井工煤矿冲击地压危险区域限员准入制度设计与安全保障技术融合研究

引言

随着我国煤炭开采向深部延伸，高地应力、高开采强度与复杂地质构造交织叠加，使得冲击地压灾害日趋严重，成为制约矿井安全生产的关键技术瓶颈。现行的冲击地压防治体系在实践中取得了显著成效，但仍存在部分技术措施集中于生产阶段、管理模式偏向被动响应等局限性，难以从根本上杜绝人员伤亡事故的发生。究其根源在于，未能将动态变化的风险评估与现场人员的作业权限进行精准、实时的关联，缺乏一套将先进监测技术与人员准入管理深度融合的闭环管控机制。因此，构建一套基于风险动态评估的危险区域限员准入制度，并将其与多维安全保障技术体系相融合，实现由“灾后救援”向“灾前预控”、由“静态管理”向“动态授权”的转变，对提升冲击地压灾害的源头治理能力具有重要的理论与实践意义。

一、冲击地压危险区域动态划分与风险评估

（一）全生命周期风险源头辨识

冲击地压的风险管控并非始于开采，而是贯穿于矿井从勘查到关停的整个生命周期。在勘查阶段，就应通过地应力实测与反演技术，结合地质资料对可采煤层的冲击倾向性进行初步评估。进入建设阶段，需在煤层揭露后委托专业机构进行严格的冲击倾向性鉴定与危险性评价，从而对矿井是否为冲击地压矿井做出权威界定。这一从源头开始的系统性评估，为矿井的整体防冲设计与宏观风险等级的确立奠定了基础，是后续制定人员管控策略的宏观依据。

（二）采掘期间风险动态评估方法

矿井生产阶段的冲击地压风险并非一成不变，而是随着采掘活动的推进而动态演化。因此，必须建立一套动态的风险评估机制。实践中，综合指数法与风险矩阵评估法等被广泛应用于工作面危险性的量化评价。例如，针对受断层构造影响或邻近小煤柱的特定工作面，可通过分析其在不同开采时期的应力分布规律，识别出应力集中区。基于此，可将一个完整的工作面细化为弱冲击、中等冲击和强冲击等不同等级的危险区域。这种精细化的动态区域划分，构成了实施差异化人员准入控制的直接输入条件，使得管理策略能够精准地作用于特定的时间与空间。

二、多维安全保障技术的融合应用

（一）区域与局部协同监测预警体系

构建一个覆盖矿区、矿井、工作面及局部危险区的多尺度立体监测预警体系至关重要。区域层面，微震监测系统能够捕捉大范围的岩层破裂事件，从能量释放的宏观角度把握区域稳定性。局部层面，则需综合运用应力在线监测、钻屑法、地音及电磁辐射等多种手段，对断层、煤柱等关键区域的应力状态进行高精度、近距离的监测。将这些多源信息进行融合分析，并设定明确的预警阈值，如根据应力增长速率或微震能量等级划分黄色与红色预警，可以形成一个从宏观到微观、从区域到局部的协同预警网络，为危险等级的实时判定和人员的及时撤离或限制准入提供决策信号。

（二）主动干预与强化支护解危技术

监测预警的目的在于指导主动干预。当监测系统发出预警信号后，必须遵循“先处置后开采”的原则。针对不同类型的危险源，应采取针对性的卸压解危措施。例如，通过在应力集中区提前施工大直径卸压钻孔或实施深孔爆破，能够将高度集中的应力向深部转移，有效降低冲击风险。同时，采用高预应力锚杆锚索、可缩性 U型钢支架等强抗变形能力的支护体系，可以提升巷道自身的承载能力和稳定性，即便在发生动力事件时也能为人员保留生存空间，从而在物理层面为限员准入制度提供最后的安全保障。

三、危险区域限员准入制度的核心设计

（一）“风险-权限”动态匹配准入机制

该机制的核心思想是将危险区域的实时风险等级与人员的作业权限进行动态挂钩。可设计一个分级准入模型：在常规区域（弱冲击风险），人员遵循标准作业规程活动。当监测系统判定某区域进入黄色预警状态（中等冲击风险）时，系统将自动触发准入限制，仅允许经过专门授权的防冲、检修等必要人员进入，并严格控制区域内总人数，例如规定回采工作面及两巷超前支护范围内不得超过 16 人。一旦区域进入红色预警状态（强冲击风险），则触发最高级别的准入封锁，除授权执行紧急卸压或救援任务的专业队伍外，禁止任何人员进入，直至风险降级。这一动态匹配机制，将安全管理的关口前移，确保了在不同风险条件下，人员暴露于危险环境的可能性被降至最低。

（二）基于技术融合的智能化管理平台

制度的落地需要一个强大的智能化管理平台作为载体。该平台应深度融合地理信息系统（GIS）、物联网（IoT）以及各类监测子系统的数据。平台能够实时接收并处理来自微震、应力、钻屑法等系统的数据流，自动生成并刷新井下危险区域的“风险一张图”。同时，平台与井下人员精确定位系统联动，当佩戴有识别卡的作业人员接近或试图进入受限区域时，系统可自动核验其身份权限与该区域的实时风险等级。对于无权限的闯入行为，平台能即时发出声光报警、联动闭锁巷道口的门禁系统，并向管理人员推送告警信息，从而构建起一个集“实时感知-智能分析-动态授权-联动控制”于一体的闭环管理体系，真正实现技术与管理的深度融合。

四、结语

冲击地压危险区域的安全管控需技术与管理深度融合。本文通过全生命周期风险辨识与动态评估，构建了精细化的危险区域划分体系；融合多尺度监测预警与主动解危技术，为风险管控提供技术支撑；设计的“风险-权限”动态匹配机制及智能化平台，实现了人员准入的精准化与实时化。未来，需进一步优化风险评估模型与技术融合度，推动制度从“有效管控”向“智能防控”升级，为深部煤炭资源安全高效开采筑牢防线。

参考文献

[1]周云帅,张向东,陈思嘉.综采工作面冲击地压危险性分析及防治技术研究[J].采矿技术,2025,25(1):97-101

[2]欧阳振华,许乾海,张宁博,张天姿,易海洋,史庆稳,李文帅,王佳嘉.井工煤矿全生命周期冲击地压防治体系研究[J].矿业科学学报,2024,9(6):932-942

[3]车本方,佟化洲,王帅.浅析断层构造诱发的冲击地压危险区域的划分及防治措施[J].煤炭科技,2020,41(3):89-92