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本发明公开了一种抗干扰的矿山治理的微震监测设备，包括抗干扰顶座、安装座和圆板，所述抗干扰顶座通过连接件与抗干扰罩壳连接，且抗干扰罩壳内设置有监测设备主体，所述监测设备主体的顶部对称设置有第一卡座，且第一卡座的内侧设置有无线传感模块和信号加强器，同时第一卡座通过支撑弹簧与第二卡座连接，所述安装座对称设置在监测设备主体的底部，且安装座内设置有固定块，所述固定块外侧设置有支撑板。该抗干扰的矿山治理的微震监测设备，抗干扰顶座和抗干扰罩壳可有效防止开采矿井时灰尘和粉尘对监测设备主体造成的污染，同时抗干扰顶座和抗干扰罩壳可有效降低环境潮湿对监测设备主体造成的破坏和影响进而保证其采集数据的准确性。
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一种高瓦斯突出煤层盾构安全高效掘进方法及装置，属于安全和采矿领域。该装置由防突盾构壳体、掘削系统、排瓦斯出煤器、支护防护系统、瓦斯抽放系统、泡沫防尘防爆系统等组成。防突盾构壳体起支撑各系统的作用，与巷道围岩紧密接触防止围岩变形及突出，掘削系统的刀盘掘削工作面前方的煤层或岩层，煤岩由排瓦斯出煤器输出到转载机或皮带上，支护防护系统起到铺网、支撑和打眼锚固围岩的作用，推进系统负责壳体及其它各系统向前移动和壳体、刀盘转向，双层壳体间及螺旋出煤器内的瓦斯被抽放。该装置有掘进速度快，防止煤与瓦斯突出和瓦斯喷出到巷道空间，保证安全掘进等优点。适用于各类煤矿巷道掘进，尤其适合于高瓦斯或突出煤层巷道直接掘进。
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本发明公开了一种近距离煤层上下逐替协同开采区段煤柱留设方法。尤其适用于煤矿井下近距离煤层上下逐替协同开采使用。应用理论计算和数值模拟相结合的方法分别确定了上煤层区段煤柱的的合理留设宽度Xu、上下煤层区段煤柱的合理空间错距L及下煤层区段煤柱的的合理留设宽度Xs，并应用物理相似模拟方法对取值的合理性进行验证。该煤柱留设方法能够适应于近距离煤层上下逐替协同开采矿井，即能保证区段煤柱及回采巷道稳定性，同时能够增加煤炭资源采出率，有利于矿井实现安全、经济开采。
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一种沟谷地形下煤炭开采对地表径流影响的实验装置及方法，装置包括模拟箱，模拟箱从底部依次铺设模拟煤层、模拟岩层、潜水含水层袋和设有沟谷地形地表松散层，潜水含水层袋上设有水位管和浮子式水位计，通过水位计来记录两个沟谷的潜水位随着开采沉陷的变化情况，直观地反映了沟谷地形下煤炭开采对潜水位及地表径流的影响，其结构简单，操作方便，现象直观，可满足不同采矿地质条件下的模拟需要。
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一种露天煤田近水平矿床倒堆内排的开采方法，属于露天煤田的开采方法。近水平矿床倒堆内排的开采方法，包括如下步骤：（1）将露天矿划分为若干个开采区，开采第一条区的剥离物，堆放于露天开采境界之外；（2）剥离台阶可分为一个台阶开采，或者可分为多个台阶开采；（3）当第一条区揭露出的矿床开采完毕之后，第二条区的剥离物排放于第一条区的采空区内，开采出来的矿产经设于沟道两侧或条区中部的出入沟运输通道运出采场之外。优点：剥离物排弃于采空区内，可节省外排土场占地；环境友好，可以边开采，边恢复受采矿作业影响的土地；对于贫瘠、山区地形的矿山，可变废弃、无法利用的土地为有用之地。
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本发明涉及一种动态沉陷区房屋就地重建时间和区域测定方法，属于矿区房屋损害及就地重建领域，解决现有矿区受破坏村庄搬迁难，房屋重建等待周期长的问题。本发明通过对矿区开采后的地表动态沉陷过程进行分析，能够准确的确定待重建区域工作面不同开采尺寸地表已产生沉陷变形量，进而，定量计算动态过程中地表沉陷区域的剩余变形量，对比房屋抗变形指标，确定采动过程中房屋就地重建时间和区域，可以保障在开采过程中尽快建抗变形房，保证受采矿损害的村民尽快住新房，提高矿区村民生活质量；该方法能够科学准确地指导动态开采过程中地表沉陷区房屋就地重建规划工作，可以很好地解决矿区工农关系紧张的局面。
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本发明公开了一种煤炭开采过程中脱硫的方法，该方法的具体步骤为：A、在预开采煤体的运巷和风巷的两个侧壁上，采用水刀割裂或钻孔使煤体的两侧壁生成多个孔；B、向煤体上的各个孔内分别插入管体(1)；C、通过管体(1)向煤体内部高压注入脱硫液体，致使煤体内部的裂隙发育并充分进入；D、待脱硫液体对煤体充分脱硫处理后，再开采煤体。由此，可以脱除煤体中大量的无机硫和有机硫，降低煤体中的硫含量和重金属铬的含量，提高煤炭的洁净度，减少污染，保护环境；同时，还可以驱替煤中的瓦斯、释放煤体中的高应力和减少开采时的粉尘，实现煤炭的科学采矿。
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本发明公开了一种全固废矿井充填碳封存膏体及其制备方法，属于固体废弃物资源化利用和采矿领域，首先将2‑20份粉煤灰和2‑20份钢渣粉混合搅拌2‑5分钟，同时将0.01‑0.3份甲酸和0.01‑0.1份乙酸加入到持续搅拌的粉煤灰和钢渣粉中并持续搅拌5分钟，静置30‑120分钟。然后将40‑80份粒径小于50毫米的煤矸石骨料、10‑30份水、0.02‑0.1份聚羧酸超塑化剂、0.5‑6份石膏和0.5‑6份石灰加入到钢渣粉和粉煤灰中并混合搅拌2分钟，得到充填膏体并进行井下充填，在充填巷道内留存直径1‑10厘米的二氧化碳输送管道。充填结束后，在膏体硬化1天至3天时间段内，通入70％‑100％浓度的二氧化碳气体3‑24小时，实现二氧化碳的井下矿物封存，同时实现充填膏体强度的显著提升。
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一种煤层底板高承压水井下单孔疏降优化方法，适用于采矿中通过单个钻孔对煤层底板高承压含水层水进行疏排。包括将疏排钻孔候选位置所在巷道概化为直线段，最佳疏排钻孔位置是直线段内满足各控制点达到安全水位降深时所需最大疏排流量达到最小的点，当待疏降含水层为均质各向同性含水层时，该点为巷道直线段上距离各控制点最远距离达到最小的点，当待疏降含水层为均质各向异性时，该点为巷道直线段上使各控制点所需疏排流量最大值达到最小的点，通过遗传算法求解得到钻孔最佳位置精确坐标与最佳疏排流量。该方法对煤层底板高承压水单孔疏降工程进行优化，在达到安全采掘前提下，最大限度保护地下水资源，实现安全、经济与环保的最佳平衡。
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本发明公开了一种再现裂隙的流固耦合相似模拟材料制备方法，适用于水文地质、3D打印与注浆充填采矿物理模拟使用。质量配比计为：河沙70％～80％，滑石粉10％～15％，液压油3％～5％，石蜡2％～8％，生物纤维质粉末1％～3％，聚乙烯醇pva可溶材料2％。将上述材料加热搅拌后放入模具定型，使定型后的磁疗充分与水接触，并完全融化，从而在模拟材料中形成不同造型的微小空腔，以模拟岩石体的中裂隙；其遇水不崩解，具有储水、透水能力，在模拟保水开采或注浆充填等流固耦合实验中具有较好的模拟效果；材料强度可在一定范围内调节，以实现不同岩层的模拟，原材料价格低廉易制备可快速大量制作。
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本发明公开了采矿设备技术领域的一种矿山开采用矿石抓取机械手，包括安装盘，安装盘底部固定连接有多个推架，安装盘底部固定安装有抓取缸，抓取缸的活动端固定连接有抓取盘，抓取盘侧壁转动连接有多个大臂爪，大臂爪端部均转动连接有钩爪，钩爪顶端转动连接有拉杆，拉杆与大臂爪之间安装有收紧缸，大臂爪和钩爪侧壁分别设有上防护片和下防护片，上防护片和大臂爪与下防护片和钩爪之间均连接有防护拉绳，抓取盘顶部设有用于驱动相邻大臂爪之间的上防护片同时转动并相互靠近的驱动件，本发明分散多爪设计的抓取方式容易抓取不规则形状的矿石等物质，较为方便使用，避免从爪缝间漏料，降低工作场地的风险，提高安全性。
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本发明涉及一种岩层控制的三位一体监测分析方法，适用于采矿工程领域。利用井下矿压观测通过布置在采空区的压力监测装置和安设在液压支架上的压力传感器收集；利用覆岩运移观测基于覆岩关键层结构位置，通过地面钻孔布置内部岩移多点位移计，结合钻孔电视设备监测采动覆岩破断运动数据；地表沉陷观测通过GPS测得沉陷数据。能够研究覆岩各关键层破断运动对于井下矿压的作用规律及影响程度，可用于确定引发强矿压显现、致灾的关键层层位，并基于此，人为干预关键层的破断，实现井下矿压的科学控制。
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本发明涉及矿山竖井通讯技术领域，公开了一种矿山竖井通讯装置，包括支撑板、移动盒和控制盒；所述支撑板顶端中部一体成型有导轨，所述支撑板上方设置有移动盒，所述移动盒前后两侧面中部下方对称贯穿开设有限位滑孔，所述移动盒内壁左右两侧中部上方之间横向转动贯穿有支撑轴A，所述支撑轴A外壁中部左右两侧对称固定套接有防滑耐磨橡胶轮，所述支撑轴A外壁中部安装有锥形齿轮B。本发明在实际使用的过程中可以远程控制进行移动，进而大大方便了通讯中转装置的安装和拆卸工作，且本装置可以根据采矿的进度实时调整通讯中转装置的位置，确保了矿井内部与矿井外部的正常通讯。
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本发明公开了一种具有侧向不均匀变形试验功能的万能试验机，包括基座、可调节横梁、压缩板以及上钳口和下钳口。下钳口固定设置在基座上。压缩板滑动装配在可调节横梁梁体的滑道内，上钳口通过联结器联结在所述压缩板的底部。在上钳口和下钳口之间，横向设置侧向变形施加装置，用于施加侧向力并且同时可实现被检杆件侧向不均匀位移。该装置可实现侧向及轴向力作用下杆件力学特征的分析，特别是针对地质体复杂应力条件下锚固结构的变形特征，对边坡工程、采矿工程、隧道工程等加固设计具有重要意义。
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本发明涉及一种基于光纤光栅传感网络数据的巷道非线性变形预测方法，属于巷道围岩非线性变形预测方法。包括步骤1：基于光纤光栅传感网络的巷道围岩变形数据采集；步骤2：巷道围岩变形光纤光栅传感器监测数据时间序列分析及预处理；步骤3：选择支持向量机的核函数和损失函数，确定支持向量机主要参数；步骤4：构建核函数矩阵，解算得到支持向量机最优参数组合值；步骤5：建立非线性支持向量机回归预测模型，实现巷道围岩非线性变形预测。本发明采用光纤光栅传感技术和支持向量机预测方法对变形围岩体的后期演化规律、发展趋势进行预测，保障了巷道围岩安全监测、安全生产、施工及稳定，为采矿工程智能化、信息化的发展提供研究方向。
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本发明涉及一种用于岩石断裂分类的声发射信号可视化处理方法，从声发射数据的获取、收集、模型训练、误差分析、校验这一系列步骤实现了智能化操作，整体模型可适应采矿工程领域和岩石工程领域的多种断裂模式的可视化识别。所应用的可视化处理方法为关键密度函数估计，相对于其他函数，它更精确描述未知声发射事件的概率分布。而且关键密度函数估计是一种无量纲函数方法，运算更加方便，对数据量不敏感，对于大量声发射数据点，每次运行仅需数秒便可以完成。
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本发明提供了一种单回路水压致裂与印模一体化的地应力测试装置及方法，涉及采矿工程和水压致裂测试技术领域。该装置包括印模调节阀、上部封隔器、下部封隔器、压力调节阀、第一连接器、第二连接器和电子定向仪，印模调节阀的两端分别连接下部封隔器和高压水钢管，压力调节阀两端分别通过两个第一连接器与下部封隔器、上部封隔器连接，上部封隔器和电子定向仪通过第二连接器相连；压力调节阀控制高压水的注入，印模调节阀可为封隔器膨胀、孔壁水压致裂以及印模过程提供高压水。利用该装置对孔壁进行水压致裂测试后，可以快速进行印模，避免了更换测试系统导致水压裂缝闭合的问题，提高了测试结果的准确性和测试效率。
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一种覆岩注水充填降低导高的保水开采方法，尤其适用于煤炭开采的水资源保护和地表沉陷控制。先获取覆岩相关地质资料，选择恰当的时机在合理的层位进行钻孔，并进行覆岩高压注水，通过离层区加压注水主动压实下部岩体，从而达到降低导水裂隙带发育高度的目的，间接增加了导高与含水层之间的隔水层厚度，提高了隔水层的阻水能力，实现了西部矿区高强度开采下的水资源保护，是煤矿绿色开采的重要组成部分。其方法简单、操作方便、实用性强、资金投入少、成本低且对含水层无污染，同时能够充分利用矿井排放的水资源，能够解决现有采矿中造成地下水大量流失、水质污染和保水效果差的问题。
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本发明属于采矿设备技术领域，具体涉及一种矿山矿石开采支撑平台，通过本发明对矿山巷道顶部进行支撑时，操作人员只需推动齿条移动，齿条带动各齿轮柱同步转动，齿轮柱带动与其对应的齿轮转动，齿轮带动与其对应的齿轮轴和支撑圆杆转动，支撑圆杆转动过程中上升直至与巷道顶部相贴合；在此状态下，齿轮轴转动时不再带动该支撑圆杆转动，从而使得该支撑圆杆保持在恒定高度，随着齿条继续移动，其余尚未与巷道顶部相贴合的支撑圆杆仍会继续上升，直至与巷道顶部相贴合，保证了各支撑圆杆均能与巷道顶部相贴合；本发明将操作人员对多个支撑圆杆依次调节的步骤简化为了单次推动齿条移动，实现了快速调节。
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一种岩层移动模拟及顶板压力监测实验教学系统及方法，属于采矿工程专业学生实验教学系统及方法。系统包括采煤工作面模拟液压支架、模拟岩层、监测分站、监测主站、顶板压力监测数据通讯分站、直流稳压电源、计算机。模拟岩层安装在模拟液压支架上方，随着模拟液压支架的升降来模拟岩层结构在工作面回采过程中的变化；顶板压力监测分站连接在模拟支架的前、后立柱，分别收集记录模拟支架前、后立柱的压力，所收集数据通过监测主站及通讯分站传输到计算机，用来模拟分析工作面回采过程中顶板压力的变化规律。该套实验系统结构简单，操作方便，可以帮助学生直观地掌握采煤工作面岩层移动规律、矿山压力监测及支架与围岩相互作用关系等知识点。
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一种基于注意力的时空图卷积露天矿卡车行程时间预测方法，属于矿山调度领域。首先，获取露天矿卡车原始轨迹数据和路网数据，结合外部因素属性信息，得到具有属性信息的露天矿卡车轨迹数据和路网数据；其次，提取轨迹中的因素属性信息特征；再次，通过基于注意力机制的时空图卷积网络捕捉时间和空间维度的车流量信息特征；接着，通过卷积网络捕捉邻近路段的特征；然后，将上述三部分特征信息进行连接，设计预测模型和损失函数，并训练模型；最后，根据待预测的轨迹，采用训练得到的模型，进行行程时间预测。优点：充分利用轨迹、路网以及外部信息特征，实现准确的露天矿卡车行程时间预测。优化露天矿卡车调度系统，降低运营成本，提高采矿效率。
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一种覆岩隔离注浆充填粉煤灰浆体压缩实验系统及方法，适用于采矿工程绿色开采领域中使用。它包括浆体压缩装置、泌水基座、泌水收集装置和取灰底座；浆体压缩装置包括柱状结构的灰浆桶，灰浆桶内部设置有加压活塞，加压活塞包括加压杆和活塞头，活塞头上设有放气螺栓；泌水基座包括底座，底座顶面向下凹陷，底座的凹陷处与灰浆桶之间设有带有孔洞的筛板，底座的凹陷下方开有导水槽，导水槽的底部连接泌水收集装置，泌水收集装置包括放水阀，放水阀上通过导水管连接量筒，量筒下方设有电子秤。其设计结构稳定，强度可靠，构造简单，便于人员操作，在保证安全的前提下得到实验结果。
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一种效仿自然地貌的内排土场全生命周期地形重塑方法，获取矿区及周边自然地貌精细数字高程模型，提取并学习自然地貌整体水系及边坡细节特征参数，内排土场重塑区进行近自然地貌整体设计，利用自然地貌整体水系参数，在剥离土方的堆存过程中进行整体配置规划，利用自然地貌边坡细节参数，在边坡堆存过程中对坡体进行细节形态塑造。本发明基于河流地貌学原理、内排土场下沉系数、可用土方量动态变化、周边自然地貌景观融合度及自然水系衔接度等限制条件，在不改变现有排土工艺的前提下进行土方堆存最优配置，将重塑区尽可能恢复到采矿前地貌状态，形成全生命周期的内排场近自然重塑地貌参选方案，为排土场生态系统的恢复与演替提供一个稳定的基础。
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一种基于地震信息的煤矿水害预测评价方法，属于煤矿水害预测评价方法。该煤矿水害预测评价方法：包括地震属性、地震岩性反演、概率神经网络反演三种岩性解释方法；把影响煤层顶底板突水的影响因素归结为构造、岩性和水文地质等三个类别；利用多种岩性地震解释方法获得构造、岩性和水文地质信息并进行量化，建立考虑三类影响因素的预测评价模型，预测划分采区各部分的突水危险程度，对煤矿水害进行了预测评价。优点：应用地球物理与采矿工程、水文地质相互交叉技术，为煤矿防治水与安全生产提供地质保障。
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一种2D模拟综采面滚筒截割煤壁并统计块煤率的方法，适用于采矿研究。在线性粘结模型设定软件中球元素与墙元素数据，在墙元素内生成球元素建立初始模拟模型；建立前期单轴压缩、巴西劈裂试验初始模型，确定模型的细观参数与煤体宏观物理力学参数之间的比例关系，建立初始煤体模型；生成滚筒模型，赋予滚筒适当的转速与水平向右速度截割煤体模型，直至截割完成；统计截割完成后的模型块煤率，与参照工作面实际块煤率对比，调整模型滚筒的转速与水平速度，直至模型块煤率与实际工作面块煤率相同。可直接运用模拟软件统计工作面截割块煤率，操作简单，避免了在工作面中统计块煤率造成采煤效率下降的问题。
本发明公开了充填工作面巷旁矸石与超高水材料混合充填沿空留巷方法；在充填开采矿井分别建立地面超高水材料充填系统与井下矸石充填系统，在采区内掘进运输平巷、轨道平巷和开切眼，构成完整的回采工作面，采煤工作面按照正常工序进行回采，回采后工作面后方采空区大部首先使用超高水材料进行充填，对于靠近工作面所要保留平巷的采空区部分首先利用井下掘岩巷和回采夹矸煤层分选筛出的矸石由输送机运送到巷旁，通过带挡矸装置的充填支架进行充填，再通过超高水充填系统泵送的超高水充填材料对巷旁矸石充填体进行浇筑充填；本发明使井下矸石不升井，矸石得到最大程度的资源化利用，提高了充填效率、煤炭采出率，增强了生产安全性。
本发明公开了一种模拟物理流态化采煤的底槽落煤精细破碎实验系统及方法，属于采矿工程领域。包括系统支架，系统支架上设有双动力源，双动力源连接有垂直向下设置的可伸缩采煤钻头，可伸缩采煤钻头下方设有方便拆卸更换的用以模拟钻孔底部包含积水以及落煤的筒状容器；利用电机驱动机械钻头进行竖向移动与周向旋转，对底槽中处于淹没状态的大块落煤进行精细破碎；统计煤体精细破碎后颗粒的粒径与几何形状，基于扁平率、凸度等参数构建综合指标，对碎煤效果进行评估；针对不同现场采煤条件，研究利用机械钻头精细破碎底槽落煤的方法，选择合理的钻头工况参数组合，从而优化现场深部矿井物理流态化采煤的技术方案，指导工程实践。
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一种露天矿内排土场隔水层重塑材料及方法，适用于煤炭开采水资源保护领域。该重塑材料为泥岩地聚合物，包括：水、凝胶材料、激发剂、标准砂。该方法包括以下步骤：根据实际条件确定重塑隔水层材料配比；压实排土场表面，搭建模具，均匀浇筑重塑材料，振捣并抹平；养护一段时间，完成该阶段的隔水层重塑。依此过程循环，完成整个隔水层重塑。本发明施工简单，成本低廉，可完成露天矿内排土场隔水层重塑，实现生态复垦，对建设绿色开采矿山具有重要意义。
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本发明公开了一种充填采煤隔水关键层的非线性渗流系统稳定性判别方法，首先根据试验区域充填工作面采矿地质条件与隔水关键层的岩石物理力学参数，通过构建数值模拟模型，研究得到不同充实率条件下隔水关键层的渗透系数k，拟合出充实率
与隔水关键层渗透系数k之间的关系式；根据渗流试验测试得到隔水关键层岩石破裂过程的非达西因子β与渗透系数k，并拟合出渗透系数k与非达西因子β之间的关系式；最后用充实率
表示出渗透系数k与非达西因子β，并代入到层状岩体非线性渗流的系统稳定性判别公式中，得到充实率
与判别因子Δ之间的关系式。最后根据充填采煤实际工程参数即设计充实率
计算判别因子Δ，判别隔水关键层非线性渗流系统是否稳定。
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本发明公开了一种煤矿井下远程区域精准防控冲击地压方法，根据地质及采矿条件，分析评价采掘工程及相邻各区域的冲击危险性，确定冲击震动源、应力波传播路径及冲击地压危险区，制定定向钻进和分段可控压裂关键技术工艺参数，利用定向钻机向冲击震动源或冲击应力波传播路径区域施工定向长钻孔及分支钻孔，采用后退式、逐级、分段可控压裂，通过监测并反演分析定向钻孔分段压裂有效影响区域，定量评价远程区域精准防控效果。该方法能有效降低高位顶板弯曲能、断裂能、冲击能和构造活化能，或者切断冲击应力波传播路径或降低应力波传播强度，最终实现远程、区域精准高效防控冲击地压，特别适合于顶板断裂型和构造活化型等大型冲击地压的防治。
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