为认真贯彻落实年8月10日国务院安全生产委员会“关于进一步贯彻落实习近平总书记重要指示精神坚决防范遏制煤矿冲击地压事故的通知”要求，《煤炭科学技术》邀请齐庆新研究员担任客座主编，组织策划年第6期“矿井冲击地压灾害防治技术及工程实践”专题。集中报道我国在冲击地压发生机理、冲击地压监测预警技术与平台、冲击地压巷道支护理论与技术、冲击地压灾害防治技术、矿震类型与属性等方面的最新科技成果。
潘俊锋研究员撰写题为《煤矿冲击地压综合监测预警平台研究及应用》的论文。该论文为了全面提高煤矿冲击地压监测预警精度，提升日常监测的自动化水平，以冲击地压发生载荷条件为切入点，提出对冲击启动载荷源开展分源监测的思路，开发了煤矿冲击地压分源权重综合监测预警平台。
个人简介潘俊锋，博士，研究员，博士生导师。入选国家百千万人才工程，《煤矿安全规程》、《防治煤矿冲击地压细则》、《陕西省防治煤矿冲击地压规定》、国家标准等主要起草人。主要从事冲击地压理论与技术研究工作。现为中国煤炭科工集团二级首席科学家，中煤科工开采研究院采矿所副所长，兼任中国煤炭学会煤矿动力灾害专委会副主任，国家安全生产专家组专家，中国岩石力学与工程学会岩石动力学专委会委员，中国煤炭学会岩石力学与支护专委会委员。
主持和参与国家项目、国家科技支撑项目、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目等30余项，1项成果获国家科技进步二等奖，17项成果获省部级科技进步奖。发表科技论文40余篇，出版专著1部，参编著作4部。申请国家发明专利11项，已授权10项，获授权实用新型专利8项。主持或参与制定冲击地压国家、行业标准、规定等12项。
曾获“孙越崎青年科技奖”；中国煤炭工业协会“杰出青年科技工作者”称号；中国岩石力学与工程学会“青年科技奖”；全国杰出工程师青年奖；获国家有突出贡献青年专家称号。
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摘要为了全面提高煤矿冲击地压监测预警精度，提升日常监测的自动化水平，以冲击地压发生载荷条件为切入点，提出对冲击启动载荷源开展分源监测的思路，开发了煤矿冲击地压分源权重综合监测预警平台。结果表明，以现场监测数据为基础，为每种预警指标赋予属性权重和等级权重，进而得到可随冲击危险性动态变化的综合权重，采用冲击地压分源权重综合预警方法，可解决人为定权易造成主观误差的问题，回避固定权重中部分指标被中和的情况，预警结果更加客观可靠；开发了集成接口融合、格式转化、统计分析、指标优先、权重计算、等级预警等功能为一体的冲击地压综合预警平台，实现了对微震、地音、应力、钻屑等多参量、多尺度预警信息的深度开发与警情智能发布，大幅提高了预警效率及效果，在多座典型冲击地压矿井进行了成果应用。
引言
冲击地压监测预警是开展冲击地压解危工作的必要前提，而监测预警水平的高低直接决定了解危工程实施的时空精准度，进而影响灾害治理效果。近几年，我国冲击地压监测预警由微震法、地音法、电磁辐射法、应力计法等单一手段监测逐渐转变为多参量、多尺度综合监测，预警效能不断提升。即便如此，该领域仍存在诸多亟须解决的问题，如监测手段的选择与匹配缺乏科学的理论指导，导致监测设备的优选、匹配、布置等不尽合理；不同监测设备给出的预警结果可能相互矛盾，最终危险状态难下定论；各监测设备数据库彼此独立，数据意义、格式差别大，而没有可供数据转换、规律分析及等级预警的统一平台，导致日常监测预警任务重、难度大、耗时长、误差率高。
笔者以冲击地压发生载荷源为切入点，提出对冲击启动载荷源开展分源监测的理论。开发了集成接口融合、格式转化、统计分析、指标优先、权重计算、等级预警等功能为一体的冲击地压综合预警平台，实现了对微震、地音、应力、钻屑等多参量、多尺度预警信息的深度开发与警情智能发布，提高了预警效率及效果，并在多座典型冲击地压矿井进行了应用。
1煤矿冲击地压监测预警主要任务
冲击地压监测预警极其复杂，从发生原理、围岩结构、区域环境、采动响应等角度考虑，难以采用某种技术或设备包揽，因此，植入不同技术的设备以及多信息量的综合监测与预警，是煤矿提高冲击地压预警准确度的主要趋势。研究表明，冲击地压实现综合监测预警需要包括以下主要内容。
1)基于冲击地压发生条件的基础理论。
2)设计源头减少误差。
3)客观科学的警情矛盾处置。
4)先进快速的警情信息推送。
2冲击地压综合监测理论基础
2.1冲击地压发生条件特征煤层在开采过程中发生冲击地压宏观上需要具备3个条件：①所开采的煤岩层具备冲击倾向性；②发生冲击地压的采掘空间围岩载荷局部化集中，并且达到煤岩体结构系统冲击式失稳载荷极限；③煤体中高度局部化集中的载荷有释放空间，造成采掘空间煤岩体、设备、人员受损的过程就是高集中载荷释放的过程，此种情况，如果不开采，不形成空洞等释放空间，就不会发生冲击地压。3个条件中，煤岩具有的冲击倾向性固有属性，难以改变；第3个条件(存在能量释放的采掘空间)，凡是有开采活动就不可避免，所以冲击地压防治研究的重点应该放在如何避免或减少采掘围岩的载荷局部化集中程度，使其不足以发生冲击地压。
2.2分源综合监测理论图2描述了冲击地压发生物理过程，OB阶段为区域环境载荷对巷道开挖响应，静载荷局部化集中，为诱发冲击启动的基础静载荷。自B点起，达到冲击启动点C有2种途径，1种途径是采掘围岩微单元dx继续获得静载荷增量，比如邻近掘进巷道了或者回采工作面过来造成的静载荷Ej迁移、叠加；另一种途径是微单元dx获得静载荷没有变化，而是获得周边外界动载荷Ed增量的扰动、加载，常见的是顶板断裂、爆破震动等。微单元dx通过2种途径满足冲击启动条件后，冲击地压进入发生历程，依次经历冲击启动-冲击能量传递-冲击地压显现。
3冲击地压分源综合预警平台
3.1平台架构设计冲击地压综合预警平台，应全面展示矿井冲击地压监测信息，主体框架将由数据采集层、数据存储层、办公业务层、综合结果展示层等4个层次组成(图4)。
3.2分源监测设备配置基于冲击地压发生的动静载荷条件，开展分源监测，动载荷主要采用微震、地音等地球物理方法，静载荷主要采用应力在线、钻屑法等岩石力学方法。
3.2.1远场动载微震监测布置
3.2.2近场动载地音监测布置
3.2.3采动围岩静载荷应力监测布置
3.3警情综合与发布3.3.1综合预警单元
3.3.2指标与权重
3.3.3警情发布
4应用实践
年至今，中煤科工开采研究院采矿所持续研究煤矿冲击地压综合监测预警平台已历时十余年，平台至今先后经过了数次改革与优化，革命性的版本实践应用可分为3代。4.1第1代综合监测预警平台应用
第1代煤矿冲击地压综合监测预警平台，自年立项开始探索，命名为“煤矿冲击地压危险性综合评价及预警系统”，也是国内首套综合预警平台。系统包括了5大模块，分别为：三维模型构建、模型及监测三维展示、监测数据管理、办公应用、系统管理。主要特点在于地层、构造及微震真三维建模，首次采用分源权重综合评价算法。平台界面如图12所示。
4.2第2代综合监测预警平台应用受甘肃华亭煤业集团委托，第2代冲击地压综合监测预警平台于年开始研发。界面比较简洁，大部分内容包含在下拉菜单里。如图14所示，主要应用于华亭煤田砚北、华亭、山寨、陈家沟及东峡等煤矿。主要特点包括：①模块组合基于现场装备配置，可添加、可定制，不受限，更为灵活。②预警算法基于预警区域现场开采条件、有效数据的种类自动选择，差异化对待，更为科学。③可覆盖所有常规数据处理、分析功能，便于现场技术人员日常应用，更为全面。④平台留有接口，便于后期个性化、定制化的深度分析模块开发，更为开放。
4.3第3代综合监测预警平台应用第3代冲击地压综合监测预警平台于年着手革新，界面进行了全面变革，主要特点为：①对预警算法进行了大的优化修改，增加掘进工作面评价算法。②增加了动、静态危险区域实时显示功能及历史危险状态播放功能。③优化平台主界面，预警结果雷达图展示(图16)，增加掘进工作面快捷入口。④开发了基于mapgis的单矿终端网页版平台及网页版集团、全国终端(图17)，实现了微震波形实时传输及存储。⑤开发了冲击地压预警平台信息手机APP。主要应用于陕西孟村矿、小庄矿、大佛寺矿、胡家河矿、文家坡等煤矿。
5结论
1)植入不同技术的设备以及多信息量的综合监测与预警，是煤矿提高冲击地压预警准确度的主要趋势。从诱发冲击地压启动的载荷条件出发，以动静载荷源为靶点，开展分源监测是冲击地压监测设备选型与方案设计的理论基础。
2)以现场监测数据为基础，为每种预警指标赋予属性权重和等级权重，进而得到可随冲击危险性动态变化的综合权重，采用冲击地压分源权重综合预警方法，可解决人为定权易造成主观误差的问题，回避固定权重中部分指标被中和的情况，预警结果更加客观可靠。
3)开发了集成接口融合、格式转化、统计分析、指标优先、权重计算、等级预警等功能为一体的冲击地压综合预警平台，实现了对微震、地音、应力、钻屑等多参量、多尺度预警信息的深度开发与融合，大幅提高了预警效率及效果。
4)煤矿开采最显著的特点是条件一直处于变化过程中，用来监测冲击地压的装备存在多处误差，并且监测的都是间接信息，建立在过去条件的指标来预警未来条件，表明冲击地压监测预警研究任重道远。
引用格式潘俊锋，冯美华，卢振龙，等.煤矿冲击地压综合监测预警平台研究及应用[J].煤炭科学技术,,49(6)：32-41.
PANJunfeng,FENGMeihua,LUZhenlong,etal.Researchandapplicationof