我国华东、东北、华北大部分煤矿已进入600m以下深度开采，强矿震事件屡有发生，严重威胁着井下矿工和地面居民的安全，以及深部矿井的安全、绿色、高效生产。东滩煤矿六采区四个工作面已累计发生1.5级以上矿震逾240次。为了防止或减少矿震等其他动力灾害，已有水力压裂、采空区充填、深孔爆破等防治技术。此外，优化采煤布置和无煤柱开采技术也被用于防止矿震的发生。与其他方法相比，深孔爆破成本低，可控性好，在许多深部煤矿取得了良好效果。
针对我国深部煤矿厚硬顶板下开采矿震频发问题，本研究以东滩煤矿为例，综合现场监测、理论分析和数值模拟等方法，首先，详细阐述了深孔爆破顶板卸压前后强矿震空间分布特征，研究了深孔爆破技术预裂顶板机制、对采动中覆岩活动影响及防控矿震的效果。研究发现深孔爆破技术可有效弱化或断裂上覆厚硬岩层，释放上覆岩层积聚的应变能，减少大能量矿震的风险（见图1）。其次，基于爆炸荷载作用下岩石破坏区理论分析计算出了深孔爆破岩石破碎区、裂隙区和有效破坏范围，并结合工作面支架阻力监测，发现深孔爆破技术可主动调控矿山压力，避免了强矿压显现。最后，建立了含四次深孔爆破的煤层开采全过程数值模型，分析了深孔爆破前后覆岩应力及位移演化特征（见图2），揭示了深孔爆破对采动中覆岩活动影响机制。
图2 顶板和炮孔顶端竖向应力
作者针对本文所提矿震防治方法的普适性作了如下展望：东滩煤矿63上06工作面的深孔爆破方案是经过数值模拟分析以及在63上06工作面多次现场试验且不断优化得到的爆破方案，是比较合理的（见图3）。由于每个矿的地质条件和地应力环境的不同，63上06工作面设计的爆破方案不能完适用于其他煤矿，不能完全照搬63上06工作面的爆破方案，但是63上06工作面的爆破方案可以为其他煤矿的爆破方案提供参考。另外，我们通过论文的研究分析，发现深孔爆破确实对防控矿震有着很大的作用，我们认为这一结论具有普适性，可以应用到其他的深部煤矿中。同时，本文的研究的深孔爆破方法可以为其他煤矿提供一些矿震防治思路的支承。
论文评审意见与作者答复
