世界上幾乎所有國家的煤礦都不同程度地受到沖擊礦壓的威脅。沖擊礦壓又稱巖爆，是指井巷或者工作面周圍的巖體，由于彈性變形能的瞬時釋放而產生突然劇烈破壞的動力現象，常伴有煤巖體拋出、巨響及氣浪等現象。它具有很大的破壞性，是煤礦重大災害之一。因此，對礦壓的預測預防也是煤礦開采安全生產的關鍵之一。近幾年來，兗州礦業（集團）有限責任公司及其下屬各礦針對以前在礦壓預測預防方面存在的問題進行了認真分析和歸納，并且與有關單位共同開展了科技攻關，積極應用當前已有的礦壓預測預防適用新技術，提出解決方案并進行了實施，有效地保障了礦井生產的安全，取得了良好的效果。
　　
　　1 煤礦沖擊礦壓的主要預測手段
　　
　　中國礦業大學對鉆屑法、微震法和電磁輻射法這三種現行較為成功的沖擊礦壓預測方法進行了研究對比。
　　
　　①鉆屑法。兗州礦業（集團）公司濟寧三號煤礦采深680～700m的6303工作面輔助順槽多次發生沖擊礦壓，特別是在西部六采區的采掘生產過程中先后多次發生了沖擊礦壓，嚴重地危及作業人員的生命安全。該礦通過采用鉆屑法對6303工作面輔助順槽的沖擊礦壓存在危險性成功地進行了檢測，初步摸清了該順槽正常狀態下的煤粉量，并且確定了標準煤粉量的臨界值，及時根據檢測結果采取了解危措施。此法現在已經成為該礦檢測與確定沖擊危險、判定沖擊區域和沖擊強度的主要精確依據。鉆屑法在沖擊礦壓預測中發揮了很大的作用，但是應當指出的是，它不能夠對目前日益增多的頂底板沖擊礦壓和剛硬巖層的斷層沖擊礦壓進行預測，對于軟弱煤層鉆孔煤粉量的應力變化也不明顯，而且此法在實施的時候需要打鉆，占用的作業時間、空間和工程量很大，需要投入較多的人力和物力，影響與限制了采掘進度。此法的監測結果受到人為因素的影響，測量數據也只能夠反映測量時的靜態特征，不能夠用于在空間和時間上進行沖擊礦壓危險變化的連續監測觀察。由于它的檢測效率地，常常作為一種輔助的預測手段。
　　
　　②微震法。微震監測系統能夠對全礦范圍進行微震監測，是一種區域性的及時監測手段。它可以自動記錄微震活動，實時進行震源定位和微震能量計算。相比于其它傳統監測手段，該系統具有遠距離、動態、三維和實時監測的特點，還可以根據震源情況確定破裂尺度和性質，為評價全礦范圍內的沖擊礦壓危險提供了依據。
　　
　　③電磁輻射法。此法不受人工和工作面煤巖體分布不均勻及不穩定的影響，無需打鉆，大大節省了工作量，實施時間短，準確率高，對生產影響小，使預測費用大幅度降低，是一種很有前途的煤巖動力災害預警和煤巖應力狀態評定技術方法。
　　
　　2 條帶式首采綜放工作面礦壓顯現規律
　　
　　兗州礦業（集團）公司濟寧二號煤礦對該礦第一個條帶式開采綜放工作面在回采過程中的支架壓力和巷道變形進行了監測，研究分析了工作面的礦壓顯現規律，為今后的條帶開采工作面選擇支護參數和頂板管理提供了可靠的依據。
　　
　　6312工作面兩順槽與六采區膠帶輸送機巷和輔助運輸巷相連構成生產系統。西南側370m處為四采區采空區，東側為六采區輔助下山和膠帶輸送機下山，西側360m處為6306工作面兩順槽，北側40m為正在回采中的6307工作面。6312工作面液壓支架壓力表共安設19條測線來測取液壓支架支護質量與頂板動態監測指標；工作面共安設電腦圓圖儀測線6條，每條測線安設1臺電腦圓圖儀。從巷道位移觀測點距工作面煤壁由遠到近的觀測過程中，礦壓觀測數據表明：超前影響范圍不超過10m；巷道累計頂板下沉量最大為16mm，頂板下沉速度最大為2.5mm/d；累計兩幫移近量最大為12mm，兩幫移近速度最大為2mm/d。
　　
　　礦壓顯現規律表明：液壓支架后面的采空區位于“三帶”中的Ⅰ帶，直接頂和基本頂下分層冒落以后堆積在液壓支架后面的高度比較大，在采空區的上方形成了平衡拱。冒落的矸石大部分已接實頂板，對上覆巖層起到了一定的支撐作用，造成尚未垮落頂板的活動看見相對減小。基本頂上分層位于較高的巖層位置，距離液壓支架比較遠，特別是工作面長度只有50m，懸跨度比較小，致使基本頂上分層未有運動。所以，頂板來壓時工作面壓力不是太大，礦壓顯現不是太明顯，來壓強度不大。由于該工作面是俯采，而且推進速度快，所以工作面基本上無片幫的學習。但是，采空區的冒落矸石存在著向前的推力，回采的時候要加強工作面及端頭的頂板管理，提高液壓支架和單體支柱的初撐力，使得液壓支架接實頂板，以阻止冒落矸石向前的推力，保證工作面的安全生產。
　　
　　3 礦井邊緣“刀把”綜放工作面礦壓顯現規律研究
　　
　　兗州礦業（集團）公司南屯煤礦通過對礦井邊緣風氧化帶附近“刀把”式綜放工作面礦山壓力顯現的觀測和研究，掌握了其礦壓顯現規律，對于提高回采率和今后礦井邊緣風氧化帶附近“刀把”式綜放工作面的開采具有指導意義。
　　
　　該工作面采用偽傾斜長壁綜采單輪間隔放頂煤一次采全高全部垮落采煤法。在工作面兩切眼東部、中部和西部共分6個測區，安裝6塊電腦圓圖壓力自記儀，分別監測液壓支架前后柱工作阻力；從距切眼60m起，在兩巷頂底及兩幫每隔20m布置1組測點，采用十字布點法對巷道頂底板下沉、兩幫閉合量進行觀測。綜放工作面兩切眼直接頂初次垮落和老頂初次垮落均有所不同：小面直接頂初次垮落從工作面兩頭開始向中部發展，垮落步距平均28.4m；大面則從工作面東部（即兩切眼接合后的工作面大面中部）開始向西部發展，垮落步距平均14.2m。小面老頂初次來壓從工作面兩頭開始向中部發展，垮落步距平均46.9m；大面也從工作面兩頭開始向中部發展，垮落步距平均39.8m。小面周期來壓范圍大，大面較小，變化范圍在13.2～26.9m左右，為老頂初次來壓步距的 0.3～0.6。
　　
　　由于東順槽受到采空區的影響，采動影響的范圍較大，在距離工作面前方47.3m以內；劇烈影響在工作面前方11m以內；兩幫最大移近速度為 69mm/d，頂底最大移近速度為50mm/d，必須加強兩順槽50m以內的超前支護強度，確保安全生產。初次放頂期間，泵站壓力必須達到設計壓力 30MPa，確保掖壓支架有足夠的初撐力；加快工作面的推進速度，合理控制采高在2.8m以內，保證采放比；沿著底板割煤，頂煤要及時放干凈，見矸即停，保證產量和老空老頂的及時冒落。液壓支架的前柱受到的壓力大于后柱，容易使得前后柱失衡嚴重，生產過程中要加強管理，確保4個立柱能夠均勻受力，保證支架處于合理的工作狀態。
　　
　　4 工作面側向支承壓力顯現規律研究
　　
　　兗州礦業（集團）公司南屯煤礦通過對93上01工作面礦壓觀測，初步掌握了深部開采綜放工作面礦壓顯現規律，使今后九采區深部沿空掘巷時預留煤柱尺寸更加科學合理，為解決傾斜煤層仰斜綜放開采的綜合技術問題提供了依據。
　　
　　①上順槽側向支承壓力分布和煤體破壞分布規律分析。隨工作面推進，上順槽兩組全部10個不同深度的煤體應力計應力變化非常清晰地反映了由于開采而引起工作面上方應力的分布特點和煤體的破壞情況。總體而言，側向煤體的塑性破壞深度達到5.56～6.15m，最大不超過7.15m。側向 7.15～8.35m是采動后采空區側向總體支承壓力的高峰位置。這一峰值是由上覆巖層的總體運動所引起的。工作面后方189m處的應力高峰仍然未達到最大值，但此時的總體支承壓力集中系數（工作面平均采深538m） 已經達到最大值。
　　
　　②下順槽側向支承壓力分布和煤體破壞分布規律分析。與上順槽的應力分析方法一樣，就側向總體支承壓力分布特征而言，6.65m是后方支承壓力的峰值。從實測數據而言，最大應力集中系數、應力集中系數比上順槽明顯增大，是上順槽的1.36倍。
　　
　　③傾向煤層工作面上下側煤巖體破壞和應力分布對比。93上01工作面傾角13°～14°條件下側向煤體的破壞和應力分布有以下基本特征：傾斜放頂煤工作面兩側實體煤內均存在明顯塑性破壞區域，而上順槽煤體破壞區域稍大，兩者相差1～2m。同樣，采空區上端側向起始彈性區范圍大致相當，上端比下端稍大 0.5m。采空區兩側每體支承壓力分布基本規律相同，即彈性區內煤體持續增加并最終穩定。采空區兩側總體支承壓力作用范圍基本相當，采空區兩側煤體應力集中程度有差異；按同樣的采空區距離計算，下順槽側向支承壓力較大。
　　
　　5 南屯礦薄煤層首采工作面礦壓顯現研究
　　
　　兗州礦業（集團）公司南屯煤礦通過對1601小槽煤首采工作面的觀測，對其礦壓顯現規律進行了研究，為薄煤層安全開采和支護設計提供了可靠的技術依據，對于類似地質條件的礦井有很強的借鑒意義和實際推廣應用價值。
　　
　　1601工作面采用自然垮落法管理頂板，最小控頂距支護為“322”支護方式，柱排間距1m；切頂排配SQD-1200型墩柱，柱距3m。實踐和礦壓觀測結果驗證適合該礦薄煤層工作面開采條件的。該面基本頂來壓規律是：初次來壓步距29m，周期來壓步距8～11m，平均9.7m。周期來壓特點為大周期與小周期間隔顯現。基本頂初次來壓強烈，來壓時伴有明顯頂板斷裂聲響和支柱阻力急增。單體支柱循環總平均84.15kN/棵，初撐力90kN/棵以下占總數56.55%，多數單體支柱初撐力偏低，達不到工作面作業規程和質量標準化要求，必須堅持二次注液或提高泵站壓力。單體支柱實測工作阻力 90.1～160kN/棵占總數64.46%，工作阻力偏低。其原因主要是該面底板為鋁質泥巖，遇水后更為松軟，致使支柱鉆底處于降阻狀態。切頂墩柱初撐力在300.1～400kN/棵占總數40.48%，大于額定值600kN/棵的一次未出現，初撐力較低。要確保泵站壓力與延長升柱時間以提高切頂墩柱初撐力。支柱最大鉆底量在來壓期間172mm，平均159mm，超過了采煤作業規程和安全質量標準要求的不大于100mm，應采取加大柱鞋面積、提高初次來壓和周期來壓期間支護強度、切頂排柱間加支一棵單體或切頂排三花柱布置等措施。
　　
　　根據對工作面中巷頂底、兩幫位移量礦壓觀測，兩巷為實體煤開采條件下，回采巷道超前明顯影響范圍在20m內較為強烈，在工作面超前20m范圍內進行巷道超前支護基本處于合理范圍。通過對該面支護密度和強度的理論計算與現場實測支護密度及強度計算對比，該面的支護設計密度和支護方式基本滿足日常安全生產和頂板控制的需要。
　　
　　6 短壁綜放面快速推進礦壓顯現規律
　　
　　兗州礦業（集團）公司濟寧三號煤礦通過對短壁綜放面快速推進條件下的礦壓顯現規律與特征研究，對工作面回采提出了有針對性的防范措施，實現了工作面快速掘進時的安全生產，為今后類似條件的工作面巷道布置和支護參數選擇提供了切實可靠的依據。
　　
　　163下03綜放面是該礦第一個短壁綜放工作面。工作面自老頂初次來壓后進入快速推進階段，最大推進速度14.4m/d，最小推進速度6.4m/d，平均推進速度11.4m/d。他們通過對工作面的綜合礦壓觀測，結合工作面液壓支架壓力曲線圖，并根據工作面礦壓顯現規律與特征的研究分析，發現液壓支架工作阻力在短壁綜放工作面快速推進階段變化不大，支架增阻時間較短。液壓支架從初撐力、增阻直到恒阻狀態變化時間約為55小時。
　　
　　根據相鄰及其它采區工作面的頂板來壓資料判定，綜放工作面頂板來壓為頂板斷裂緩慢來壓的運動方式。由于工作面的快速推進，工作面在周期來壓階段的周期來壓時間較短、來壓強度較弱，超前支承壓力明顯影響范圍約為25m；老頂初次來壓階段的超前支承壓力明顯影響范圍約為35m，超前應力集中在工作面前 13m。工作面在快速推進時，老頂巖層的運動范圍小，頂板下沉范圍和重量變小，老頂運動時礦壓顯現影響明顯減弱，來壓強度降低。這是由于超前支承壓力在工作面的持續快速推進下，老頂運動所產生的動壓沖擊被甩向工作面后方采空區側。同時，造成工作面兩順槽采空區頂板懸頂，最大懸頂長度15m，一般懸頂長度為 5m。兩順槽單體支柱工作阻力受采動變化影響小。
　　
　　總體來看，在綜放面的快速持續推進下，來壓時間短，老頂來壓對采場礦壓顯現的影響減小，來壓強度降低；造成采空區懸頂，要加強工作面及兩順槽支護質量管理，加強支架對頂板的控制能力，有利于工作面頂板管理。
　　
　　7 近距離跨采巷道支承壓力研究有結果
　　
　　在某些特定的條件下實行跨巷開采具有生產連續、生產系統簡單、生產集中可靠等優點，但是存在巷道維護困難的問題，特別是近距離跨采巷道更是如此。山東科技大學開展了近距離跨采巷道支承壓力的研究，歷時10個月，對兗州礦業（集團）公司興隆莊煤礦的近萬個實測數據進行整理分析，找出了規律，并且成功地對巷道進行了維護，取得了很好的效果。
　　
　　興隆莊煤礦5319軌道巷位于煤層底板的巖石中，巷道頂板相距煤層底板5～34m，其中有長度分別為100m與140m的兩段距離在10m以內，5318綜采放頂煤工作面近距離縱跨5319軌道巷開采，工作面回采所形成的移動支承壓力對該巷道的變形與破壞產生了重要的影響。為了針對該巷道的支護和維護提供對策，他們采用鉆孔測力計和測槍，分別在5319軌道巷進行了支承壓力觀測和巷道變形觀測，找出了5318綜采放頂煤工作面移動支承壓力在煤層底板中不同層位上的傳播規律（包括支承壓力在底板中不同深度的變化規律、支承壓力峰值位置在底板中的傳遞規律、支承壓力范圍與巖柱的關系、移動支承壓力在煤層底板的應力分布）及其對5319軌道巷的變形規律（包括累計變形量與巖柱厚度的變化、變形速度隨著巖柱厚度的變化、變形影響范圍隨著巖柱的變化）。
　　
　　此項研究結果表明：近距離跨采巷道的變形主要取決于工作面移動支承壓力作用于巷道圍巖上的量值，該量值的大小又取決于超前移動支承壓力在煤層底板中的傳播規律。5319軌道巷經過預先加固，其近距離跨采地段經受住了5318工作面跨采移動支承壓力的影響，其頂板移近量小于260mm，兩幫的移近量小于 150mm，保證了該巷道通風、行人、運料、排水等工作的正常進行。
　　
　　8 薄煤層炮采液壓支架工作面礦壓觀測分析
　　
　　兗州礦業（集團）公司北宿煤礦通過礦壓觀測研究7700薄煤層炮采液壓支架的支護效果，分析了支架支護參數及支架與圍巖相互關系,為薄煤層工作面頂板控制及液壓支架設計參數提供可靠依據。
　　
　　礦壓觀測分析表明：該工作面與同煤層純支柱工作面來壓步距和強度基本相同。基本頂初次來壓較明顯，來壓步距21m；周期來壓特點為大周期與小周期間隔顯現，大周期壓力顯現明顯，周期來壓步距7～11m，動載系數平均1.07。與單體液壓支柱工作面相比，ZDB2400/06/12A型支撐掩護液壓支架支移放頂工序影響時間短、安全程度高，減少支護空間非人為漏頂，且能保證溜前操作人員安全空間。液壓支架的初撐力、工作阻力最大平均值分別為額定值的 72.5%、92.5%，液壓支架支護參數設計值基本合理。液壓支架前柱末阻力大于后柱，其平均值相差41kN/柱。
　　
　　從現場實際分析，放炮后至移架前，架前控頂距達到最大值。在此期間，支承壓力重新分布是液壓支架前柱受力增大的主要原因。液壓支架循環最大工作阻力（即支架的末阻力）在移架前，也就是液壓支架控頂距處于最大值期間。作為薄煤層炮采液壓支架工作面，此期間的控頂時間較長，也是發揮支架支護能力的。因此，液壓支架的設計支護強度應該按最大控頂距計算，得出移架前、后的支護強度設計值為0.472MPa和0.583MPa，符合現場實際。
　　
　　液壓支架與單體支柱支護效果在頂板來壓期間的特點是：頂板來壓步距基本相同；混合支護工作面頂底板移近量大于單體支柱面；液壓支架的活柱縮量小于單體支柱面；液壓支架的支護強度和動載系數與單體支柱面相差較小。1.2m 的12A型小寬度液壓支架與1.5m正常寬度液壓支架相比，支護強度提高20%，動載系數、活柱縮量及頂底板移近量分別減少9.4%、12%和14%。改造后的小寬度液壓支架更適應同類薄煤層炮采工作面頂板條件。
　　
　　9 快速推進綜采工作面的頂板活動規律
　　
　　中國礦業大學和兗州礦業（集團）公司南屯煤礦在現場實測的基礎上，研究了快速推進高產高效綜采工作面的頂板活動特征和支架承載特性，其結果對于高產高效工作面頂板事故的控制、支架選型及改善支架—圍巖關系具有重要的意義。
　　
　　工作面快速推進條件下的頂板活動規律有以下基本特點：來壓的影響時間縮短，影響范圍減小；來壓的間隔時間縮短，來壓次數頻繁；對3個部位的觀測表明，來壓步距最大相差14m，平均相差7m，即不到2d的時間，基本呈現整體來壓的趨勢；工作面來壓的時候動載系數比較小，平均為1.42，最大1.61，最小1.25，來壓強度比較低；來壓步距比相同地質條件下的一般速度（3～5m/d）推進時大2～3m。
　　
　　此項研究的結論是：中厚煤層快速推進高產高效綜采工作面的老頂來壓持續時間短、影響范圍及來壓強度較小、礦壓顯現不明顯，呈現了與一般速度推進時老頂不同的活動特征，而且有利于對頂板的控制及管理。快速推進條件下，直接頂初次垮落步距及老頂來壓步距均較一般速度推進時大，而且上覆巖層的離層破壞范圍相對較小。工作面的推進速度加快，實質上是減小了工作面頂板發生變形的時間，使頂板的破壞范圍和活動程度減小、來壓步距比一般速度推進時偏大，礦壓顯現不明顯。高產高效面的支架95.4%呈現一次增阻工作特性，支架增阻量比較小，平均為額定初撐力的25.4%；支架立柱的循環增阻時間比較短，平均只有 96min，支架很少在恒阻狀態下工作。保持工作面穩定的推進速度是改善支架圍巖關系與搞好頂板管理的關鍵，尤其是遇到頂板比較破碎或者地質構造破碎帶的時候，快速推進保證了支架具有較高的初撐力，提高了支架的穩定性。
　　
　　10 興隆莊礦開展煤礦地應力測量與研究
　　
　　兗州礦業（集團）公司興隆莊煤礦開展了煤礦地應力測量與研究，根據地應力的分布特點分析地應力對井下掘進巷道穩定性的影響，為巷道布置、錨桿支護設支架選地表沉陷預計等提供了科學的依據。
　　
　　原巖應力測點應當盡可能地避開地質構造復雜地段及受到采動影響的部位，鉆孔深度一般為巷道寬度2倍以上。根據這個礦的生產要求和井下的地質條件，他們在四采區4328運煤巷和4324運煤巷、十采區三橫軌道巷、一采區4#膠帶運輸巷和五采區5300回風巷共布置5個地應力測點，采用套心應力解除法進行測量，依據巖體的應變來計算地應力的大小和方向。巖體內任意一點的應力分量為6個，只要有6個不同方向布置的應變片的應變數據即可以建立應力應變方程組計算出巖體的三維應力。此項研究采用的ANZI應力計共有18個應變片，可以通過應變片的多種不同組合來相互驗證計算數據，從而獲得可靠的測量結果。
　　
　　從應力解除曲線來看，鉆進開始的時候各個應變片的應變量均為0；鉆進接近應變片的時候，周向應變片處于受壓的狀態，應變值逐漸變小，曲線上的應變量表現為負值，而其余應變片的應變量則逐漸增加；當解除距離為400mm的時候，巖芯筒鉆過應變片所在位置，周向應變片的應變值陡然變大，在曲線上的應變量由負值變為正值，應變片經歷一個應力突然釋放的過程；隨著解除距離的增加，各個應變片的應變量趨于穩定，應變片的應變變化與實際情況相符。
　　
　　實測的最大水平主應力為最小水平主應力的1.6～2.2倍，說明水平應力對巷道掘進的影響具有明顯的方向性；最大水平應力為垂直應力的1.2～1.4倍，對井下巖層的變形破壞方式及礦壓顯現規律有著很大的影響。
　　
　　11 煤礦頂板安全儀器檢測合格率低的原因
　　
　　兗州礦業（集團）公司機械制修廠通過對煤礦頂板安全儀器儀表檢測合格率低的要因研究，并且采取了相應的治理措施，使得煤礦頂板安全儀器儀表檢測合格率明顯提高。
　　
　　煤礦頂板安全儀器儀表是指用于回采工作面壓力和位移監測儀表、巷道圍巖位移儀表、聲發射監測儀表、礦壓監測儀表、錨桿支護質量監測儀表與頂板安全相關的監測儀器儀表等。
　　
　　他們根據檢測合格率低的不同因素制定出相應的對策。
　　
　　①針對不按期送檢、運輸過程中損壞和使用中責任心不強造成損壞等人為因素的影響，通過制定和完善儀器儀表周期檢定及相關的管理制度，并狠抓制度的落實與提高監督檢查的力度，保證儀器儀表周期檢測的正常進行；制定和完善儀器儀表使用、維護及保養制度，確保儀器儀表在使用和運輸過程中不出現人為的損壞。
　　
　　②針對粉塵煤塵較多、矸石煤塊撞擊及淋水大等使用環境因素的影響，通過采取防塵、防水和防碰撞等措施，如給儀器儀表制作較封閉的外殼及對儀器儀表作防水處理等，以保證其使用環境符合要求。
　　
　　③針對產品外殼不堅硬、選用材質不適宜、產品設計缺陷、配件購置難、焊縫漏油和注油量過多或不足等儀器儀表自身設計及使用材料因素的影響，采取及時向生產廠家反饋產品質量信息，定期向用戶通報各生產廠家的產品質量情況等措施，促使生產廠家及時改進產品設計及加工工藝、選用合適的材料來提高產品質量。
　　
　　④針對檢測人員視差影響、試驗臺性能不穩定和檢測方法不正確等儀器儀表檢測方面因素的影響，采取加強對檢測人員的技術業務培訓，不斷提高其檢測技術水平，消除由檢測人員視差等造成的影響；加強對試驗臺的維護和保養，使其始終保持良好的性能。對于一些當前國家計量檢定規程尚未覆蓋的儀器儀表編制相應的校準規范，經有關質量技術監督部門備案、批準后發布實施，以消除由于檢測方法不正確等帶來的影響。