煤矿综采工作面冒顶原因分析及预防

1  综采工作面冒顶机理及类型

冒顶，简单而言主要是指在地下开采活动中，由 于开采后原先矿山压力平衡遭到破坏而造成的上部矿 岩自然塌落现象。在煤矿开采中，综采工作面的稳定性受煤层及其顶板节理裂隙发育程度影响，节理裂隙主要有原生裂隙、构造裂隙及低压裂隙三种，其中地压裂隙和构造裂隙对采煤工作面直接顶板影响较大。 在采煤作业中，煤壁前承受的支承压力随着采煤作业 的而不断深入而增加，顶板承压也逐渐增大，从而慢 慢形成与其工作面平行的地压裂隙，进而影响液压支 架稳定性。在工作面挖进过程中，如果工作面挖进速 度过慢，而支撑压力超前，基本定悬臂梁就会反复作 用于煤壁和直接顶，从而产生地压裂隙和促进原生裂 隙扩大，在相互裂隙相互作用下就更加容易出现煤壁 片帮和顶板冒顶。 对于综采工作面冒顶种类，若从范围方面分析， 主要分为局部冒顶和大型冒顶两种类型。相对于大型 冒顶而言，局部冒顶范围较小，危害性也较小，常在 煤壁、放顶线附近和工作面两端发生。而大型冒顶不 仅影响的范围大，而且其危害性也很大，常见的有老 顶来压时的压垮型冒顶、厚煤层难冒顶板大面积冒 顶、大面积漏垮型冒顶等。从实际情况看，大型冒顶 发生概率不高，常见的冒顶大多是局部冒顶，而且随 着支护技术的不断提高，工作面顶板稳定性也不断提 高，冒顶发生率得到了进一步降低，有效提高了煤矿开采作业安全稳定性。

2  综采工作面冒顶的原因

(1)采煤地形。煤矿地区往往地质条件和地形都 非常复杂，这进一步增加了煤矿开采的难度。在煤矿 开采过程中，综采工作面开切眼区域对于煤矿开采工 作的开展带来极大的便利，但同时也存在着较大的安 全隐患，主要在开切眼区域下部岩石经常会发生大面 积坍塌及大面积冒顶事故。煤矿开采作业活动对矿区 原有地形带来很大的影响，影响地质构造的稳定性， 并且随着开采工作的不断深入，其影响不断增大，岩 石层受到较大破坏后就会出现断裂等现象，从而给综 采工作面直接顶造成严重影响，发生冒顶事故。

(2)地形内部结构遭受破坏。稳定的地形结构能 够有效降低综采工作面冒顶事故的发生，但是在煤矿 开采中，地表在长期外力作用下其摩擦力和阻力都会 大大降低，从而给地形内部结构稳定性造成影响。综 采工作面顶板在不稳定内外部力量共同作用下就会出 现坍塌，大面积顶板坍塌的结果就是大型冒顶事故的 发展，从而给整个煤矿开采工作造成严重损失，甚至出现煤矿安全事故。

(3)支护不及时或阻力不足。支护措施应用是保 持和提高综采工作面稳定性的重要方式，一旦支护措 施出现问题就很可能导致冒顶事故。在煤矿开采中， 随着综采工作面的不断推进，媒体与顶部岩层逐渐分 离，这种情况如果没有及时采取措施进行支护或是支护阻力不足，顶板岩层就很可能破碎而冒落，从而发 生综采工作面冒顶事故。

(4)不规范开采作业操作和行为。煤矿开采时一 项复杂工程，开采环境及条件复杂，影响因素众多， 为确保作业安全性，开采前需要根据不同煤层地质条 件做好冒顶事故防御工作。但是在实际工作中，一些 煤矿开采企业的防范措施缺乏针对性，没有根据煤层 地质实际条件对采矿方法、安全措施及通风方式、支 护方法等进行科学合理选择，工作面支架间距及柱间 距不符合有关规定，从而给煤矿开采带来较大安全隐 患。另外，随意拆除支柱等不规范作业行为都会导致 综采工作面冒顶事故的发生。

(5)锚固体承受压力过大。在煤矿开采中，锚固 体受到覆岩或围岩较大的压力，其承受的压力过大则 很容易导致大型冒顶。在实际工作中，锚固体托盘损 坏、锚固体参数设置不合理及锚杆抗拉强度不足等都 会影响锚固体作用的发挥，锚固体在覆岩或围岩过大 的压力下就会出现碎岩体松动，进而发生冒顶。

3  煤矿综采工作面冒顶预防对策

(1)制定合理工作方案，确保支护科学性。为有 效提高综采工作面冒顶预防管理能力，煤矿生产企业 在在充分认识到冒顶危害性的基础上，制动合理工作 方案，科学组织开采作业以确保作业安全。一方面，　　煤矿开采企业应加强地质勘察工作，组织专业人员深入煤矿区域进行考察，根据实际地质条件及地形特点 制定开采方案。另一方面，在实际开采过程中，开采 人员和管理人员也要严格按照开采方案开展工作，同 时加强开采作业监督与管理，避免出现违章作业行为 而发生综采面冒顶事故。

(2)严格支护安装管理，灵活采取安全技术措 施。支护是提高综采工作面稳定性的重要措施，提高 支护安装质量控制非常关键。在支护安装中，应严格 按照有关作业规程进行安装，在运用架棚支护方式进 行巷道安全支护中应使用撑木、拉杆等提高棚子整体 性和稳定性，防治棚子推垮失去支护作用而增加综采 工作面冒顶发生概率。在掘进过程中如果发现有断 层、褶曲等地质构造情况，应根据实际情况合理缩小 棚子间距。如果采用拱形棚支护方式，要使用与其配 套的卡缆，并在作业现场配备配套的扭紧力矩指示器 扳手，以方便随时使用。另外，煤矿开采中应根据掘 进过程地质条件变化灵活运用各种安全技术措施进行 支护，以确保综采工作面安全稳定性。

(3)加强作业人员安全教育培训，提高冒顶防御 能力。作业人员安全管理意识对于提高煤矿作业环境 安全性非常重要。煤矿生产企业应通过加强安全管理 教育宣传、定期开展安全专业技能培训等方式提高煤 矿开采作业人员及管理人员素质及技能，使所有工作 人员在开采作业中能够严格落实防护措施的基础上， 及时反映安全隐患，提高冒顶警惕性，避免综采工作 面发生冒顶，确保煤矿开采安全。

4  结束语

总而言之，当前我国煤矿综采工作面冒顶事故频 繁发生，在很大程度上威胁到了煤矿工作人员的生命 安全，所以要求相关工作人员能够予以充分重视，并 且能够熟练掌握综采工作面冒顶机理及类型，并正确 认识到综采工作面冒顶的原因，掌握其预兆与一般规 律，并采取有效的防范措施，以切实降低煤矿综采工 作面冒顶事故的发生及，保障整体煤矿开采工作的高 效、安全开展。