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【摘要】随着火电厂和其他工业生产用煤量的不断增加，刺激了我国原煤开采业的迅速发展。但由于开采水平落后、管理制度不完善，导致我国在开采原煤时，经常发生意外事故，不仅造成了巨大的经济损失，还造成了重大的人员伤亡。本文将结合采煤工作面冒顶事故的形成原因，对此进行探讨，并对如何预防和处理采煤工作面冒顶事故提出一些建议和措施。
【关键词】采煤；工作面冒顶事故；预防措施
近几年，我国的原煤开采业异常繁荣，这主要是因为随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，工业生产和人民的日常生活对煤等能源的需求日益增大。但由于我国开采技术落后、设备老化以及管理制度不完善等原因，导致在原煤开采时，经常会发生意外事故。不仅在经济上造成巨大损失，而且还造成大量人员伤亡。采煤工作面冒顶事故是进行原煤开采时，经常发生的事故，本文将结合事故的起因，对此进行详细的探讨和分析，并对如何预防和处理提出一些建议和措施。
一、采煤工作面冒顶事故发生的原因
1.开采技术不规范
在对原煤进行开采时，一般都是从采煤开切眼出开始，然后直到停采线处再回切。在这个过程中，煤层的所承受的主要压力可以分为两个阶段；一个是顶板压力阶段，另一个就是原煤进行正常开采时所产生的压力阶段。从以往发生的冒顶事故中，我们可以总结出，很多顶板事故都是在第一次压力阶段中发生的。当原煤的开采工作正常运行过程中，顶板的周期来压步距会随着时间的推进，逐渐降低，再加顶壁上的石梁位置悬臂短小，很难起到保护作用，因此只要保证支撑的强度要高于直接顶的强度，就可以使用采面支架担负起支撑老顶的效果。这样，不仅加强了支架的稳定性，而且也使老顶同直接顶过早脱离的现象得到有效的缓解。
根据以往冒顶事故得出经验教训，最容易造成事故的地点一般处在第一次压力阶段的30米之内，而且随着开采深度的推进，冒顶事故发生的概率会越来越高。大约一半以上的事故都发生在推进深度的11米内的范围。
在原煤开采的过程中，由于各个采煤工作面的支撑条件以及开采技术等各不相同，导致发生冒顶事故的概率不尽相同。一般情况下，木质的支柱和金属制品的支柱比较容易发生冒顶事故，相比较而言，单体液压作为支柱时，冒顶事故发生的概率相对较少。这主要是因为金属制品支柱的支撑力度比较小，操作不稳定，这就对原煤开采时的安全施工带来一定的负面影响。而木质支柱由于存在支撑立弱、不稳定以及收缩性能差等缺点，导致在开采原煤时，如果发生老顶压力，只能生抗，很容易造成支柱折断问题。
在原煤开采过程中，发生的冒顶事故大都是因为直接顶压力和老顶压力过大造成的。这就要求我们要严格强化和规范开采技术，对直接顶压力和老顶产生的时间进行提前有效的预测，分析和研究以往的规律，有针对的采取一定的措施，将发生冒顶事故的概率降到最低。同时要对原煤开采过程中的开采和辅助设备表进行改造和革新，也是有效预防冒顶事故发生的重要手段。
2.管理制度不完善
在原煤开采过程中，由于施工单位在管理方面存在的诸多问题，导致在开采过程中，安全开采意识薄弱，各种保护设施不到位，缺乏对施工人员的安全教育工作，施工不规范，或者操作过程中出现重大失误，致使工程质量不合格等问题，因此，在原煤的开采过程中，一定要做好对开采人员的安全教育工作，加强他们的安全保护意识，强化施工规范和提高开采技术，做好对开采设备以及煤层的检查工作。一旦发现安全隐患，应立即采取相应措施进行处理。从以往的发生的冒顶事故来看，指挥失当以及违规操作是其发生的主要原因。这既是施工人员在原煤开采过程中，安全开采意识薄弱造成的；也施工过程中，管理不合理导致的。同时，在开采过程中，对浮石的问题处理不合理，也是造成事故发生的一个重要原因。原煤开采过程中，施工人员在对浮石进行处理时，检查工作不到位，在没有掌握好浮石的基本情况之下就对其进行草率处理，导致在处理浮石时，工作人员操作技术不规范，引发冒顶事故的发生。还是有因为兆头伞檐片帮事故的发生也大都因开采人员安全意识薄弱，违规操作造成的。开采过程中，一些辅助设备质量不合格，没有起到应有的辅助、保护作用。导致顶板压力过大，也容易发生冒顶事故。因此做好开采员人的安全保护意识以及规范开采技术和开流程，及时做好对开采设备和辅助设备的检查工作，能有效的预防冒顶事故的发生。
3.在煤炭过程中经常出现无碳柱、断层、过空巷等问题
无碳柱又称岩溶陷落柱，是指在埋煤地层的下方的易溶性岩石在外力作用下发生坍塌的现象。由于支系煤层顶板与下方的撑柱发生断裂，导致煤层顶板失去固定点支撑，再加上上开采过程中受到外力因素，致使在采煤工作面出现漏顶现象。
4.煤层开采面的支撑架不符合相关要求以及回采技术不合理
支撐架出现老化现象，再加上检测和维修不及时，导致支撑架撑力不够，不能有效的做好支护顶板的作用。当煤层开采面出现斜坡，相关设备的头部、尾部里程没有进行很好的掌握，造成运输机在输煤过程中，支撑架倒架。而煤层开采面的输煤机的支撑架出现弯曲，呈内弓或者外弓，造成支撑架之间出现咬架、打架，而完成原煤切割后不能及时将支撑架及时的拉出，支护顶板。
5.顶板岩性
煤层顶板上方有容易脱落的松软性岩层，比如泥砂岩、薄煤、粉砂岩等，而在开采过程中没有采取相应的加固保护措施，导致煤层的顶板岩性及其结构在同一水平面受力变化频繁，致使构成煤层顶板的各个岩层的厚度、强度和对应位置产生变化，最终造成顶板岩性弱化，再加上在开采过程中，受外力影响，导致容易发生冒顶事故。
6.工作面周边回采动压的影响
原煤开采面的开采过程中，由于受到开采地质环境比如斜坡、断面等影响，或者输煤机以及顶板支撑架受外力影响，导致出现变形而无法进行原煤输送，最终造成工作面在回采过程中承压过大，再加上周围采空区域的压力集中在煤层开采面，导致开采面承压过大，无法支撑，造成冒顶事故发生。
二、原煤开采过程中，冒顶事故发生的预先征兆 世界上所有事物的发生和发展都有其一定的规律性，本文从以往的冒顶事故中，总结出来以下几种预先征兆：
1.在原煤开采过程中，顶板处有裂缝，而且不断呈扩张趋势。
2.煤墙片帮煤数量增多。在开采过程中，由于煤墙受到的压力越来越大，导致煤墙墙壁逐渐软化、脱落，致使帮煤数量增多。
3.漏水现象。如果顶板出现漏水现象，施工人员应该进行及时的检查和处理，消除隐患。
4.顶板发生脱离现象。在原煤开采时，应该定期做好对顶板的检查工作，如采取“敲听法”，对顶板进行适度的敲打，如果发生空响的声音，那说明顶板和煤层之间已经产生脱离现象，应及时采取一定的措施，进行相关处理。
5.开采过程中，发生怪异声响。当煤层发生断裂下沉时，会给顶板带来巨大的压力。顶板压力骤时加大，造成支撑柱因不能承受巨大压力而产生断裂并迅速下降，这时会发出比较怪异的声响。
三、漏顶形式
煤壁垮落
煤层顶板受压紧缩煤壁，由于顶板受力产生周期性的塌落，在巨大支承外力压力的作用下，煤层缝裂隙逐渐加大。随着围岩压力达到一定程度，煤层节理面的倾角渐大，整个开采面煤层的破坏程度也逐步加大。当倾角增大，断面上的剪应力达到最大值，致使该断面层被破坏。当断面和节理面出现偏斜形成一定度数的夹角，断面会和节理面相互交割，导致支承受压过大的区域，煤层受压变形成块状结构，再加上煤层前方留有一定的空间区域，块状煤层受到水平拉应力的承压作用挤出煤块，便是煤壁片帮。
在原煤开采过程中，当支撑架的顶梁和煤壁的距离过大大，支护作用不够，造成煤壁跨帮上部的顶板矸石和支撑架上部矸石以及老山矸石出现冒落现象，形成煤壁垮落。
四、预防措施
1.在对采煤工作面进行放炮以后，应适当的缩短空顶的时间。在对煤层进行爆破之后，应该立即挂网，并将支撑架适度的往前推移。
2.在对开采层和探巷进行位置交叠时，应采取多大眼、少放药、放小炮的方式，这样可以减轻对煤层进行爆破时，给顶板或者煤墙片帮造成的震动破坏。
3.做好对开采过程对底板的推进处理，在严实的部位搭好支撑架，嚴禁将支撑架搭在不稳固的煤面上。
4.加强探巷的支撑保护工作，提高支撑架的密集度，以减轻顶板下降时对支撑架的损坏。在开采层和探巷相交的地方，要是有规则的金属网，以避免顶层落渣的现象。
5.要加强对开采人员的教育培训工作，强化安全开采意识，规范开采流程，提高开采技术，做好对开采设备和辅助设备做好定时的检测和维修工作。
五、对冒顶事故的处理方法
1.在开采过程中，如果发生冒顶事故，应该根据事故的实际情况采取相应的措施。对事故发生的区域、周边支撑架等情况进行仔细分析和研究，采取直接推进的处理方法。首先在对开采层探项之前，要保证相关区域内的，并排的四价抬棚之间的距离不会超过5.9米，在靠近煤壁的地方，应清除刮板运输机，利于工作面的通风，同时将开采层的支撑架进行合理调整，做好顶板的保护工作，防止事故区域扩大，同时使用单体液压支撑架做好对顶板的支撑和保护工作。
2.在事故发生的区域，通过由上往下的处理方法，使用三架架组的方式，保证每个支架之间的距离不超过4.9米，要和开采层保持垂直状态，用作抬棚梁；用单体液压支撑架作为棚腿，同时做好三个抬棚架的搭建工作，将项板稳固住以后，将金属网铺在抬棚的上侧，用实木接顶，同时做好清理工作。
3.停止开采层的开采工作，将事故区域内的煤块、损坏和倾歪的支撑架等清除干净，确保运输机的正常运行；同时在以后的开采过程中，要在冒顶区域设抬棚架做好支撑保护工作。将掏梁窝向前推进，铺好金属网后，在爆破落煤。
4.冒顶事故发生后伴随而来的就是运输机被压住开不动，如果强行开启会容易造成运输机发生断大链的情况。所以要先将发生事故区域的位置，做好相应的支撑架保护护，防止矸石再次出现冒落，然后通过人力将矸石清理干净。冒顶事故发生在什么位置，是处于运输机的机头还是机尾，当采煤机和漏顶事故区域处在机尾部分的运输机前半部都是煤，只有将漏顶区域的矸石清理干净后，才能开始正常开机。
5.必须割煤拉架调整工作面控制顶板矸石。做好运输机的控制工作，不要发生前后连串，同时必须将亏刀保持三直一平的工作面，同时要确保支架的初撑力达到相关的要求，间距距不能超过340毫米。对开采过程中，支撑架出现交叉、咬架的情况时，应进行及时的处理。如果发现漏顶现象时，必须做冒顶区域设抬棚架做好支撑保护工作。将掏梁窝向前推进，以防止漏顶现象扩大。同时强化现场管理操作人员责任心。
总结
在我国的原煤开采过程中，由于操作不规范、设备老旧、开采技术落后等原因，导致经常有意外事故发生，不仅造成经济上的损失，而且还有大量人员伤亡。这就要求我们在以后的原煤开采过程中，要加强对开采人员的安全教育培训工作，强化施工人员的安全保护意识，规范操作流程，提高开采技术，有效的做好对采煤工作面冒顶等事故预防和处理措施。
【关键词】采煤；工作面冒顶事故；预防措施
近几年，我国的原煤开采业异常繁荣，这主要是因为随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，工业生产和人民的日常生活对煤等能源的需求日益增大。但由于我国开采技术落后、设备老化以及管理制度不完善等原因，导致在原煤开采时，经常会发生意外事故。不仅在经济上造成巨大损失，而且还造成大量人员伤亡。采煤工作面冒顶事故是进行原煤开采时，经常发生的事故，本文将结合事故的起因，对此进行详细的探讨和分析，并对如何预防和处理提出一些建议和措施。
一、采煤工作面冒顶事故发生的原因
1.开采技术不规范
在对原煤进行开采时，一般都是从采煤开切眼出开始，然后直到停采线处再回切。在这个过程中，煤层的所承受的主要压力可以分为两个阶段；一个是顶板压力阶段，另一个就是原煤进行正常开采时所产生的压力阶段。从以往发生的冒顶事故中，我们可以总结出，很多顶板事故都是在第一次压力阶段中发生的。当原煤的开采工作正常运行过程中，顶板的周期来压步距会随着时间的推进，逐渐降低，再加顶壁上的石梁位置悬臂短小，很难起到保护作用，因此只要保证支撑的强度要高于直接顶的强度，就可以使用采面支架担负起支撑老顶的效果。这样，不仅加强了支架的稳定性，而且也使老顶同直接顶过早脱离的现象得到有效的缓解。
根据以往冒顶事故得出经验教训，最容易造成事故的地点一般处在第一次压力阶段的30米之内，而且随着开采深度的推进，冒顶事故发生的概率会越来越高。大约一半以上的事故都发生在推进深度的11米内的范围。
在原煤开采的过程中，由于各个采煤工作面的支撑条件以及开采技术等各不相同，导致发生冒顶事故的概率不尽相同。一般情况下，木质的支柱和金属制品的支柱比较容易发生冒顶事故，相比较而言，单体液压作为支柱时，冒顶事故发生的概率相对较少。这主要是因为金属制品支柱的支撑力度比较小，操作不稳定，这就对原煤开采时的安全施工带来一定的负面影响。而木质支柱由于存在支撑立弱、不稳定以及收缩性能差等缺点，导致在开采原煤时，如果发生老顶压力，只能生抗，很容易造成支柱折断问题。
在原煤开采过程中，发生的冒顶事故大都是因为直接顶压力和老顶压力过大造成的。这就要求我们要严格强化和规范开采技术，对直接顶压力和老顶产生的时间进行提前有效的预测，分析和研究以往的规律，有针对的采取一定的措施，将发生冒顶事故的概率降到最低。同时要对原煤开采过程中的开采和辅助设备表进行改造和革新，也是有效预防冒顶事故发生的重要手段。
2.管理制度不完善
在原煤开采过程中，由于施工单位在管理方面存在的诸多问题，导致在开采过程中，安全开采意识薄弱，各种保护设施不到位，缺乏对施工人员的安全教育工作，施工不规范，或者操作过程中出现重大失误，致使工程质量不合格等问题，因此，在原煤的开采过程中，一定要做好对开采人员的安全教育工作，加强他们的安全保护意识，强化施工规范和提高开采技术，做好对开采设备以及煤层的检查工作。一旦发现安全隐患，应立即采取相应措施进行处理。从以往的发生的冒顶事故来看，指挥失当以及违规操作是其发生的主要原因。这既是施工人员在原煤开采过程中，安全开采意识薄弱造成的；也施工过程中，管理不合理导致的。同时，在开采过程中，对浮石的问题处理不合理，也是造成事故发生的一个重要原因。原煤开采过程中，施工人员在对浮石进行处理时，检查工作不到位，在没有掌握好浮石的基本情况之下就对其进行草率处理，导致在处理浮石时，工作人员操作技术不规范，引发冒顶事故的发生。还是有因为兆头伞檐片帮事故的发生也大都因开采人员安全意识薄弱，违规操作造成的。开采过程中，一些辅助设备质量不合格，没有起到应有的辅助、保护作用。导致顶板压力过大，也容易发生冒顶事故。因此做好开采员人的安全保护意识以及规范开采技术和开流程，及时做好对开采设备和辅助设备的检查工作，能有效的预防冒顶事故的发生。
3.在煤炭过程中经常出现无碳柱、断层、过空巷等问题
无碳柱又称岩溶陷落柱，是指在埋煤地层的下方的易溶性岩石在外力作用下发生坍塌的现象。由于支系煤层顶板与下方的撑柱发生断裂，导致煤层顶板失去固定点支撑，再加上上开采过程中受到外力因素，致使在采煤工作面出现漏顶现象。
4.煤层开采面的支撑架不符合相关要求以及回采技术不合理
支撐架出现老化现象，再加上检测和维修不及时，导致支撑架撑力不够，不能有效的做好支护顶板的作用。当煤层开采面出现斜坡，相关设备的头部、尾部里程没有进行很好的掌握，造成运输机在输煤过程中，支撑架倒架。而煤层开采面的输煤机的支撑架出现弯曲，呈内弓或者外弓，造成支撑架之间出现咬架、打架，而完成原煤切割后不能及时将支撑架及时的拉出，支护顶板。
5.顶板岩性
煤层顶板上方有容易脱落的松软性岩层，比如泥砂岩、薄煤、粉砂岩等，而在开采过程中没有采取相应的加固保护措施，导致煤层的顶板岩性及其结构在同一水平面受力变化频繁，致使构成煤层顶板的各个岩层的厚度、强度和对应位置产生变化，最终造成顶板岩性弱化，再加上在开采过程中，受外力影响，导致容易发生冒顶事故。
6.工作面周边回采动压的影响
原煤开采面的开采过程中，由于受到开采地质环境比如斜坡、断面等影响，或者输煤机以及顶板支撑架受外力影响，导致出现变形而无法进行原煤输送，最终造成工作面在回采过程中承压过大，再加上周围采空区域的压力集中在煤层开采面，导致开采面承压过大，无法支撑，造成冒顶事故发生。
二、原煤开采过程中，冒顶事故发生的预先征兆 世界上所有事物的发生和发展都有其一定的规律性，本文从以往的冒顶事故中，总结出来以下几种预先征兆：
1.在原煤开采过程中，顶板处有裂缝，而且不断呈扩张趋势。
2.煤墙片帮煤数量增多。在开采过程中，由于煤墙受到的压力越来越大，导致煤墙墙壁逐渐软化、脱落，致使帮煤数量增多。
3.漏水现象。如果顶板出现漏水现象，施工人员应该进行及时的检查和处理，消除隐患。
4.顶板发生脱离现象。在原煤开采时，应该定期做好对顶板的检查工作，如采取“敲听法”，对顶板进行适度的敲打，如果发生空响的声音，那说明顶板和煤层之间已经产生脱离现象，应及时采取一定的措施，进行相关处理。
5.开采过程中，发生怪异声响。当煤层发生断裂下沉时，会给顶板带来巨大的压力。顶板压力骤时加大，造成支撑柱因不能承受巨大压力而产生断裂并迅速下降，这时会发出比较怪异的声响。
三、漏顶形式
煤壁垮落
煤层顶板受压紧缩煤壁，由于顶板受力产生周期性的塌落，在巨大支承外力压力的作用下，煤层缝裂隙逐渐加大。随着围岩压力达到一定程度，煤层节理面的倾角渐大，整个开采面煤层的破坏程度也逐步加大。当倾角增大，断面上的剪应力达到最大值，致使该断面层被破坏。当断面和节理面出现偏斜形成一定度数的夹角，断面会和节理面相互交割，导致支承受压过大的区域，煤层受压变形成块状结构，再加上煤层前方留有一定的空间区域，块状煤层受到水平拉应力的承压作用挤出煤块，便是煤壁片帮。
在原煤开采过程中，当支撑架的顶梁和煤壁的距离过大大，支护作用不够，造成煤壁跨帮上部的顶板矸石和支撑架上部矸石以及老山矸石出现冒落现象，形成煤壁垮落。
四、预防措施
1.在对采煤工作面进行放炮以后，应适当的缩短空顶的时间。在对煤层进行爆破之后，应该立即挂网，并将支撑架适度的往前推移。
2.在对开采层和探巷进行位置交叠时，应采取多大眼、少放药、放小炮的方式，这样可以减轻对煤层进行爆破时，给顶板或者煤墙片帮造成的震动破坏。
3.做好对开采过程对底板的推进处理，在严实的部位搭好支撑架，嚴禁将支撑架搭在不稳固的煤面上。
4.加强探巷的支撑保护工作，提高支撑架的密集度，以减轻顶板下降时对支撑架的损坏。在开采层和探巷相交的地方，要是有规则的金属网，以避免顶层落渣的现象。
5.要加强对开采人员的教育培训工作，强化安全开采意识，规范开采流程，提高开采技术，做好对开采设备和辅助设备做好定时的检测和维修工作。
五、对冒顶事故的处理方法
1.在开采过程中，如果发生冒顶事故，应该根据事故的实际情况采取相应的措施。对事故发生的区域、周边支撑架等情况进行仔细分析和研究，采取直接推进的处理方法。首先在对开采层探项之前，要保证相关区域内的，并排的四价抬棚之间的距离不会超过5.9米，在靠近煤壁的地方，应清除刮板运输机，利于工作面的通风，同时将开采层的支撑架进行合理调整，做好顶板的保护工作，防止事故区域扩大，同时使用单体液压支撑架做好对顶板的支撑和保护工作。
2.在事故发生的区域，通过由上往下的处理方法，使用三架架组的方式，保证每个支架之间的距离不超过4.9米，要和开采层保持垂直状态，用作抬棚梁；用单体液压支撑架作为棚腿，同时做好三个抬棚架的搭建工作，将项板稳固住以后，将金属网铺在抬棚的上侧，用实木接顶，同时做好清理工作。
3.停止开采层的开采工作，将事故区域内的煤块、损坏和倾歪的支撑架等清除干净，确保运输机的正常运行；同时在以后的开采过程中，要在冒顶区域设抬棚架做好支撑保护工作。将掏梁窝向前推进，铺好金属网后，在爆破落煤。
4.冒顶事故发生后伴随而来的就是运输机被压住开不动，如果强行开启会容易造成运输机发生断大链的情况。所以要先将发生事故区域的位置，做好相应的支撑架保护护，防止矸石再次出现冒落，然后通过人力将矸石清理干净。冒顶事故发生在什么位置，是处于运输机的机头还是机尾，当采煤机和漏顶事故区域处在机尾部分的运输机前半部都是煤，只有将漏顶区域的矸石清理干净后，才能开始正常开机。
5.必须割煤拉架调整工作面控制顶板矸石。做好运输机的控制工作，不要发生前后连串，同时必须将亏刀保持三直一平的工作面，同时要确保支架的初撑力达到相关的要求，间距距不能超过340毫米。对开采过程中，支撑架出现交叉、咬架的情况时，应进行及时的处理。如果发现漏顶现象时，必须做冒顶区域设抬棚架做好支撑保护工作。将掏梁窝向前推进，以防止漏顶现象扩大。同时强化现场管理操作人员责任心。
总结
在我国的原煤开采过程中，由于操作不规范、设备老旧、开采技术落后等原因，导致经常有意外事故发生，不仅造成经济上的损失，而且还有大量人员伤亡。这就要求我们在以后的原煤开采过程中，要加强对开采人员的安全教育培训工作，强化施工人员的安全保护意识，规范操作流程，提高开采技术，有效的做好对采煤工作面冒顶等事故预防和处理措施。