煤炭科学技术

作者：张震, 徐刚, 黄志增, 刘晓刚, 刘前进, 高晓进, 薛吉胜, 李正杰, 蔺星宇,

关键词：采场围岩控制, 全生命周期, 顶板灾害防治, 防控策略, 工程实践,

顶板灾害防控是制约煤矿安全高效开采的核心技术挑战。近年来，顶板事故的发生频率与危害程度呈明显上升趋势，凸显当前防控思路在应对复杂多变地质条件时仍显不足。现有回采工作面顶板灾害防控多属灾后应急处置，缺乏贯穿开采全生命周期的系统性动态监测机制与主动调控能力，防控方案制定常依赖静态力学模型或相对固化的实践经验，难以有效遏制复杂地质条件与采动扰动叠加诱发的顶板灾害风险。提出“回采工作面顶板灾害全生命周期防控”核心原则，系统构建了采前灾害预防控、采中监测预警与动态调控、采后总结应用3阶段综合防控体系。采前阶段通过融合地质勘探数据、钻孔窥视等多源地质信息与历史矿压分析，预判潜在灾害风险区域及类型，据此优化回采工艺、开采尺度、架型选配及支护强度设计，并遵循“一钻场一方案”原则，运用水力压裂等技术主动弱化厚硬顶板，实现灾害源头防控。采中阶段构建位移−应力−能量多场协同的近远场监测系统，实时感知顶板状态并识别灾害前兆信息，通过多场数据联动解析致灾机理、锁定主导层位，支撑防控策略动态优化。采后阶段系统总结已采工作面全生命周期矿压规律、防控措施效果及工程经验，指导相邻或类似地质条件工作面的灾害预控，尤其在初采期强制放顶、正常开采期周期来压步距预测与强矿压防控、末采期顶板维护与回撤通道稳定性控制等关键环节实现超前干预。曹家滩煤矿10 m超大采高综采工作面实践表明：全生命周期主动防控体系有效保障了超大采高工作面围岩稳定，周期来压期间支架最大下缩量较同翼综放工作面降幅达23.4%，煤壁片帮得到了有效控制，显著降低了顶板灾害风险。研究成果为复杂地质条件、超大超长工作面高强度开采的顶板灾害主动辨识、精准预警与高效防控提供了系统性理论框架与技术路径，对推动煤矿顶板灾害精准防控具有重要实践意义。

来源：2026年第2期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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