一、工程概況
工作面概況
42106工作面布置在42煤一盤(pán)區，工作面按煤層傾斜方向布置，工作面長(cháng)度為309m，按煤層走向方向回采，回采長(cháng)度5073.8m。煤厚5.9～7.3m，平均6.7m，采用放頂煤開(kāi)采，采煤機割煤高度為3.7m，放頂煤厚度為3m，采放比為1:0.81。42106綜放面回風(fēng)順槽側為42105綜放面采空區，運輸順槽側為42107備用面。
二、事故經(jīng)過(guò)及造成的損失
事故經(jīng)過(guò)
2016年9月5日零點(diǎn)班開(kāi)始生產(chǎn)，凌晨4點(diǎn)煤機割到機尾時(shí)（推進(jìn)度142m）工作面來(lái)壓，動(dòng)壓顯現劇烈，主要表現為機尾頂板響動(dòng)大，頂板掉渣，回風(fēng)順槽瞬間底鼓嚴重，造成回風(fēng)順槽超前支架拉架困難，負幫幫鼓1.6m左右，網(wǎng)包擠靠在工作面支架和運輸機機尾電機上，造成推溜困難，影響了正常生產(chǎn)。直至9月5日下午3：20分才開(kāi)機生產(chǎn)。
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圖4? 42106工作面照片
9月14日凌晨5：30分，工作面推進(jìn)至207m時(shí)大面積來(lái)壓，受動(dòng)壓影響巷道變形嚴重。工作面回風(fēng)順槽1#超前支架處副幫幫鼓1.8m；153#支架與1#超前支架間煤矸多，厚度約1m；受底鼓影響，超前支架拉架過(guò)程中將底板頂起，超前支護段堆積大量浮煤和矸石，超過(guò)支架底座1.2m以上；回順1#超前支護支架尾部正幫側頂板破碎。15日中班才恢復生產(chǎn)。
16日早班，回風(fēng)順槽超前支護1～3#支架段頂板有明顯下沉，10套錨索鎖具崩出，支護失效，處理至22:00才開(kāi)機生產(chǎn)。
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圖6? 42106工作面回風(fēng)順槽超前支護1#～3#支架段錨索支護失效
17日早7：30左右，綜采三隊匯報調度室，在拉機尾1#超前支架時(shí)，1#支架負幫處頂板下沉，有約1m寬、2m長(cháng)、1.5m深頂煤垮落將巷道副幫堵死。
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圖7? 42106工作面回順1#超前支架段副幫頂煤垮落
19日中班工作面推進(jìn)到242m時(shí)，工作面再次來(lái)壓，來(lái)壓時(shí)揚起煤塵、底板鼓起，部分頂板錨索崩斷。
由于14～19日礦壓顯現劇烈，直接導致停產(chǎn)處理至23日才恢復生產(chǎn)。
事故造成的損失
上述兩次動(dòng)壓事故共計影響生產(chǎn)105小時(shí)。
三、事故原因分析
直接原因
1、綜采回順超前支護強度不足。經(jīng)計算，42106面超前支護強度為0.27MPa，現場(chǎng)實(shí)踐表明，動(dòng)壓強烈時(shí)超前支護段會(huì )出現瞬間底鼓和嚴重幫鼓現象。
2、工作面機尾段頂板管理不到位。42106工作面采用放頂煤回采，頂煤易破碎，造成與支架頂梁接觸不充分。通過(guò)對工作面機尾部分13臺液壓支架數據進(jìn)行分析，發(fā)現其工作阻力普遍小于規定的最小初撐力，工作面來(lái)壓時(shí)不能起到良好的頂板支撐效果，使機尾煤柱及煤壁受力增大。
3、工作面停機時(shí)間長(cháng)。事故發(fā)生前，出現過(guò)長(cháng)時(shí)間停機，工作面上方老頂回轉角度較平時(shí)大，導致超前集中應力較平時(shí)大。
間接原因
1、受二次采動(dòng)影響，回風(fēng)順槽超前支護段為采空區方向側向支承壓力和本工作面推進(jìn)方向超前支承壓力疊加區域，積聚了大量彈性能。
2、目前布爾臺煤礦42煤埋深較大，以42106綜放工作面為例，切眼處埋深為462m，現工作面推進(jìn)1170m，埋深為439m，工作面自切眼推進(jìn)2768m時(shí)，埋深才達到400m以下。由于煤層埋藏深度大，導致礦壓顯現劇烈。
（三）主要原因
根據地質(zhì)資料顯示，42106工作面直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度為5～25m，老頂為細砂巖，厚度為6～39m。老頂厚度較大，結構比較完整，不易斷裂，為巷道發(fā)生動(dòng)壓事故提供了必要條件。
四、采取的防治措施及取得的效果
為避免類(lèi)似事故再次發(fā)生，布爾臺煤礦采取了以下防治措施。
補強支護
為了防止礦壓顯現引發(fā)頂板事故，對42106回風(fēng)順槽進(jìn)行了補強支護，正幫沿順槽方向補強2排幫錨索并壓皮帶，錨索規格為φ22×6500mm，錨索間排距為2000×2000mm；副幫沿順槽方向補強3排幫錨索并壓鋼帶，錨索規格為φ22×6500mm。超前水壓預裂
考慮到布爾臺煤礦42煤一盤(pán)區直接頂、老頂厚且完整是造成巷道動(dòng)壓強烈的主要原因，在42106回風(fēng)順槽320～1110m段實(shí)施水力壓裂。42106綜放工作面10月01日進(jìn)入水壓預裂區域，現場(chǎng)巷道變形情況如圖7和圖8所示。
從圖7和圖8可以看出，高壓水預裂區域頂底板移近量和兩幫移近量明顯減小，經(jīng)現場(chǎng)觀(guān)測發(fā)現，該工藝能夠有效減弱巷道動(dòng)壓，但目前水預裂施工費用高，水預裂收費按照鉆孔長(cháng)度每米225元進(jìn)行計費，每個(gè)孔平均40m即9000元。
（三）專(zhuān)用超前組合支架
公司與鄭煤機聯(lián)合研發(fā)了一套專(zhuān)用超前組合支架，即采用5組ZQL2×22500/20/38型支架進(jìn)行支護。超前支護范圍39m，支護強度1.15MPa。經(jīng)現場(chǎng)觀(guān)測發(fā)現，該支護方式支護效果良好，自組合支架安裝投入使用后沒(méi)有出現底鼓和幫鼓現象。
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（四）其他措施
巷道動(dòng)壓顯現時(shí)，常伴有錨索、錨桿托盤(pán)崩出和底鼓彈起物件現象，因此采取以下三項措施：一是根據以往來(lái)壓經(jīng)驗，長(cháng)時(shí)間停機恢復生產(chǎn)時(shí)、容易產(chǎn)生突發(fā)劇烈的礦壓顯現，因此在以上時(shí)間段嚴禁機尾超前支護100m范圍內有人作業(yè)或停留；二是對回風(fēng)順槽頂幫錨桿、錨索進(jìn)行防護，防止托盤(pán)崩出傷人；三是對回風(fēng)順槽的工具、小設備等物件進(jìn)行清理、固定，防止彈飛傷人。
五、事故經(jīng)驗教訓
管理方面
1、隊內對兩端頭頂板管理不夠重視，特別是機尾段支架初撐力管理不到位。
2、停機時(shí)間安排不合理，機尾段來(lái)壓期間不得長(cháng)時(shí)間停機。
技術(shù)方面
1、綜采基本支架作為超前支架使用，適應性雖然較單體支護強，但支架與底板接觸面小，底板比壓大，控制底鼓效果不好，進(jìn)而造成支架架型不好，支架頂梁與頂板接觸面積小，支護效果不理想。
2、工作面礦壓管理指導性不強，不能準確預測來(lái)壓時(shí)間，以便提前采取措施。
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