應(yīng)的災(zāi)害前兆信息采集傳輸技術(shù)、風險辨識及預(yù)警技術(shù)發(fā)展滯后，導(dǎo)致了煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害預(yù)警的盲目性和不確定性。然而，在過渡類型災(zāi)害尚未有明確的類型劃分的前提下，應(yīng)將深部礦井動力災(zāi)害作為整體進行研究，發(fā)展一體化預(yù)測與防控技術(shù)是關(guān)鍵所在。

筆者在前人研究成果的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納了煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害全周期監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究進展，包括前期災(zāi)害前兆信息判識、中期災(zāi)害前兆信息采集和后期災(zāi)害一體化監(jiān)測預(yù)警。在此基礎(chǔ)上，以典型的深部多場耦合礦區(qū)——兩淮礦區(qū)為研究背景，提出了以“前兆信息采集?多參量預(yù)警體系構(gòu)建?智能預(yù)警大數(shù)據(jù)模型”為主線的深部煤炭資源精準、安全、高效開采的新思路。

2.1復(fù)合動力災(zāi)害前兆信息判識

有效識別復(fù)合動力災(zāi)害前兆信息是構(gòu)建監(jiān)測預(yù)警體系的關(guān)鍵前提。大量學(xué)者通過理論研究、試驗研究、現(xiàn)場實測等手段，得到了煤與瓦斯突出應(yīng)力、瓦斯和溫度前兆特征[3，15]。同時發(fā)現(xiàn)了沖擊地壓孕育過程的應(yīng)力與震動敏感參量[46-47]，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了基于 b 值、A（b）值、等效能級參數(shù)、斷層總面積、礦壓危險系數(shù)等的沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警指標體系。筆者及其團隊通過煤巖組合體界面效應(yīng)與漸進失穩(wěn)特征試驗，發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射信號與煤巖體的失穩(wěn)破壞具有良好的同步性，可作為監(jiān)測礦井煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害的前兆信息之一[48]。同時，根據(jù)煤巖體聲發(fā)射的時頻、時空特性，可對煤巖體的大范圍瞬時失穩(wěn)破壞開展監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究，從而實現(xiàn)煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害實時監(jiān)測和超前預(yù)警[49-50]。此外，通過真三軸單面臨空狀態(tài)下煤巖組合體沖擊破壞特征試驗發(fā)現(xiàn)，高靜載作用下組合體變形破壞具有明顯的階段性特征，煤體破壞彈射特征和鉆屑量可作為高靜載作用下監(jiān)測預(yù)警的前兆信息。

2.2復(fù)合動力災(zāi)害前兆信息采集

在有效判識災(zāi)害前兆信息的基礎(chǔ)上，進一步有效采集煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害防治相關(guān)安全信息是監(jiān)測預(yù)警的前提和基礎(chǔ)。煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害后期一體化監(jiān)測預(yù)警所需的安全信息大致可分為礦井基礎(chǔ)信息、自動監(jiān)測信息和人工觀測信息3類[46]。針對不同類型的信息，應(yīng)該采用不同的信息采集方式，從而實現(xiàn)信息的高效、精準和全面獲取。

礦井的基礎(chǔ)信息包括煤層及瓦斯賦存特征、地質(zhì)構(gòu)造、煤柱信息等。這些信息在煤礦日常生產(chǎn)中變動較小，可作為靜態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)。一般采用專門的數(shù)字化工具進行采集和存儲，用于后期監(jiān)測實時調(diào)用和更新。

瓦斯、聲發(fā)射、電磁輻射、礦壓、采掘進度等屬于自動監(jiān)測信息，這些信息實時動態(tài)更新，均由專業(yè)系統(tǒng)采集和處理。借助礦井區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，將監(jiān)測主機與地面預(yù)警服務(wù)器相連，通過專門的數(shù)據(jù)接口程序?qū)ΡO(jiān)測信息進行實時連續(xù)采集。

地質(zhì)構(gòu)造探測、瓦斯相關(guān)參數(shù)檢測、鉆孔軌跡測量實施等這類需要人為參與的信息，先通過人工觀測或單機運行檢測設(shè)備獲得，再由指定方式上傳至預(yù)警信息庫。

2.3復(fù)合動力災(zāi)害一體化監(jiān)測預(yù)警

目前國內(nèi)主流的復(fù)合動力災(zāi)害監(jiān)測方法大多是沖擊地壓和煤與瓦斯突出監(jiān)測體系的融合，根據(jù)監(jiān)測對象和監(jiān)測原理大致可劃分為接觸式和非接觸式2類[51-52]。接觸式監(jiān)測預(yù)警方法是指對工作面或采空區(qū)內(nèi)圍巖變形情況、煤巖應(yīng)力應(yīng)變、煤體溫度等物理力學(xué)參量進行監(jiān)測，從而獲取預(yù)警數(shù)據(jù)，如鉆屑法、鉆孔應(yīng)力法、圍巖變形測量法等；非接觸式監(jiān)測預(yù)警方法則通過實時監(jiān)測煤巖體在各種擾動下破裂釋放的電磁輻射波、彈力波等信號，達到提前定位預(yù)警的目的，常見的有微震監(jiān)測、地音監(jiān)測、電磁輻射監(jiān)測等。潘一山[27]提出的復(fù)合動力災(zāi)害一體化預(yù)警技術(shù)包含3個板塊（部分監(jiān)測設(shè)備如圖3所示）：①鉆屑法多指標一體化檢測用于區(qū)分災(zāi)害類型及確定災(zāi)害危險等級。鉆屑量、鉆屑粒度、相對鉆屑溫度及孔底溫度衰減這4種測試參量可作為復(fù)合動力災(zāi)害發(fā)生的敏感指標，通過對比測試數(shù)據(jù)與敏感指標確定復(fù)合動力災(zāi)害類型和危險程度。②煤體溫度實時連續(xù)監(jiān)測裝置用于記錄鉆孔溫度。煤體溫度變化主要與煤體破裂輻射溫度和解吸瓦斯輻射溫度有關(guān)，煤體破裂放熱，解吸瓦斯吸熱。裝置在平頂山八礦的現(xiàn)場應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，在無外部干擾的情況下34℃為煤體溫度臨界值，高于臨界值煤體沖擊傾向性增大，低于臨界值煤體突出傾向性增強。③煤體電荷實時連續(xù)監(jiān)測裝置用于監(jiān)測含瓦斯煤體受載破裂產(chǎn)生自由電荷?，F(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，煤與瓦斯突出發(fā)生前煤體電荷最大值波動大，最小值幾乎為0；而沖擊地壓發(fā)生前煤體電荷最小值、平均值與最大值幾乎一致；復(fù)合動力災(zāi)害發(fā)生時，電荷變化規(guī)律綜合了沖擊地壓和煤與瓦斯突出的煤體電荷特征。朱麗媛[18]通過試驗研究發(fā)現(xiàn)隨著煤礦開采深度的增加，瓦斯對復(fù)合動力災(zāi)害的作用逐漸減弱，但應(yīng)力作用卻愈加顯著，且煤巖體應(yīng)力存在臨界值，超過該值系統(tǒng)失穩(wěn)發(fā)生復(fù)合動力災(zāi)害，因此煤巖應(yīng)力是煤礦復(fù)合動力災(zāi)害的主控因素，可用于安全監(jiān)測。而鉆屑法恰能用于反映煤巖體應(yīng)力情況，因此在傳統(tǒng)鉆屑法監(jiān)測技術(shù)基礎(chǔ)上，輔以鉆頭溫差和鉆桿轉(zhuǎn)矩2項指標，提出鉆屑多指標復(fù)合動力災(zāi)害監(jiān)測方法。

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新型信息技術(shù)手段的發(fā)展，數(shù)字化智慧礦山理論應(yīng)運而生。如何利用云平臺構(gòu)建自動化、智能化的安全監(jiān)測與預(yù)警體系，研究更為科學(xué)、合理的數(shù)據(jù)采集與融合方法，對煤礦動力災(zāi)害進行連續(xù)性時空雙軌制監(jiān)測、全方位辨識是眾多學(xué)者近年來研究的課題。曹安業(yè)等[53]以傳統(tǒng)的微震監(jiān)測系統(tǒng)所采集的百萬條地震波數(shù)據(jù)為樣本，就如何高效精確捕捉與定位礦山低信噪比震動波展開了研究。結(jié)合?U?Net 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[54]建立的到時自動拾取模型（圖4）和設(shè)計的微震定位臺站自動優(yōu)選方法，各自實現(xiàn)了礦山震動波 P 波自動精準拾取及礦山微震事件的自動精準定位，將原本耗時數(shù)分鐘的人工定位縮短到200 ms 內(nèi)完成，初步實現(xiàn)無人化自動定位，為煤礦動力災(zāi)害微震信息準確解析及智能預(yù)警技術(shù)提供了研究思路。王凱等[55]認為通過單一或綜合指標評分實現(xiàn)煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警的方法會受到活躍的主觀因素影響，加上尚未明朗的致災(zāi)機理，導(dǎo)致無法充分挖掘敏感指標與動力災(zāi)害演化的內(nèi)在聯(lián)系，進而影響預(yù)測結(jié)果的準確度。因此引入深度學(xué)習理論，提出了基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Convolutional Neural Networks，CNN）的煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害預(yù)測模型，該模型包含煤體堅固性系數(shù)、煤厚、瓦斯壓力等10個敏感性指標。結(jié)合現(xiàn)場應(yīng)用情況分析，該模型比 BP 模型、隨機森林（Random Forest，RF）模型、支持向量機（Support Vector Machine，SVM）模型及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Network，ANN）收斂速度更快，且模型預(yù)測準確率高達93.3%。

2.4深部強動載條件下復(fù)合動力災(zāi)害智能判識與預(yù)警方法

上述監(jiān)測預(yù)警手段在小范圍工作面進行工程實際應(yīng)用，均取得了較為理想的反饋結(jié)果，但因我國煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害事故呈現(xiàn)礦井地質(zhì)條件區(qū)域性差異，缺少普適性，推廣難度極大。因此，筆者及其團隊針對兩淮礦區(qū)這一典型的復(fù)合動力災(zāi)害頻發(fā)帶開展了“深部強動載條件下煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害智能判識與預(yù)警”研究工作，可為煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害預(yù)警研究提供新思路。

2.4.1兩淮礦區(qū)基本特點

安徽煤炭資源豐富，其中兩淮煤田具有厚表土層、高瓦斯、低透氣性、松軟、多煤層群的賦存條件，煤層瓦斯壓力高達7.0 MPa，是我國開采條件最復(fù)雜礦區(qū)之一。隨著開采深度增加，瓦斯、沖擊地壓等災(zāi)害耦合，成災(zāi)機理復(fù)雜，且因沒有明顯宏觀前兆，往往難以準確預(yù)測、預(yù)警與防控，嚴重制約了安徽深部煤炭資源安全精準開采。

2.4.2復(fù)合動力災(zāi)害前兆信息采集及數(shù)據(jù)挖掘分析

1）強動載條件下煤巖破壞前兆信息采集。在高頻振動采集及孔內(nèi)成像三軸動靜載實驗系統(tǒng)內(nèi)，采用?LVDT 位移傳感器、聲發(fā)射探頭、電磁輻射監(jiān)測儀等，采集應(yīng)變、聲發(fā)射信號及電磁輻射信號，分析動載影響下煤巖破裂過程中的力?聲?電信號特征及破壞后瓦斯放散特征。在大型含瓦斯真三維物理模擬試驗系統(tǒng)內(nèi)，通過布置壓力盒、位移計、光纖、聲發(fā)射探頭等，監(jiān)測動載擾動下煤巖瓦斯災(zāi)變過程中應(yīng)力、位移、聲發(fā)射、電阻等4種信號。進一步分析模型試驗中前兆信息演化過程，識別實驗室尺度下煤巖強動載破壞發(fā)生時的應(yīng)力峰值、最大變形量、聲發(fā)射能級、能量釋放率、電信號峰值等參數(shù)?；诠こ毯蜑?zāi)害案例分析，獲取軟煤鉆孔瓦斯涌出初速度、鉆屑瓦斯解吸指標、鉆屑量、瓦斯放散初速度等指標數(shù)據(jù)。選取典型開采條件，采集采動應(yīng)力、瓦斯壓力、電磁輻射信號、微震信號等前兆信息數(shù)據(jù)，構(gòu)建兩淮礦區(qū)動力災(zāi)害力?震?電?瓦斯多源前兆信息數(shù)據(jù)庫。

2）多參量預(yù)警指標體系構(gòu)建?；诹?震?電?瓦斯多源前兆信息特征規(guī)律，利用多源回歸、模糊聚類2種方法，初步篩選現(xiàn)場力?震?電?瓦斯4類有效前兆信息數(shù)據(jù)。利用敏感指數(shù)法，計算力?震?電?瓦斯4類前兆信息間的預(yù)警敏感性系數(shù)。運用多源信息關(guān)聯(lián)規(guī)則，分析現(xiàn)場力?震?電?瓦斯前兆信息數(shù)據(jù)間的耦合聯(lián)動性，揭示力?震?電?瓦斯指標之間的耦合響應(yīng)機制。采用概率法、距離權(quán)重法、綜合指標法等方法，綜合確定力?震?電?瓦斯多源前兆信息的致災(zāi)權(quán)重系數(shù)。結(jié)合各指標間聯(lián)動關(guān)系和加權(quán)值，以應(yīng)力、震源、瓦斯、能級4個指標為主參量，電磁輻射信號、鉆屑量2個指標為輔助參量，綜合考慮典型深部礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境、開采條件、卸?抽?支工程，構(gòu)建深部強動載條件下煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害多參量預(yù)警指標體系，如圖5所示。

3）多參量預(yù)警指標體系數(shù)據(jù)挖掘方法。煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害多參量預(yù)警指標體系所需數(shù)據(jù)是礦井在線傳感器連續(xù)采集的數(shù)據(jù)。單一數(shù)據(jù)源無法全面描述不同地質(zhì)和開采方法下的煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理，多源數(shù)據(jù)能夠從不同角度反映災(zāi)害結(jié)果的多因素統(tǒng)計信息。利用力?震?電?瓦斯多參量指標體系數(shù)據(jù)挖掘（圖6）和大數(shù)據(jù)分析方法建立多參量預(yù)警指標體系集合和?MapReduce 大數(shù)據(jù)處理模型。針對已有的指標體系數(shù)據(jù)和風險判識準則，在?MapReduce 大數(shù)據(jù)處理模型構(gòu)建過程中，對輸入?yún)?shù)向量進行分析，研究力?震?電?瓦斯指標條件下的判識結(jié)果，分析力?震?電?瓦斯單指標和力?震?電?瓦斯多指標組合下的判識準確率和穩(wěn)定性?；跇?gòu)建的 MapReduce 大數(shù)據(jù)處理模型，將預(yù)測結(jié)果最優(yōu)的輸入?yún)?shù)向量作為關(guān)鍵指標集合，為煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害大數(shù)據(jù)模型構(gòu)建提供基本指標體系。

2.4.3復(fù)合動力災(zāi)害智能預(yù)警大數(shù)據(jù)模型

結(jié)合 MapReduce 大數(shù)據(jù)處理模型得到的關(guān)鍵指標集合，研究基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害智能評判與辨識模型?？紤]地質(zhì)條件、開采參數(shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)的特征融合技術(shù)，建立煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害風險智能多模態(tài)數(shù)據(jù)融合方法與分類模型。將現(xiàn)場數(shù)據(jù)輸入上述模型，對災(zāi)害的實時情況進行響應(yīng)，并根據(jù)響應(yīng)結(jié)果，對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進行實時調(diào)整，實現(xiàn)煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害的全空間、全過程動態(tài)與智能預(yù)警。根據(jù)復(fù)合動力災(zāi)害智能評判與辨識模型輸出的結(jié)果，獲取使動力災(zāi)害顯現(xiàn)的關(guān)鍵指標影響因素，基于關(guān)鍵指標值所反映的現(xiàn)場傳感器位置，進行現(xiàn)場危險區(qū)域劃分和危險程度分級，完成煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害智能預(yù)警大數(shù)據(jù)模型構(gòu)建。

3煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害防控技術(shù)研究進展

復(fù)合動力災(zāi)害防控技術(shù)的發(fā)展受限于尚不明晰的致災(zāi)機理等因素，同監(jiān)測預(yù)警體系建設(shè)一樣，依靠傳統(tǒng)的方式——沖擊地壓災(zāi)害防控和煤與瓦斯突出災(zāi)害防控技術(shù)融合使用。到目前為止，已形成局部和區(qū)域防治相結(jié)合的防控措施[56-57]，并逐漸向一體化防控方向發(fā)展。煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害區(qū)域防治措施主要包括保護層開采和預(yù)抽煤層瓦斯。局部防治措施包括掘進工作面防治措施和采煤工作面防突措施。針對掘進工作面可采取多種措施進行卸壓，如煤層注水、高壓磨料射流割縫、高位巷穿層預(yù)抽、低位巷穿層預(yù)抽等。針對采煤工作面則普遍采用回風巷順層鉆孔抽采、高（低）位巷穿層鉆孔抽采措施。

3.1復(fù)合動力災(zāi)害一體化防控技術(shù)

針對深部煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理復(fù)雜、災(zāi)害發(fā)生閾值低的特點，同時為避免災(zāi)害防治不全面、不徹底的問題（即防治了沖擊地壓，則有可能發(fā)生煤與瓦斯突出[27]；防治了煤與瓦斯突出，可能還發(fā)生沖擊地壓），采用一體化防控理念，按災(zāi)害類型“因材施教”，有針對性地削弱災(zāi)害孕育過程中的主要能量聚集區(qū)，從而實現(xiàn)復(fù)合動力災(zāi)害一體化防治。

3.1.1消能減災(zāi)一體化防治技術(shù)

所謂“消能”就是針對不同災(zāi)害類型，采用一定的能量削弱手段，釋放或降低介質(zhì)內(nèi)部聚能區(qū)能量，以此達到降低動力災(zāi)害危險性的一類災(zāi)害防治手段的統(tǒng)稱。例如，通過瓦斯抽采消減瓦斯內(nèi)能；針對堅硬頂板和低滲透煤層，研發(fā)深孔爆破斷頂?破煤?斷底技術(shù)[27]，超前釋放頂板?煤體?底板組合體內(nèi)積聚的大量彈性能，削減應(yīng)力集中區(qū)。此外，通過煤層注水，一方面水分驅(qū)替瓦斯，降低瓦斯內(nèi)能，另一方面水分能減小煤體顆粒間的黏結(jié)力，釋放煤巖彈性勢能，從而降低沖擊傾向性；在深部開采過程中，以煤與瓦斯突出為主的煤層消突后，煤層強度變大，會增加沖擊危險性，而以沖擊為主的煤層在削減煤巖體彈性勢能后往往不會增大煤與瓦斯突出危險性，因此齊慶新等[58]在分析沖擊地壓和煤與瓦斯突出防控技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害“橫切縱斷”卸荷消能一體化防控技術(shù)（圖7（a）），通過橫向切縫卸荷消除靜載作用下的煤與瓦斯突出危險性，縱向切斷頂板消除動載作用下的沖擊危險性，從而達到煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害一體化防治目的。

3.1.2多尺度分源防控關(guān)鍵技術(shù)

深部開采煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害防治遵循多尺度分源防控理念[58]，即從礦井群、采掘工作面、巷道等工程尺度，物性源（煤巖介質(zhì)屬性）、應(yīng)力源（應(yīng)力）、瓦斯源（瓦斯）等致災(zāi)源頭，開展災(zāi)害一體化防控技術(shù)。抓住應(yīng)力源和瓦斯源2個基本要素，從不同載荷條件下煤巖體彈性能和瓦斯內(nèi)能演化規(guī)律切入，開發(fā)了煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害“卸壓?抽采?注水”一體化防控技術(shù)（圖7（b）），以達到多尺度分源防控目的。

3.2深部強動載誘導(dǎo)復(fù)合動力災(zāi)害分區(qū)協(xié)同防控方法

隨著礦井智能化水平的提高，大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)日新月異的發(fā)展正在推動新一輪的能源變革，而煤礦動力災(zāi)害安全監(jiān)測與預(yù)警及防控技術(shù)也同樣面臨著轉(zhuǎn)型升級，要從傳統(tǒng)的定性型、經(jīng)驗型向定量型和精準型轉(zhuǎn)變[59-60]，從而為有效減少我國深部煤炭開采動力災(zāi)害事故提供更多有利途徑。

筆者及其團隊基于兩淮礦區(qū)提出了深部強動載誘導(dǎo)煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害分區(qū)協(xié)同防控方法的技術(shù)路徑，如圖8所示。應(yīng)用綜合指數(shù)法，構(gòu)建煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害危險等級評價與危險區(qū)域劃分技術(shù)指標體系，確定煤巖瓦斯動力災(zāi)害區(qū)域性防控技術(shù)措施實施方案。結(jié)合煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害危險區(qū)域、危險等級及主控誘發(fā)因素動態(tài)判識結(jié)果，針對不同靜載應(yīng)力水平、動載誘發(fā)因素與強度及瓦斯壓力，綜合確定煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害“卸壓?抽采?支護”協(xié)同分區(qū)防控工藝與參數(shù)；依托安徽理工大學(xué)煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺，建立多源信息監(jiān)測預(yù)警和煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害防范效果互饋機制，實時動態(tài)檢驗煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害防治技術(shù)措施，評估災(zāi)害防控技術(shù)措施實施效果，進一步優(yōu)化煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害“卸壓?抽采?支護”協(xié)同分區(qū)防控工藝與技術(shù)參數(shù)，集成強動載誘導(dǎo)煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害分區(qū)精準防控技術(shù)，支持深部開采煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害預(yù)警平臺建設(shè)。

4煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害研究亟待解決的問題

前人研究成果勾勒了煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害研究的大致路徑，初步形成對煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理、監(jiān)測預(yù)警技術(shù)和防控手段的認識。但學(xué)術(shù)界對于孕災(zāi)機制、發(fā)展機理等尚未得出定論，進而導(dǎo)致災(zāi)害預(yù)測的盲目性和低效性，遠不能滿足國家對深部煤炭資源安全高效開采的戰(zhàn)略需要。到目前為止，對于復(fù)合動力災(zāi)害的相關(guān)研究仍然處于起步階段。因此，迫切需要持續(xù)深入對煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害的相關(guān)研究。

1）深部煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理探尋。深部煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害演化過程在“三高一擾動”的影響下變得異常復(fù)雜，災(zāi)害治理迫切需要從以下方面展開機理探索：①煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害呈現(xiàn)多樣性災(zāi)變特征，關(guān)于其災(zāi)害類型的界定仍然模糊，因此迫切需要研究更科學(xué)合理的災(zāi)害分類方式。②應(yīng)力路徑影響含瓦斯煤巖組合體的物理力學(xué)響應(yīng)，將含瓦斯煤巖組合體看作整體，研究符合工作面實際的應(yīng)力路徑是關(guān)鍵。③煤巖體內(nèi)微裂紋的擴展在影響煤巖體宏觀力學(xué)特性的同時，參與煤層瓦斯?jié)B透率演化過程，研究含瓦斯煤巖組合體滲透率規(guī)律能夠為災(zāi)害機理研究提供理論依據(jù)。④煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害的發(fā)生條件多介于沖擊地壓和煤與瓦斯突出之間，如何確定瓦斯壓力、地應(yīng)力等煤巖賦存地質(zhì)因素臨界指標是關(guān)鍵問題。

2）煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害時空演化機制研究。實現(xiàn)災(zāi)害的精準治理，須弄清楚深部多場耦合開采條件下復(fù)合動力災(zāi)害潛在區(qū)域的時空演化機制，進而實現(xiàn)災(zāi)害潛在區(qū)域的精準確定或識別。因此，須重點關(guān)注應(yīng)力?震動?滲流多場演化前兆信息特征，開展災(zāi)害潛在區(qū)域的力?震?電?瓦斯信息響應(yīng)規(guī)律研究。

3）煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害前兆信息智能融合與判識研究。針對深部開采煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害涉及因素眾多、指標繁雜的特點，需要有針對性地辨識多源海量前兆信息。如何從現(xiàn)場海量動態(tài)信息中智能辨識應(yīng)力?瓦斯關(guān)鍵指標，進行數(shù)據(jù)融合分析，是智能預(yù)警和災(zāi)害精準防控的關(guān)鍵。

4）基于理論?判據(jù)?數(shù)據(jù)多重驅(qū)動相互支撐的煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害自適應(yīng)預(yù)警模型開發(fā)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，智能算法和云計算技術(shù)在災(zāi)害預(yù)測中具有很好的應(yīng)用前景，因此針對煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理復(fù)雜、影響因素多而雜的特點，發(fā)展基于失穩(wěn)多源前兆信息的精細化、可量化的預(yù)警指標體系，形成基于理論?判據(jù)?數(shù)據(jù)多重驅(qū)動相互支撐的自適應(yīng)預(yù)警模型是很有必要的。

5）煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害礦井安全開采細則制定。深部煤炭開采應(yīng)遵循綠色、安全與高效的理念，這需要從國家政策法規(guī)導(dǎo)向入手進行宏觀調(diào)控，從而實現(xiàn)工程實踐和科學(xué)管理的有機結(jié)合。

5結(jié)論

1）在以往研究成果基礎(chǔ)上總結(jié)了以能量釋放主體、初始瓦斯壓力、載荷條件為主的復(fù)合動力災(zāi)害類型劃分依據(jù)。

2）梳理了理論分析尺度和實驗室尺度下煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理研究進展，發(fā)現(xiàn)研究符合工作面實際情況的應(yīng)力路徑、微裂紋動態(tài)演化和煤巖賦存地質(zhì)因素臨界指標是未來致災(zāi)機理研究的關(guān)鍵。

3）針對兩淮礦區(qū)的災(zāi)害特點，基于力?震?電?瓦斯多源前兆信息特征規(guī)律，提出了深部強動載條件下復(fù)合動力災(zāi)害智能判識與預(yù)警方法和分區(qū)協(xié)同防控方法。

4）提出了煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害研究亟待解決的問題，即探尋深部煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理、研究煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害時空演化機制、研究煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害前兆信息智能融合與判識、開發(fā)基于理論?判據(jù)?數(shù)據(jù)多重驅(qū)動相互支撐的煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害自適應(yīng)預(yù)警模型、制定煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害礦井安全開采細則。

參考文獻（References）：

[1]謝和平，任世華，謝亞辰，等.碳中和目標下煤炭行業(yè)發(fā)展機遇[J].煤炭學(xué)報，2021，46（7）：2197-2211.

XIE Heping， REN Shihua， XIE Yachen， et al. Development opportunities of the coal industry under the goal of carbon neutrality[J]. Journal of Coal Science，2021，46（7）：2197-2211.

[2]袁亮.廢棄礦井資源綜合開發(fā)利用助力實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標[J].科技導(dǎo)報，2021，39（13）：1.

YUAN Liang. Comprehensive development and utilization of abandoned mine resources，help achieve the ?goal ?of "emission ?peak ?and ?carbon neutralization"[J]. Science & Technology Review，2021，39（13）：1.

[3]袁亮，王恩元，馬衍坤，等.我國煤巖動力災(zāi)害研究進展及面臨的科技難題[J].煤炭學(xué)報，2023，48（5）：1825-1845.

YUAN Liang，WANG Enyuan，MA Yankun，et al. Research progress of coal and rock dynamic disasters and scientific and technological problems in China[J]. Journal of China Coal Society，2023，48（5）：1825-1845.

[4]許廷君.深部煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害的能量演化特征研究[D].北京：煤炭科學(xué)研究總院，2023.

XU ?Tingjun. Research ?on ?energy ?evolution characteristics of deep coal，rock and gas composite dynamic disasters[D]. Beijing：China Coal Science Research Institute，2023.

[5]謝和平.深部巖體力學(xué)與開采理論研究進展[J].煤炭學(xué)報，2019，44（5）：1283-1305.

XIE Heping. Research review of the state key research development program of China：deep rock mechanics and mining theory[J]. Journal of China Coal Science，2019，44（5）：1283-1305.

[6]姜耀東，趙毅鑫，劉文崗，等.深采煤層巷道平動式?jīng)_擊失穩(wěn)三維模型研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2005，24（16）：2864-2869.

JIANG Yaodong，ZHAO Yixin，LIU Wengang，et al. Investigation on three-dimensional model of instability of translatory coal bumps in deep mining[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2005，24（16）：2864-2869.

[7]陳結(jié)，劉博，朱超，等.基于煤樣破壞聲發(fā)射特征的沖擊地壓評價預(yù)警研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2023，51（2）：116-129.

CHEN Jie，LIU Bo，ZHU Chao，et al. Early-warning evaluation and warning of rock burst using acoustic emission characteristics of coal sample failure[J]. Coal Science and Technology，2023，51（2）：116-129.

[8]姜耀東，潘一山，姜福興，等.我國煤炭開采中的沖擊地壓機理和防治[J].煤炭學(xué)報，2014，39（2）：205-213.

JIANG Yaodong，PAN Yishan，JIANG Fuxing，et al. State of the art review on mechanism and prevention of coal bumps in China[J]. Journal of China Coal Society，2014，39（2）：205-213.

[9]胡千庭，趙旭生.中國煤與瓦斯突出事故現(xiàn)狀及其預(yù)防的對策建議[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2012，39（5）：1-6，99.

HU Qianting，ZHAO Xusheng. Present situation of coal and gas outburst accidents in China's coal mines and countermeasures ?and ?suggestions ?for ?their prevention[J]. Mining Safety ?and Environmental Protection，2012，39（5）：1-6，99.

[10]王凱，杜鋒.煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害機理研究進展與展望[J].安全，2022，43（1）：1-10，89.

WANG Kai，DU Feng. Research progress and prospect on ?coal-rock-gas ?compound ?dynamic ?disaster mechanism[J]. Safety & Security，2022，43（1）：1-10，89.

[11]杜鋒.受載含瓦斯煤巖組合體耦合失穩(wěn)誘發(fā)復(fù)合動力災(zāi)害機制[D].北京：中國礦業(yè)大學(xué)（北京），2019.

DU Feng. Mechanism study of coal gas compound dynamic disaster induced by coupling instability of loaded gas bearing coal-rock combination bodies[D]. Beijing：China University of Mining and Technology- Beijing，2019.

[12]耿友明.深部礦井復(fù)合動力災(zāi)害機理及一體化防治技術(shù)[J].煤礦安全，2016，47（11）：73-76.

GENG Youming. Mechanism of compound dynamic disaster and integrated prevention technology in deep mine[J]. Safety in Coal Mines，2016，47（11）：73-76.

[13]朱麗媛，潘一山，李忠華，等.深部礦井沖擊地壓、瓦斯突出復(fù)合災(zāi)害發(fā)生機理[J].煤炭學(xué)報，2018，43（11）：3042-3050.

ZHU Liyuan， PAN Yishan， LI Zhonghua， et al. Mechanisms of rockburst and outburst compound disaster in deep mine[J]. Journal of China Coal Society，2018，43（11）：3042-3050.

[14] IANNACCHIONE A T，ZELANKO J C. Occurrence and remediation of coal mine bumps：a historical review[C]. Mechanics and Mitigation of Violent Failure in Coal and Hard-rock Mines，Washington DC，1995：27-67.

[15]袁亮.煤礦典型動力災(zāi)害風險判識及監(jiān)控預(yù)警技術(shù)研究進展[J].煤炭學(xué)報，2020，45（5）：1557-1566.

YUAN Liang. Research progress on risk identification， assessment，monitoring and early warning technologies of typical dynamic hazards in coal mines[J]. Journal of China Coal Society，2020，45（5）：1557-1566.

[16]袁亮，姜耀東，何學(xué)秋，等.煤礦典型動力災(zāi)害風險精準判識及監(jiān)控預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究進展[J].煤炭學(xué)報，2018，43（2）：306-318.

YUAN Liang，JIANG Yaodong，HE Xueqiu，et al. Research progress of precise risk accurate identification and monitoring early warning on typical dynamic disasters in coal mine[J]. Journal of China Coal Society，2018，43（2）：306-318.

[17]尹光志，李星，魯俊，等.深部開采動靜載荷作用下復(fù)合動力災(zāi)害致災(zāi)機理研究[J].煤炭學(xué)報，2017，42（9）：2316-2326.

YIN Guangzhi，LI Xing，LU Jun，et al. Disaster-causing mechanism of compound dynamic disaster in deep mining under static and dynamic load conditions[J]. Journal of China Coal Society，2017，42（9）：2316-2326.

[18]朱麗媛.深部礦井復(fù)合動力災(zāi)害機理與鉆屑多指標監(jiān)測研究[D].阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2016.

ZHU Liyuan. Study on the mechanisim and drilling multi-index monitoring technology of compound dynamic disaster in deep mine[D]. Fuxin：Liaoning Technical University，2016.

[19]張建國.平頂山礦區(qū)深井動力災(zāi)害災(zāi)變機理及防治關(guān)鍵技術(shù)研究[D].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)，2012.

ZHANG Jianguo. Study on the disaster mechanism and prevention key technologies of deep mine dynamic disasters in Pingdingshan Coal Mine[D]. Xuzhou：China University of Mining and Technology，2012.

[20]貝爾 J.多孔介質(zhì)流體動力學(xué)[M].李競生，陳崇希，譯.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1984：100-205.

BELL J. Fluid dynamics of porous media[M]. LI Jingsheng， CHEN Chongxi， trans. Beijing： China Building Industry Press，1984：100-205.

[21] HUANG Wei，CHEN Zhanqing，YUE Jianhua，et al. Failure modes of coal containing gas and mechanism of gas outbursts[J]. Mining Science and Technology，2010，20（4）：504-509.

[22]魯俊.深部煤巖真三軸力學(xué)響應(yīng)特性及復(fù)合動力災(zāi)害研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2020.

LU Jun. Research on the true triaxial mechanical response characteristics of deep coal rock and compound dynamic ?disaster[D]. Chongqing： Chongqing University，2020.

[23]藍航，潘俊鋒，彭永偉.煤巖動力災(zāi)害能量機理的數(shù)值模擬[J].煤炭學(xué)報，2010，35（增刊1）：10-14.

LAN Hang，PAN Junfeng，PENG Yongwei. Numerical simulation for energy mechanism of underground dynamic disaster[J]. Journal of China Coal Society，2010，35（S1）：10-14.

[24]郭懷廣，朱立凱.深部動力災(zāi)害誘發(fā)機理及影響因素研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2021，49（5）：175-181.

GUO Huaiguang，ZHU Likai. Discussion on mechanism and influencing factors of deep dynamic disaster[J]. Coal Science and Technology，2021，49（5）：175-181.

[25]周楠，李澤君，張吉雄，等.采區(qū)堅硬巖層動力災(zāi)害致災(zāi)能量演化及充填弱化機理研究[J].采礦與安全工程學(xué)報，2023，40（5）：1078-1091.

ZHOU Nan，LI Zejun，ZHANG Jixiong，et al. Energy evolution and backfilling weakening mechanism of hard rock strata causing dynamic disasters in coal mining district[J]. Journal of Mining & Safety Engineering，2023，40（5）：1078-1091.

[26]陸菜平，竇林名，吳興榮.煤巖動力災(zāi)害的弱化控制機理及其實踐[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，35（3）：301-305.

LU Caiping，DOU Linming，WU Xingrong. Controlled weakening mechanism of dynamic catastrophe of coal and rock and its practice[J]. Journal of China University of Mining & Technology，2006，35（3）：301-305.

[27]潘一山.煤與瓦斯突出、沖擊地壓復(fù)合動力災(zāi)害一體化研究[J].煤炭學(xué)報，2016，41（1）：105-112.

PAN Yishan. Integrated study on compound dynamic disaster of coal-gas outburst and rockburst[J]. Journal of China Coal Society，2016，41（1）：105-112.

[28]章夢濤，徐曾和，潘一山，等.沖擊地壓和突出的統(tǒng)一失穩(wěn)理論[J].煤炭學(xué)報，1991，16（4）：48-53.

ZHANG Mengtao，XU Zenghe，PAN Yishan，et al. A united instability theory of coal（rock） burst and outburst[J]. Journal of China Coal Society，1991，16（4）：48-53.

[29]劉東，許江，尹光志，等.多場耦合煤礦動力災(zāi)害大型模擬試驗系統(tǒng)研制與應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2013，32（5）：966-975.

LIU Dong， XU Jiang， YIN Guangzhi， et al. Development and application of multifield coupling large-scale testing system for dynamic disaster in coal mine[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2013，32（5）：966-975.

[30]齊慶新，潘一山，李海濤，等.煤礦深部開采煤巖動力災(zāi)害防控理論基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)[J].煤炭學(xué)報，2020，45（5）：1567-1584.

QI Qingxin，PAN Yishan，LI Haitao，et al. Theoretical basis and key technology of prevention and control of coal-rock dynamic disasters in deep coal mining[J]. Journal of China Coal Society，2020，45（5）：1567-1584.

[31]盧新明，闞淑婷.煤礦動力災(zāi)害本源預(yù)警方法關(guān)鍵技術(shù)與展望[J].煤炭學(xué)報，2020，45（增刊1）：128-139.

LU Xinming， KAN Shuting. Key technology and prospect of the original source early warning method for coal mine dynamic disaster[J]. Journal of China Coal Society，2020，45（S1）：128-139.

[32]姜福興，楊光宇，魏全德，等.煤礦復(fù)合動力災(zāi)害危險性實時預(yù)警平臺研究與展望[J].煤炭學(xué)報，2018，43（2）：333-339.

JIANG Fuxing，YANG Guangyu，WEI Quande，et al. Study and prospect on coal mine composite dynamic disaster real-time prewarning platform[J]. Journal of China Coal Society，2018，43（2）：333-339.

[33]李鐵，蔡美峰，王金安，等.深部開采沖擊地壓與瓦斯的相關(guān)性探討[J].煤炭學(xué)報，2005，30（5）：20-25.

LI Tie，CAI Meifeng，WANG Jin'an，et al. Discussion on relativity between rockburst and gas in deep exploitation[J]. Journal of Coal Coal Society，2005，30（5）：20-25.

[34]張福旺，李鐵.平煤十礦煤與瓦斯動力災(zāi)害特征與規(guī)律分析[J].煤礦安全，2009，40（10）：75-77，80.

ZHANG Fuwang，LI Tie. Analysis on the characteristics and law of coal and gas dynamic disaster in Pingmei No.10 Mine[J]. Safety in Coal Mines，2009，40（10）：75-77，80.

[35]潘一山，章夢濤.沖擊地壓失穩(wěn)理論的解析分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，1996，15（增刊1）：504-510.

PAN Yishan，ZHANG Mengtao. Analytical analysis of rock burst instability theory[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，1996，15（S1）：504-510.

[36]杜鋒，王凱，董香欒，等.基于 CT 三維重構(gòu)的煤巖組合體損傷破壞數(shù)值模擬研究[J].煤炭學(xué)報，2021，46（增刊1）：253-262.

DU Feng， WANG Kai， DONG Xiangluan， et al. Numerical simulation of damage and failure of coal-rock combination ?based ?on ?CT ?three-dimensional reconstruction[J]. Journal of China Coal Society，2021，46（S1）：253-262.

[37]王振.煤巖瓦斯動力災(zāi)害新的分類及誘發(fā)轉(zhuǎn)化條件研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2010.

WANG Zhen. Study on new classification and induction and transforming conditions of dynamic disasters in coal mine[D]. Chongqing：Chongqing University，2010.

[38]李鐵，梅婷婷，李國旗，等.“三軟”煤層沖擊地壓誘導(dǎo)煤與瓦斯突出力學(xué)機制研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2011，30（6）：1283-1288.

LI Tie，MEI Tingting，LI Guoqi，et al. Mechanism study of coal and gas outburst induced by rockburst in "three- soft" coal seam [J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2011，30（6）：1283-1288.

[39]王恩元，孔祥國，何學(xué)秋，等.沖擊載荷下三軸煤體動力學(xué)分析及損傷本構(gòu)方程[J].煤炭學(xué)報，2019，44（7）：2049-2056.

WANG Enyuan，KONG Xiangguo，HE Xueqiu，et al. Dynamics analysis and damage constitute equation of triaxial coal mass under impact load[J]. Journal of China Coal Society，2019，44（7）：2049-2056.

[40]尹永明，張興凱，姜福興，等.沖擊型煤與瓦斯突出力學(xué)機制及危險性評價技術(shù)研究[J].采礦與安全工程學(xué)報，2018，35（4）：801-809.

YIN Yongming，ZHANG Xingkai，JIANG Fuxing，et al. Study on mechanical mechanism and danger evaluation technology of coal and gas outburst induced by rockburst[J]. Journal of Mining & Safety Engineering，2018，35（4）：801-809.

[41]郭建霖.平頂山礦區(qū)深部復(fù)合動力災(zāi)害危險性多參量監(jiān)測研究[D]：阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2022.

GUO Jianlin. Research on multi-parameter monitoring of deep compound dynamic disaster risk in Pingdingshan Mining ?Area[D]. Fuxin： Liaoning ?TechnicalUniversity，2022.

[42]張向陽.采場圍巖三維力學(xué)特征與沖擊地壓的聯(lián)系[J].煤炭技術(shù)，2013，32（9）：79-81.

ZHANG Xiangyang. Relation between stress shell and rockburst ?of stope ?surrounding ?rock[J]. Coal Technology，2013，32（9）：79-81.

[43]付玉凱，苗永春，楊威.煤巖在沖擊載荷下的動態(tài)力學(xué)特性對比分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2015，43（11）：6-11.

FU Yukai，MIAO Yongchun，YANG Wei. Comparison analysis on dynamic mechanics features of coal and rock under shock load[J]. Coal Science and Technology，2015，43（11）：6-11.

[44]王凱，左曉歡，杜鋒，等.循環(huán)載荷作用下煤巖復(fù)合結(jié)構(gòu)宏?細觀破壞特征及能量?損傷本構(gòu)模型[J].煤炭學(xué)報，2024，49（2）：767-784.

WANG Kai，ZUO Xiaohuan，DU Feng，et al. Macro- mesoscopic perspective damage characteristics and energy-damage ?constitutive ?model ?of ?coal-rock composite structures subjected to cyclic loading[J]. Journal of China Coal Society，2024，49（2）：767-784.

[45]王凱，郭陽陽，王剛，等.真三軸路徑下含瓦斯復(fù)合煤巖體滲流及力學(xué)破壞特性[J].煤炭學(xué)報，2023，48（1）：226-237.

WANG Kai，GUO Yangyang，WANG Gang，et al. Seepage and mechanical failure characteristics of gas- bearing composite coal-rock under true triaxial path[J]. Journal of China Coal Society，2023，48（1）：226-237.

[46]袁亮.煤礦典型動力災(zāi)害風險判識及監(jiān)控預(yù)警[M].北京：科學(xué)出版社，2022.

YUAN Liang. Risk identification，monitoring and early warning of typical dynamic disasters in coal mines[M]. Beijing：Science Press，2022.

[47]袁亮.深部采動響應(yīng)與災(zāi)害防控研究進展[J].煤炭學(xué)報，2021，46（3）：716-725.

YUAN Liang. Research progress on mining response and disaster prevention and control in deep coal mines[J]. Journal of China Coal Society，2021，46（3）：716-725.

[48]楊科，劉文杰，馬衍坤，等.真三軸單面臨空下煤巖組合體沖擊破壞特征試驗研究[J].巖土力學(xué)，2022，43（1）：15-27.

YANG Ke， LIU Wenjie， MA Yankun， et al. Experimental study of impact failure characteristics of coal-rock combination bodies under true triaxial loading and single face unloading[J]. Rock and Soil Mechanics，2022，43（1）：15-27.

[49]楊科，劉文杰，竇禮同，等.煤巖組合體界面效應(yīng)與漸進失穩(wěn)特征試驗[J].煤炭學(xué)報，2020，45（5）：1691-1700.

YANG Ke， LIU Wenjie， DOU Litong， et al. Experimental investigation into interface effect and progressive ?instability ?of ?coal-rock ?combinedspecimen[J]. Journal of China Coal Society，2020，45（5）：1691-1700.

[50]楊科，劉文杰，馬衍坤，等.煤巖組合體沖擊動力學(xué)特征試驗研究[J].煤炭學(xué)報，2022，47（7）：2569-2581.

YANG Ke， LIU Wenjie， MA Yankun， et al. Experimental research on dynamic characteristics of coal-rock combined specimen[J]. Journal of China Coal Society，2022，47（7）：2569-2581.

[51]盧新明，闞淑婷，張杏莉.礦山物聯(lián)網(wǎng)云計算與平臺技術(shù)[J].工礦自動化，2018，44（2）：1-5.

LU Xinming，KAN Shuting，ZHANG Xingli. Cloud computation and platform technology for mine Internet of things[J]. Industry and Mine Automation，2018，44（2）：1-5.

[52]高保彬，米翔繁，張瑞林.深部礦井煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害研究現(xiàn)狀與展望[J].煤礦安全，2013，44（11）：175-178.

GAO Baobin，MI Xiangfan，ZHANG Ruilin. Research status and prospect of compound dynamic disaster of deep mining in coal mine[J]. Safety in Coal Mines，2013，44（11）：175-178.

[53]曹安業(yè)，楊旭，王常彬，等.基于深度遷移學(xué)習的礦山微震到時精確拾取與自動定位策略[J].煤炭學(xué)報，2023，48（12）：4393-4405.

CAO Anye，YANG Xu，WANG Changbin，et al. High- precision phase picking and automatic source locating method for seismicity in mines based on deep transfer learning[J]. Journal of China Coal Society，2023，48（12）：4393-4405.

[54]張淑軍，彭中，李輝. SAU?Net：基于?U?Net 和自注意力機制的醫(yī)學(xué)圖像分割方法[J].電子學(xué)報，2022，50（10）：2433-2442.

ZHANG Shujun，PENG Zhong，LI Hui. SAU-Net： medical image segmentation method based on U-Net and self-attention[J]. Acta ?Electronica ?Sinica，2022，50（10）：2433-2442.

[55]王凱，李康楠，杜鋒，等.基于 CNN 的煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害預(yù)測[J].礦業(yè)科學(xué)學(xué)報，2023，8（5）：613-622.

WANG Kai，LI Kangnan，DU Feng，et al. Prediction of coal-gas compound dynamic disaster based ?on convolutional neural network[J]. Journal of Mining Science and Technology，2023，8（5）：613-622.

[56]潘一山，肖永惠，羅浩，等.沖擊地壓礦井安全性研究[J].煤炭學(xué)報，2023，48（5）：1846-1860.

PAN Yishan，XIAO Yonghui，LUO Hao，et al. Study on safety of rockburst mine[J]. Journal of China Coal Society，2023，48（5）：1846-1860.

[57]袁瑞甫.深部礦井沖擊?突出復(fù)合動力災(zāi)害的特點及防治技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2013，41（8）：6-10.

YUAN Ruifu. Features of dynamic disasters combined rockburst and gas outburst in deep coal mine and its preventive measures [J]. Coal Science and Technology，2013，41（8）：6-10.

[58]齊慶新，潘一山，舒龍勇，等.煤礦深部開采煤巖動力災(zāi)害多尺度分源防控理論與技術(shù)架構(gòu)[J].煤炭學(xué)報，2018，43（7）：1801-1810.

QI Qingxin，PAN Yishan，SHU Longyong，et al. Theory and technical framework of prevention and control with different sources in multi-scales for coal and rock dynamic disasters in deep mining of coal mines[J]. Journal of China Coal Society，2018，43（7）：1801-1810.

[59]謝和平，王金華，申寶宏，等.煤炭開采新理念——科學(xué)開采與科學(xué)產(chǎn)能[J].煤炭學(xué)報，2012，37（7）：1069-1079.

XIE Heping，WANG Jinhua，SHEN Baohong，et al. New idea of coal mining： scientific mining and sustainable mining capacity[J]. Journal of China Coal Society，2012，37（7）：1069-1079.

[60]劉泉聲，劉學(xué)偉.多場耦合作用下巖體裂隙擴展演化關(guān)鍵問題研究[J].巖土力學(xué)，2014，35（2）：305-320.

LIU Quansheng，LIU Xuewei. Research on critical problem for fracture network propagation and evolution with multifield coupling of fractured rock mass [J]. Rock and Soil Mechanics，2014，35（2）：305-320.