煤矿综采工作面冒顶原因分析及预防

摘要：目前，随着我国信息化和智能技术的发展，提高矿山智能化采煤水平已成为今后煤炭工业发展的重要趋势之一。煤炭地下智能化开采需要解决智能资源勘探、先发制人探测等问题，煤层地质特征预测，实时数据快速传输和反馈，数据共享，钻井智能精确定位，智能检测和维护，而问题的解决需要新的技术和地下工程的有机结合。我国正处于转型升级的重要阶段，由于传统产业的有效整合和网络新技术的影响，煤矿企业发生了非常显著的变化。其中，传统装备与智能技术的融合，可以实现煤炭开采智能化，推动行业升级转型。同时，受环境和安全因素的制约，煤矿企业迫切需要先进的智能矿山设备及配套技术。有鉴于此，探索综采煤矿智能化开采是非常现实的。

关键词:预防处理；原因分析；冒顶事故；煤矿综采 引言

煤矿采集中，安全管理是最为核心的工作之一。安全管理的基本水平和应急能力与煤矿开采工作的安全性和效率有着直接的关系。煤区本身的自然条件对于煤矿采集工作影响较大，面顶板的裂隙问题与煤层、综采工作面的安全性有着较为密切的关联，如果综采工作面的稳定性不足，很容易出现冒顶问题，给煤矿开采带来负面影响。随着煤矿采集技术的不断优化，综采工作面板的支护方式逐渐丰富，对于冒顶事故的预防和处理效率也逐渐提高。但是，冒顶事故的预防和处理机制还存在较多不足，需要相关人员有针对性地加强冒顶事故发生原因的分析，完善相应的预防机制和处理机制。

1煤矿综采工作面智能化发展现状

煤矿开采过程中，对于综采工作面，需要借助专门的技术与设备开展相关作业，其中包括运输机、采煤机、液压支架以及信息化软件平台等相关设施，同时还有跟机自动装备和电液控制装备。在高速光纤网络逐渐普及应用的情况下，综采工作面与光纤网络进行有效连接，实现了监控系统的全面覆盖，从而在一定程

度上推动了综采工作面的智能化和自动化升级进程。综采工作面作业中用到的运输机、采煤机和液压支架主要是作为设备而使用的，在实际运行中需要采用不同的控制形式，即便集中监测目标可以发挥相应的作用，但受许多因素的和影响，综采设备仍旧有较大的发展空间。要想实现与网络设备的有效连接并进行相关信息的采集和传递，就需要对监控平台进行合理设置和调整，同时还要建立专门的控制指挥中心，这样工作人员就能利用视频监控和遥控系统远程自动控制工作面。

2煤矿开采中导致冒顶事故的原因 2.1基本顶出现塌陷问题

相关数据显示，煤矿采集技术因素导致的综采工作面发生冒顶事故的概率越来越高。工作人员在实际煤矿开采过程中没有正确的利用开采工具和挖掘技术设备，在煤矿隧道掘进过程中，很容易出现震动过强等问题，导致基本顶在挖掘时部分坍塌。一旦基本顶有部位出现塌陷问题，会导致基本顶的压力和自身重力强行加到直接顶上，导致直接顶的压力急剧变化，使综采工作面的承受压力不断增大，最终出现冒顶事故。

2.2巷道布置不合理

多次扰动，原有应力平衡被打破，压力显现。在煤矿掘进过程中，特别是整合矿井，由于前期巷道设计不合理，随着采掘工作的继续，利用旧系统巷道形成新系统，巷道施工联巷较多，巷道应力重新分布，巷道原有应力平衡被打破，原巷道支护受多次扰动影响失效，造成巷道失修，岩体、喷体开裂垮落

2.3开采工作面支撑力不足

综采工作面的支撑能力是保证开采工作安全的基本要求。如果综采工作面支撑能力受到外界因素的影响，很容易导致冒顶事故。在正式的采煤工作开始之前，综采工作面的直接顶部分很容易受到外界因素的影响，在后续长期的工作过程中，直接顶很容易出现严重的破坏问题，导致整场的开采工作无法有效进行，增大冒顶事故的发生概率。

3冒顶事故的有效预防和应对措施 3.1实现工作面规划开采

要科学识别煤层分布，有效确定矿区位置，利用智能开采技术的煤矿分布分析系统，确定在开采过程中能否实施良好的施工方案。可以检查所有的采矿路线是否与智能采矿设备兼容。一般来说，在规划开采过程中，需要科学控制基础地理信息的开采面，在开采过程中实时获取推进位置的位置信息，可以通过以下方式实现。地理信息系统与配套推进测量系统的组合识别技术，可确保在采矿作业过程中位置控制的前提下，有效、准确地实施规划设计。

3.2严格遵守作业规程规定的作业程序

第一，在巷道支护时，要提前准备好需要用到的各种工具部件和支护材料，然后根据施工作业规程进行支护。在过断层破碎带和过陷落柱掘进作业时，编制专项技术措施，根据巷道内的地质条件，及时对巷道支护形式进行调整，并采用小循环作业，根据掘进头岩石性质，严格控制空顶距。当掘进头遇到断层褶曲等地质构造破坏带或层理裂隙发育的岩层时，支设棚子时应紧靠迎头，锚杆锚索支护时，锚杆锚索严禁滞后。第二，严格使用临时支护，临时支护完成后，按照从外向里的顺序逐排进行永久支护作业，严禁空顶。第三，确保施工质量，在巷道掘进作业时，如果采用锚杆锚喷支护形式时，现场施工人员必须要随时对锚杆施工质量进行检查，一旦发现锚杆失效，就要立即对其进行补打，而且在每次开工之前，都要对锚杆扭矩进行检测，确保其满足设计施工的标准规范。另外，现场带班队干要经常进行检查，及时找出掘进过程中存在的问题，有效的减小冒顶事故发生的风险。

3.3自动化和人工辅助操作系统双控机制

自动化系统可以解决施工人员大部分危险、低效和劳动密集型的工作，提高实际生产效率，但自动化技术往往受到许多不确定因素的影响，不可避免地会出现一些问题。因此，应该能够配合人工辅助操作系统，实现运行过程中的人工监控机制，可靠地发现各种问题，及时反馈相关信息，实现持续优化改进机制。

3.4增加顶板及围岩的强度

根据“煤壁－顶板－围岩”与顶板冒顶的联系，提升三者的强度对于顶板端面冒顶的控制有着显著作用。提升煤层顶板以及围岩的强度，可以预防端面冒顶事故的发生，实现正常生产。对于顶板黏结性差，在支护强度未能达到围岩变形要求的情况下，极易发生漏冒型冒顶事故。提升顶板强度的主要采用注浆、锚网等方法，注浆技术简单、操作容易、效果显著，但是成本较高，遇到复杂地质可能会导致生产的经济效益低。提升围岩强度主要有锚杆、锚索支护等方式且发展较为成熟，面对不同工程特性的围岩有较全面的支护方式。也可通过开槽卸压与松动卸压来减小工作面两端集中应力的大小。

结束语

综上所述，在煤矿开采过程中，应用现代信息技术能够有效提高其智能化和自动化水平。设备、技术和环境是影响综采工作面作业效率的主要因素。煤矿企业需要加强对视频技术、识别技术和测量技术的应用，在设备研发方面投入更多的资源，为高效采矿提供可靠保障。

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