上灣煤礦12211綜采面過(guò)空巷冒頂事故
一、工程概況
(一)工作面開(kāi)采條件
上灣煤礦12211工作面呈刀把型由西北向東南布置,工作面走向總長(cháng)507m,傾斜長(cháng)度210m,工作面回采259m后中部至機尾段(109m)與1#主回撤通道貫通,工作面回撤61臺支架后縮短為101m。
12211綜采工作面平均埋深136米,平均煤厚5.6米。
二、過(guò)空巷的總體方案
礦內根據煤層賦存條件、周邊采區情況及礦壓顯現規律,制定了詳細的過(guò)空巷安全技術(shù)措施,主要內容如下:
(一)根據空巷原支護情況, 2012年12月對空巷頂板采用錨索+W鋼帶對2條空巷及聯(lián)巷進(jìn)行補強支護,錨索規格為Φ17.8mm*6500mm,每排打設3根,排距為1500mm。
12211綜采工作面在與空巷貫通前30m,為減小控頂面積,特對工作面進(jìn)行調斜。在保證機頭機尾安全出口距離不小于0.7m的前提下,在機頭段加刀,使機頭超前機尾4m左右,整個(gè)工作面調成一條斜線(xiàn),此時(shí)工作面與空巷中心線(xiàn)夾角為2.5°。
(三)由于本工作面老頂來(lái)壓步距為9~12m,為防止發(fā)生漏頂事故,保證工作面與空巷在無(wú)壓期間貫通,在機頭距離1#空巷3~5m時(shí),根據工作面壓力情況決定是否等壓,若此時(shí)工作面無(wú)壓,則必須以安排檢修等壓。
(四)工作面與空巷貫通時(shí),為避免采煤機破壞頂板支護,保證工作面頂板與空巷頂板平整銜接,不留臺階,要求煤機司機沿底回采,分段控制好采高(采高=底煤厚度+空巷高度+200mm)。同時(shí)為保證工作面順利推進(jìn),避免發(fā)生支架壓死或卡阻煤機等事故,工作面正常采高在5.2~5.4m。
(五)貫通后,工作面沿空巷頂板和煤層底板推進(jìn),工作面最大控頂距增大為12m,在貫通面內,煤機只割底刀,不割頂刀,加快推進(jìn)速度,每刀堅持超前拉架,機頭與1#空巷貫通后繼續割煤7刀貫通面達到最大,貫通的最大跨度75m,貫通架數約為44架,若頂板無(wú)特別明顯來(lái)壓,采取正??焖僬锻ㄟ^(guò)。
(六)當工作面來(lái)壓或發(fā)生冒漏時(shí),可采取局部連續加刀的方法快速通過(guò)此段空巷。要求支架工在拉架時(shí)不可破壞空巷內原有支護。當工作面徹底通過(guò)第一條空巷后,立即進(jìn)行調整,將滯后的支架補齊直。
(七)當機尾通過(guò)第一條空巷后繼續割煤13~14刀,工作面機頭與2#空巷貫通,貫通措施與第一條空巷相同。
(八)當工作面完全推過(guò)第二條空巷后,及時(shí)調整工作面使其與上下順槽垂直,并將工作面支架調整齊直,恢復正常推進(jìn)。
三、事故發(fā)生過(guò)程
2013年8月17日零點(diǎn)班,接班后第2刀工作面開(kāi)始來(lái)壓,此時(shí)工作面距空巷6m。根據已推采礦壓顯現分析,一般來(lái)壓可持續6~7刀,預計工作面與空巷貫通前一刀壓力即可消失,于是正常組織生產(chǎn)。
當班割完第5刀煤后,此時(shí)工作面距空巷剩余2m,煤機行駛至機頭,壓力持續未削減,剩余三角煤柱頂部已垮落,并與空巷冒通。帶班隊長(cháng)立即組織工作面所有支架工、外圍工拉超前架,在此過(guò)程中,空巷頂板以20~30#架、30~40#架、40~機尾大約分三段相繼切頂冒落,將整條空巷掩埋,煤機無(wú)法正常行進(jìn)。受架前頂板超前切落的影響,支架壓力劇增,活柱下沉明顯(最大可達1.6m)。
在隨后的處理過(guò)程中,隨著(zhù)放炮出渣的循環(huán)進(jìn)行,頂板不斷有大塊矸石冒落,煤機行進(jìn)困難。
四、事故原因分析
(一)錨索未按照設計長(cháng)度支護,整體支護強度不足
根據頂板巖性分析及懸吊梁理論計算錨索吊掛長(cháng)度應不小于4.7m,設計支護錨索長(cháng)度為6.5m,符合支護要求。但從冒頂區域揀出的錨索看,錨索長(cháng)度多為3~4m,有的甚至只有2m長(cháng),嚴重違反設計要求。綜合柱狀圖顯示,該工作面直接頂為細粒砂巖、砂質(zhì)粘土巖和12上煤組成,厚度為3.9m,空巷內的實(shí)際支護頂錨索沒(méi)有錨固到老頂巖層內,起不到錨索支護作用,在超前壓力作用下,迅速發(fā)生離層并垮落。施工人員擅自改用短錨索支護長(cháng)度,是導致此次事故發(fā)生的主要原因。
工作面礦壓顯現劇烈
1、由于空巷直接頂全部超前切落,直接頂冒落瞬間對支架的壓強達2.3Mpa,同時(shí)加上老頂周期來(lái)壓,頂板壓力超過(guò)支架工作面阻力,導致支架活柱下沉嚴重。
2、由于12211工作面為孤島回采工作面,周期來(lái)壓較與平常觀(guān)測數值較大,有待進(jìn)一步研究。
(三)管理不到位
之前12206綜采面(工作面寬度300m,工作面埋藏深度110m)、12209綜采面(工作面寬度102m,工作面埋藏深度90m)均有成功通過(guò)空巷的經(jīng)歷。此次空巷同12206面、12209面過(guò)的空巷頂板巖性相似,采取的支護方式、過(guò)空巷措施均相同,且工作面寬度小、埋藏淺。借鑒之前的成功經(jīng)驗,礦上開(kāi)會(huì )研究一致認為能夠順利通過(guò)12211綜采面的2條空巷。但是由于礦內對生產(chǎn)準備隊的管理存在疏忽,錨索施工日常質(zhì)量監管不到位,出現偷工減料現象,造成支護強度不足,導致空巷頂板整體切落,形成大面積冒頂事故。
五、經(jīng)驗與教訓
(一)深刻分析事故原因,舉一反三,吸取教訓,加強內部管理,確保安全生產(chǎn)。
今后的設計要超前謀劃,統籌考慮,優(yōu)化布置,盡量避免過(guò)空巷、腰巷。
(三)加強錨索支護質(zhì)量現場(chǎng)管理,嚴格按照設計參數施工,嚴禁出現不按照設計要求施工的現象。
(四)工作面過(guò)空巷前對設備進(jìn)行全面檢修,保證設備完好,同時(shí)對安全閥進(jìn)行標校,提高安全閥的可靠性。
(五)加強過(guò)空巷期間的生產(chǎn)組織,根據頂板變化情況合理修改、完善安全技術(shù)措施并貫徹執行。
(六)加強綜采礦壓管理,充分利用礦壓監測系統進(jìn)行預測預報,確保綜采工作面礦壓數據的連續性、準確性,為工作面的安全推采提供指導。
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