鞠文君等学者在《煤炭科学技术》（*Coal Science and Technology*）2021年第4期发表的论文《冲击地压巷道“卸－支”协同防控理念与实现路径》（*Idea and Implementation of “Stress Relief-Support Reinforcement” Cooperative Control in Rockburst Roadway*）针对煤矿冲击地压（rockburst）防治中的关键矛盾——煤层爆破卸压（blasting stress relief）导致巷道支护失效的问题，提出了一套理论与实践相结合的协同防控体系。该研究由中煤科工开采研究院有限公司、煤炭科学研究总院等机构的团队合作完成，属于类型a的原创性研究，以下为详细学术报告：
一、作者与发表信息
- 主要作者：鞠文君（中煤科工开采研究院有限公司/煤炭科学研究总院）、孙刘伟（煤炭工业规划设计研究院有限公司）、刘少虹等。
- 期刊与时间：2021年4月发表于《煤炭科学技术》第49卷第4期，DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2021.04.011。
二、学术背景
科学领域：煤矿安全工程，聚焦冲击地压巷道围岩控制。
研究动机：我国85%的冲击地压发生在回采巷道，传统爆破卸压虽能降低应力集中，但会引发支护结构损伤（如锚杆锚固力衰减、围岩裂隙扩展），导致巷道大变形甚至失稳。
核心矛盾：爆破的“卸压减冲”作用与“支护损伤”效应之间的对立统一。
研究目标：提出“卸压－支护”协同防控理念，通过量化爆破对支护的损伤效应，优化防控路径，实现安全与稳定的双重目标。
三、研究流程与方法
1. 现场试验设计
- 试验地点：内蒙古平庄能源古山煤矿。
- 研究对象：巷道两帮煤层及锚杆支护系统。
- 关键变量：装药量（4 kg、6 kg、8 kg）、钻孔深度（1.5–3 m）。
- 试验方法：
- 钻屑法：爆破前后测量距爆破孔1.5 m处的煤屑量，量化应力变化（图1）。
- 锚杆无损检测：测定爆破后锚杆工作阻力损失率（图2）。
- 钻孔窥视技术：采用电子钻孔电视成像仪观测围岩裂隙扩展（图3）。
2. 爆破卸压效应分析
- 减冲机制：
- 增塑（Plasticizing）：爆破后煤体脆性减弱，冲击倾向性降低。
- 降载（Load Reduction）：巷帮应力峰值转移，分布形态由单峰变为双峰（图4）。
- 耗能（Energy Consumption）：裂隙区吸收弹性能，削弱冲击波强度。
- 损伤效应：
- 围岩劣化：爆破应力波导致煤体强度下降，破裂区边界扩张。
- 支护衰减：锚杆锚固力损失率最高达55%（8 kg装药量）。
- 结构失稳：钢带、金属网等支护构件协同性破坏。
3. 协同防控原则与路径
- 四大原则：
- 归一原则：以消除冲击危险为统一目标。
- 统筹原则：爆破参数与支护设计需动态匹配。
- 精准原则：爆破靶向应力峰值区，避开锚固范围。
- 有序原则：根据工程阶段（回采前/中/后）调整卸压与加固顺序。
- 实现路径：
- 震波CT技术定位危险区域 → 爆破参数设计（深度、间距、药量） → 施工监测 → 效果评价 → 参数优化与支护重塑。
四、主要结果与逻辑链条
- 爆破减冲效果：装药量8 kg时钻屑量下降1.5 kg/m，证实应力降低，但锚杆阻力损失率同步跃升至55%（图2），揭示“卸压－损伤”正相关。
- 围岩损伤阈值：装药量6 kg为临界点，超过后裂隙区显著扩展（图3），支护结构承载能力骤降。
- 协同防控验证：通过补强支护（如高冲击韧性锚杆）重塑承载结构，可平衡卸压与稳定性需求。
五、结论与价值
- 理论贡献：首次系统量化爆破卸压的“双刃剑”效应，提出“增塑－降载－耗能”减冲机制与“围岩劣化－支护衰减”损伤模型。
- 技术革新：震波CT技术与锚杆无损检测的结合，为动态优化防控参数提供方法论。
- 应用价值：指导煤矿在冲击地压防治中实现“安全－经济－高效”协同，已在古山煤矿等场景成功应用。
六、研究亮点
- 方法创新：首次将爆破损伤效应纳入冲击地压防控体系，突破传统“唯卸压论”局限。
- 技术融合：跨学科整合爆破力学、支护工程与监测技术（如钻孔成像）。
- 工程普适性：提出的协同路径可适配不同地质条件，如深部高应力巷道。
七、其他价值
论文强调“辨证施治”理念，为类似动力灾害（如岩爆、瓦斯突出）防控提供范式参考。参考文献中多项国家科技支撑计划（如2017YFC0804209）佐证其研究基础扎实。