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（1）大地构造应力场控灾
事故矿井多位于板块边界附近，块体内部较少，推测构造应力场的扰动引发煤矿灾害事故。宏观上，中国大局部煤田与各主要地震带，在空间上都有重合或局部重合。现代地质学习显示，大地构造运动是以板块或块体的整体或有限形变为基本运动形式（Tapponnier Molnar1976;Tapponnier et al.，1981; England
Houseman 1986; England et al.，1997），板块边界的断陷盆地则恰恰是构造应力/应变调整的重要场所。新生代始新世以来，印度板块对其他板块的持续挤压碰撞（张岳桥等，1999；张岳桥和廖昌珍，2006；张岳桥等，2006；马寅生等，2007；万天丰，2011，1993）。现今，在这些板块边界附近（断陷盆地内）开采的煤矿无不受到构造应力场的作用，这是煤矿应力灾害学习的大地构造基础。板块内部煤矿灾害的近乎缺失，令人怀疑板块边界控灾。甚至，可以推测查找高事故矿井的构造位置，怀疑这些构造位置可能对构造应力场有窗口效应。
（2）大规模采掘卸压，可能导致浅表沉积层失稳
任何地壳的力学性质都是固定的，中国有26395家煤矿，这些煤矿长时间，大范围的开采，可能使中国大陆成为绝好的天然试验场：人们无限制地采掘地下煤炭，当卸载的构造应力大于浅表地壳的力学支撑能力，可能会造成煤田周边地层松动失稳——煤矿灾害丛集现象可能检验了浅表地壳的物理力学特性。理论上，不仅煤矿，对于非煤矿山、各种大型的地下工程乃至未来人类开展的各类探地工程等，只要达到煤矿开采同样规模，都应该存在应力扰动致灾的可能性。
（3）揭示煤矿地质灾害深层次的构造机理问题
当前，煤矿领域未开展矿井的空间定位，矿井灾害丛集特征及其与地震活动的响应现象尚未被人们认识。而理论认识上没有突破，造成现今煤矿领域各种场地监测，力学分析等解释性学习集中于采掘面附近做场地分析。思路局限于单个矿井的“点”，而非整个矿区甚至多个矿区的“面”。
采煤活动本身就是对构造应力场卸压，随着中国26395家煤矿的开采，这种大范围的卸压在持续进行；同时，大地构造运动也在持续进行（各地震带不同规模的地震活动）。这样看来，“人”在动，“场”也在动，那么，“人”的动，能否引发“场”的动？反过来，“场”的动，能否影响“人”的动？
目前，第一个问题：“人”动引发“场”动的问题，已经有了明确认识：随着开采的深入，我国多个矿井陆续出现冲击地压，矿震等应力灾害，显示采煤活动是能够引发周边构造应力场的失稳扰动。但是，对于矿井之间，矿区之间是否彼此影响而致灾，因缺少事故矿井定位而没有认识；第二个问题：大地构造运动伴随的构造应力的扰动，能否传递到矿区的应力场，引发异常？探索性学习可以从地震和煤矿应力灾害的时空分布入手：大地震发生后，一方面，查看天然地震、矿震、煤矿地质灾害的时空分布特征，是否呈现丛集特征，另一方面，查看在中国大陆范围，地震与煤矿灾害丛集序列的频率、频度是否与灾害性地震对应，在前期学习中已经获得了较好的频率对应（附录2）。解释性学习可以结合现场地震监测，震源机制解，矿井场地应力监测，数值模拟等多个角度，采用多种手段论证二者之间的因果关系。
学习意义
如果“煤矿地质灾害丛集特征及其与地震活动伴随现象”得到现场验证，则具有多方面的学习意义：
1）煤矿地质灾害之间、地震活动和灾害之间，以往都是孤立看待，现在被煤矿灾害的丛集现象联系到一起。在关系紧密的几个领域，可能找到了背后的总的致灾因素——在目前所认识的各致灾要素中，能够引发各种不同类型的灾害集中连续发生的，只有地应力扰动。不仅煤矿，对于非煤矿山、各种大型的地下工程乃至未来人类开展的各类探地工程等，都存在应力扰动控灾的可能性。
2）．探索“以灾害预测灾害”——不同类型灾害互报的新途径
（1）各煤矿大区建立灾害通报机制，彼此掌握开采进程，周边地震活动以及灾害情况，提早识别灾害的“丛集”迹象，提前防范，以利于煤矿生产防灾，减灾。
（2）充分利用在微震与灾害对应学习中揭示出的“地震在前，灾害在后”的现象，以中国地震监测网的监测信息为依据，进行煤矿灾害监测，探索实现煤矿灾害预警。
3）. 地震事件本身也呈现丛集特征，前期学习中，探索出的学习方法可以成功的提取丛集序列，并且，揭示出煤矿地质灾害的时空丛集序列与大地震具有较好的频率/频度对应（附录2）。长期以来，在地震学习领域0-3级微震一直被当作“背景”地震，没有更广泛的应用。如果将该方法应用在“长周期，大范围”地震活动时空丛集特征计算上，在地震中、短期预报，地震活跃期识别，断层活动周期计算等方面可能会大有作为。
4）．对于煤矿生产，深入学习矿井应力传递过程及其与构造运动的相互作用，认识其影响机制，综合利用二者之间的影响关系，可能大大缓解煤矿灾害的压力，具有非常现实的生产意义：
当前，矿井灾害丛集特征及其与地震活动的响应现象尚未被人们认识，煤矿各生产单位都是采用独立的采掘方案和开采规划，所有措施都是围绕各自安全生产制定的，对于彼此之间的影响考虑较少。利用这种应力传递关系，各矿区结合区内地质构造和灾害时空特征，进行统一、科学、合理的生产规划（卸压），制定更全面的卸压方案：
（1）对于矿井密集的矿区，每个煤矿要了解周边邻近煤矿采掘点，构造应力场、区域应力场情况。在制定开采方案过程中，除了保证自身生产的需要，还要保证整个矿区的应力平衡；
（2）各煤矿/矿区查找周边地区彼此影响强烈的矿区、地震带以及彼此影响强烈的矿井。这些扎堆发生的灾害及地震活动成为周边地震带的“应力窗”，而周边大范围的地震活动成为煤矿地质灾害的“晴雨表”。
5）矿井灾害丛集特征可能极具科研价值，有可能改变地震监测，地应力学习的方向。
一旦发现矿井发生不可抗拒的应力异常，那么，空间范围多大，涉及多少矿井，持续时长，过程如何？这些信息将从不同的角度反映浅表地壳的应力传递过程，进而是否与构造运动相关联。迄今为止，矿井是人类进入地下，大规模卸载地应力的“最前缘”，这种大规模卸载，在岩体力学性质既定情况下，造成应变要远比地表监测的数值可观，如果地震领域开展的以应变为基础的地压监测设施延伸至矿井，那么，监测效果应该更加明显。
（陈波）
现象背后潜在的科学问题 |
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