礦井通風是指利用機械和自然風壓為動力，使地面新鮮空氣進入井下，并在井巷中作定向和定量流動，稀釋井下有害物并將污濁的空氣排出礦井的過程。其實質是有效地、合理地組織空氣流動，稀釋有害物質。礦井通風的基本任務是：連續不斷地向井下供給適當空氣，將新鮮空氣科學合理地分配到各個用風地點，控制并稀釋有毒有害物質。調節礦內氣候條件，保證安全生產。

　　礦井通風系統是通風動力、通風網路和通風控制設施的總稱。礦井通風系統對全礦井的通風狀況具有全局性的影響，是搞好井下通風防塵工作的基礎。法律、法規明確規定，礦井必須有完整的、合理的通風系統。

　　地下采礦作業是在有限有空間內進行的，不僅工作空間狹小、工作地點多變，生產過程中礦床和圍巖體內會不斷涌出瓦斯、碳氧化合物、氮氧化合物等有害氣體，生產過程中也會不斷產生礦塵，部分礦井甚至還存在放射性元素，這些有毒有害物質主要靠通風的辦法解決。地面空氣進入井下后，氧含量會逐漸降低，礦塵和有毒有害氣體成分增加，空氣的溫度、濕度和壓力等參數也會發生一定的變化。

　　為井下采礦活動提供安全舒適的作業環境是礦井通風的根本目的。考查礦井氣候條件的主要指標是空氣的溫度、濕度和流速。而從安全的角度上講，考察礦井通風工程主要是從風流速度、風量、有毒有害氣體濃度、空氣的溫度和濕度以及通風系統的穩定性和可靠性等方面進行。

　　礦井通風研究的主要內容包括：有害物的生成和分布規律;井下氣候條件變化規律及改善方法;井下各作業地點和礦井總風量的正確確定方法;通風系統、通風網絡和通風方法的正確確定;通風阻力、通風動力特征以及通風技術管理等方面內容。

　　礦井通風的研究方法主要包括：三個定律(即質量守恒定律、動量守恒定律和能量守恒定律);氣體狀態方程、連續性方程、運動方程和動量方程;物質、能量轉移方程等。

　　礦井通風是防止瓦斯、煤塵、火災和熱害等自然災害發生的根本保障。在災變時期，合理的風流調度是防止災情惡化，保證有效救災的最積極最有效的手段。無數的事故案例表明，零星事故的發生主要源于人們的思想麻痹和各種違章行為，而重大災害事故的發生和惡化，與礦井通風系統中存在的不安全隱患存在著千絲萬縷的聯系。要搞好礦井通風與安全工作必須在各種基礎理論的基礎上，運用系統論、控制論的方法和手段，辯證地分析和解決有關問題。

　　弄清采場范圍內冒頂事故發生的原因和規律，對冒頂的預防和處理有著十分重要的意義。

　　1.事故發生的原因及地點

　　采煤工作面自開切眼推進到停采線，頂板運動和礦壓顯現特征可分為兩個發展階段，即老頂第一次來壓前的來壓階段和老頂來壓完成后的正常推進階段。對近幾年重大冒頂事故的分析可知，約80%的頂板事故發生在第一次來壓階段，其中71%發生在老頂來壓之前，只有29%發生在老頂來壓時。

　　初次來壓前，老頂兩端由煤壁等高支承，下沉量很小。工作面采用支撐力較低的增阻支柱支護，支柱上壓力很小。在支柱上沒有明顯壓力顯現的情況下，直接頂的突然運動很容易將支柱推倒，引起推垮事故。

　　在正常推進階段，老頂來壓時冒頂事故，從機理上講原因有二：

　　一是工作面推至老頂周期來壓步距前時，老頂下沉量最小，如果支架阻力不夠或支護特性不合理，就會造成直接頂與老頂的離層。老頂來壓時對直接頂形成沖擊，造成推垮工作面事故。

　　二是采用木支架等剛性支架，在老頂來壓時易被壓斷，失去支護能力，工作面被壓垮。

　　在第一次來壓階段0～30m范圍內發生的傷亡事故中，有50%以上發生在工作面推進不到10m的范圍內，亦即工作面正處于開始推進的階段，其中，多數發生在進行第一次放頂期間。其原因是該部位的老頂、強度高的直接頂上位巖層懸露跨度小，撓曲下沉不明顯，支架承壓小，容易在下位巖層切斷時垮落。沿工作面傾斜方向，距離上出口10m內事故比臨近下出口部位事故要多得多，這主要是受上側采空區未受到良好支承的上覆巖層作用影響，工作面頂板完整性遭到破壞而造成的。

　　2.事故類型及作用力

　　研究表明，在嚴重切頂事故中，由直接頂運動造成的占絕大多數，由老頂大面積運動造成的也相當可觀。這說明，提前預報直接頂和老頂來壓的時間和位置，采取相應的措施，避免嚴重切頂事故是完全可能的。

　　統計表明，工作面推垮事故在頂板事故中占的比例較大，而在因直接運動所造成的垮面事故中，推垮性事故所占比例更大。這說明，在單體支柱工作面對頂板來壓，尤其是直接頂來壓，要著重解決支架穩定性的問題，要采用初撐力高的支柱以及合理的支護方式等。

　　在壓垮事故中，老頂來壓造成事故所占的比重較大，且多發生在木支柱工作面。實踐證明，目前采用單體液壓支柱支護的工作面，由于初撐力高，可縮量大，工作阻力比較均勻，可以大幅度地減少垮面事故。

　　3.事故的范圍

　　多起切頂事故中，全工作面塌垮的情況較少，這說明除了直接頂和老頂來壓可能分段進行外，各過程的操作及支護狀況也有影響。例如，在直接頂已在煤壁附近裂斷的情況下，采煤機盲目高速推進，大面積空頂或支護質量不高，極易在直接頂和老頂大面積運動時造成推垮工作面的事故。此外，多數傾斜方向推垮性事故都是在首先出現了局部冒頂之后發生的。

　　4.發生事故的煤層條件

　　絕大多數的頂板事故發生在中厚及厚煤層條件下，薄煤層頂板事故較少。厚煤層下分層開采時的事故比重較大。其原因主要是在假頂下，特別是工作面剛開始推進時，直接頂膠結不牢，很容易發生局部冒頂，誘發大面積推垮工作面的事故。

　　據統計，有一半的頂板事故是發生在傾角大于20mm的煤層條件下的，而在推垮性事故中，所占比重更大。這是因為煤層傾角愈大，頂板運動時沿傾斜下滑的危險也愈大(下滑分力大，阻力小)

　　大型推垮性事故中，有許多是發生在巖層強度差別較大的復合頂板下。但第一類復合頂板(即由低強度的直接頂與高強度的老頂相結合)，由于冒落厚度大，能夠充填采區，阻止直接頂向采空區運動。因此、只有在煤層傾角較大時，才會造成自傾斜方向推垮工作面的事故。而第二類復合頂板(即直接頂本身上硬下軟)，在一般情況下自傾斜和向老槽方向推垮工作面的事故都易發生，因此，是最危險的頂板。

　　5.發生頂板事故的工藝技術條件

　　發生頂板事放，與采場的支護類型有關。采用金屬摩擦支柱的頂板事故次數最多，全部木材支護的次之、而單體液壓支柱工作面頂板事故則是個別現象。主要是當前應用的摩擦式金屬支柱初撐力低、阻力受操作質量等人為因素影響很大，承載不均，可靠性差。木支架則是由于“頂不緊，抗不住”而造成的。工作面支護盡量采用初撐力大，可縮量大，阻力可靠的單體液壓支柱。

　　從統計中可以看到，采煤、放頂操作引起的頂板事故幾乎各占一半，說明工藝操作引起頂板支承失衡是頂板大面積運動的一個重要條件。因此，通過礦壓觀測的方法，掌握頂板所處的狀態，在進行采煤、放頂等工作之前，采取針對性措施，對于防止頂板事故是非常必要的。