我国对于煤矿冲击地压的研究已有70余年的积累，完成了理论、技术及装备体系从无到有的征程。现有成果多基于力学、采矿等传统学科，虽能够保证多数情况下冲击地压的可防可控，但随着深部开采常态化，以及高产高效工作面的主流化，使得现有认知体系下的防冲压力呈愈发显著之势。自2018年山东菏泽龙郓煤业“10·20”冲击地压事故后，全国煤矿企业虽提高了对于冲击地压的重视程度，但仍然在2019年和2020年又分别发生了2起冲击地压伤亡事故，该状况的出现，从侧面暗示了基于传统学科形成的防冲技术装备体系，在有效杜绝冲击地压发生方面可能遇到了难以突破的瓶颈。
1 煤矿冲击地压防控面临的瓶颈问题
通过归纳，目前冲击地压防控面临的瓶颈问题主要体现在以下5个方面：
1）影响因素类型多，但仍未实现应力环境综合感知。
冲击地压同时受地质、开采等多种因素的影响，各要素对于冲击地压的力学影响特征已通过加载试验、数值模拟等手段予以验证，而工程尺度各要素共同存在的情况下对于应力环境的影响，目前虽已能够实现微震覆盖区域、电磁辐射覆盖局部、钻孔应力覆盖点位的布局，但在探测精度和可靠性方面，与空间应力环境连续感知的需求尚有较大差距。
2）各因素深度耦合，但难以解析各类要素关联机制。
影响冲击地压的各项要素存在于同一采掘空间内，天然存在深度耦合的特性，借助传统力学和采矿的手段，构建能够同时兼顾变量种类和变量间逻辑的数学物理模型势必存在极大的难度，而复杂的模型对于冲击地压这一工程问题的指导能力，也会由于模型复杂度的升高而受到影响。
3）监测数据总量大，但未能深度挖掘有效指导信息。
目前冲击地压矿井在应力环境监测方面一般都能够做到多手段联合布置，但受制于监测手段自身原理、井下环境复杂度、安装规范程度、测点布置合理性等问题，数据质量尚难以保证，经常出现分析结论不一致甚至冲突的情况，各类型数据相互支撑验证的能力较弱。此外，在获得大量监测数据后，目前仍以人工分析为主，预警指标的设计、阈值的合理设定也缺乏可靠的基础支撑，导致数据挖掘的深度较为有限。
4）措施类型较丰富，但措施参数缺乏科学量化支撑。
目前应用于冲击地压防控解危的措施手段覆盖了区域及局部尺度，可选的手段类型相对较为丰富，但对于具体场景下各项措施参数如何设计以保证效果最大化，仍然缺乏相关依据，目前仍多依赖于经验和现场多次试验，以逐步实现参数的优化调整，而一旦场景更换，同样措施的可靠性和再优化效率，对于高产高效工作面都将是一种制约。
5）装备性能指标高，但仍未完全避免工人临危作业。
冲击地压防控解危措施的执行手段目前多以钻机为主，其使用场景包括大直径钻孔卸压、卸压爆破、顶板预裂等，现有钻机的钻进能力在执行上述任务时，都有较大的性能富裕，但问题在于，需要执行操作的区域多为危险区域，而目前钻机仍然需要工人直接操作，由此产生了危险区域内无法规避安全威胁的矛盾。
2 智能化技术为冲击地压防控带来的机遇
2.1 矿山透明化带来的潜在机遇
矿山透明化是智慧矿山建设的重要任务，按照透明化的具体内容，可将其分为地质透明和物理场透明。
地质透明是矿山透明化的基础工作，其核心目标在于实现矿山静态地质赋存情况的透明化，而主要工作则首先集中在物探装备的性能提升上，以此获取更为充分和准确的地质赋存信息，结合全空间反演及联合反演技术的提升，实现矿井地质透明；对于物理场透明，则更多依赖于物探手段与物理参量关联机制的基础研究，而随着未来物探原理的创新和手段的丰富，将能够为类似主题的基础研究提供更为充分的数据支撑，提升理论成果的可靠性和兼容能力，促进物探手段与应力场、温度场等的有机关联，以此为基础，结合GIS地质建模技术，能够将以上数据和信息贴附于模型具体的空间位置上，实现数据的空间属性可视化。二者的共同提升，将能够直接促进智能化物探技术的进步，进而为透明化矿井夯实基础。因此，冲击地压防控研究最为关注的矿井地质结构还原和应力环境监测，均能够在透明矿井的建设中找到充分的支撑。
2.2 物联网及大数据带来的潜在机遇
与此同时，智慧矿山建设更为主要的工作则是将既有装备与物联网技术进行深度融合，基于“物-物”互联的原则，扩充数据来源，并实现各类型数据间的有机互动，完成技术类数据和管理类数据的融合互通，真正将矿井作为一个有机整体对待，以此为基础获得的数据，将能够为从全新视角重新审视冲击地压监测预警原理提供支撑。
而在获得海量数据的基础上，结合数据清洗、高效存储、关联分析、深度挖掘等大数据技术，将能够有效提取多源异构数据中所包含的综合知识和有效信息，进而为矿井实际生产提供更为具体的指导。以此另辟蹊径，针对性解决冲击地压数理模型构建难度大、多因素耦合关系不易提炼的制约，真正将工程条件下冲击地压的实际解决放在首位。
2.3 机器人及智能化决策技术带来的潜在机遇
智慧矿山最具代表性的特征当属无人智能决策，其中，机器人是实现无人化的具体手段，而智能决策则是最终实现无人化的核心支撑。
目前煤矿机器人在搜救、巡检等方面取得了一定进展，配合井下机器人类型的细分和通信技术的发展，未来在井下的具体措施执行将全部由机器人替代。由此，从根本上规避了人员临危作业的风险，虽然我国目前在机器人关键结构、材料、可靠性方面仍存在诸多短板，但我国切实的能源需求和复杂的矿山环境所带来的迫切性，将能在很大程度上倒逼相关技术的突破和进步。
同时，透明矿井、物联网和大数据技术的应用，能够在全空间感知和智能分析方面打下坚实的基础，而基于此类海量数据训练而成的智能决策算法，将能够配合协同作业机器人群，在措施参数设计、执行细节控制等方面提供可靠的支撑。
3 冲击地压智能化防控重点方向
智能化技术在冲击地压防控中应用的前景固然是美好的，但距离深度融合以及成熟应用，未来仍然需要在以下3个方面给予重点关注：
1）大数据思维下冲击地压防控的基础理论。
对于冲击地压的研究，历来都以力学和采矿的相关理论为基础，相关成果在指导实际生产及安全防控方面发挥了举足轻重的作用。但随着数据化时代的到来，数据本身作为一种资源，如何从中更为高效的获得有效知识和信息，将可能是多数行业所面临的考验。大数据技术以各类信息相关性的挖掘为特点，与以往解析推理的手段相比，其提炼因果关系的模式更侧重于两端，而并不过分强调过程中的逻辑，在大数据的背景下如何重新认知冲击地压，以大数据认知冲击地压的合理性如何量化成为体系，并据此形成逻辑严密的基础理论体系，将是未来冲击地压与智能化结合首先要解决的问题。
2）数据挖掘算法所产生结论的可解释性。
需要强调的是，借助大数据认知冲击地压，并不意味着对于冲击地压内在逻辑的否定，因为相关防冲技术、装备的设计仍然要以此为基础。然而，数据挖掘算法所产生结论的逻辑既有可能与人类思维并不一致，甚至难以理解，因此，在实践证明结论有效的前提下，如何给出合理的反向解释，将是解决专业技术装备研发，甚至是引出全新发现的关键所在。
3）智能决策防冲机器人的基本工作模式。
冲击地压的有效防控是一项系统工程，而并非简单的“打孔放炮”，各类措施的功能定位、参数的合理设计、措施的执行时机都有其深度挖掘的必要，智能决策机器人，甚至机器人群，为上述措施及参数的合理设计和规模化执行提供了可能，但针对具体工况，机器人群应当如何协作，其执行工艺流程应当如何设计，如何保证最终防控效果的最大化，都将是未来真正实现无人化防冲所无法回避的挑战。
4 结 语
智能化技术为冲击地压防控提供了新的可能，对于解决目前冲击地压防控瓶颈问题具有针对性的支撑作用，但更要清楚地认识到，煤矿智能化尤其是其在具体领域的深度应用，仍然任重而道远，在煤矿智能化如火如荼推进的今天，以求真务实的态度对解决一些基本问题将尤为必要。
