榆家梁煤礦43308綜采面初采壓架事故
一、工程概況
工作面開(kāi)采條件
1、工作面概況
43308工作面推進(jìn)長(cháng)度2147m,工作面長(cháng)度301m,煤層厚度1.7~2.1m,平均厚度1.87m,傾角為1~3°。
工作面地表廣覆第四系松散沉積物,起伏變化比較大,從切眼至1248m處上覆基巖厚度17~57m,剩余段上部13~17m有42208工作面采空塌陷區。工作面內地層總的趨勢是以極緩的坡度向北西傾斜的單斜構造,傾角1~3°,斷層不發(fā)育,后生裂隙發(fā)育。
2、井下位置及四鄰采掘情況
43308工作面北側為43煤輔運、膠運和回風(fēng)大巷,西側為43307工作面采空塌陷區,東側為正在準備的43309工作面,南側為井田邊界,上部13~17m有42208工作面采空塌陷區。工作面對應地面標高為1217.2~1337.1m,煤層底板標高為1181.2~1194.5m。
3、頂底板情況
67、案例九:布爾臺煤礦42105綜放面動(dòng)壓事故
68、一、工程概況
69、工作面概況
70、42105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230m,按煤層走向方向回采,回采長(cháng)度5231m。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。42105綜放面回風(fēng)順槽側為42104綜放面采空區,運輸順槽側為42106備用面。42105綜放工作面布置圖如圖1所示。
9、二、事故經(jīng)過(guò)及造成的損失
事故經(jīng)過(guò)
2015年6月19日,布爾臺煤礦預防性檢修24小時(shí),6月20日夜班恢復生產(chǎn),當工作面推進(jìn)至251.7米時(shí),機尾段突然來(lái)壓,形成颶風(fēng),回風(fēng)順槽超前支護段出現頂板突然下沉、嚴重幫鼓、局部底鼓等現象,超前工作面20m范圍內靠副幫單體瞬間彈出或崩斷,損壞單體152根,所幸未造成人員傷亡?,F場(chǎng)情況如圖4所示。
造成的損失
此次事故共損壞單體152根,按2830元/根算,共損失430160元。
圖4? 事故現場(chǎng)照片
三、事故原因分析
直接原因
1、單體支護抗變形能力不足。經(jīng)計算,案例中單體超前支護方式的支護強度為0.237MPa,而現場(chǎng)實(shí)踐表明,動(dòng)壓強烈時(shí)大量單體折斷、彈出,不能適應巷道深部彈性能的瞬間釋放。
2、工作面停機時(shí)間長(cháng)。事故發(fā)生前,礦井安排了24小時(shí)預防性檢修,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、在工作面推進(jìn)長(cháng)度與面長(cháng)相近時(shí),形成見(jiàn)方來(lái)壓現象。工作面推進(jìn)到見(jiàn)方期時(shí),高位巖層積聚的彈塑性能量大量釋放,導致應力急劇增大,支承壓力峰值達到最大值。
(三)主要原因
通過(guò)查看距事故地點(diǎn)最近的E05鉆孔柱狀圖發(fā)現,該處直接頂為半堅硬的砂質(zhì)泥巖,厚度10m;老頂為粉砂巖,厚度為21m。直接頂、老頂厚且完整,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
(○)加強機尾頂板管理
1、機尾端頭支架的初撐力不低于泵站出口壓力的80%(252bar),由機尾崗位工負責檢查補液,保證支架初撐力,若支架初撐力不足按規定對責任人進(jìn)行處罰。
2、煤機割至距離機尾30架時(shí),機尾端頭支架周?chē)?、安全出口處、單體林內不得站人,除崗位工外其他所有人員在單體林外等候,割完三角煤拉架時(shí)要先拉回順側最后一臺支架,依次進(jìn)行拉架,嚴禁同時(shí)操作多臺支架,待煤機向機頭方向割至距離機尾30架后機尾方可進(jìn)行作業(yè),搬運、拆卸單體時(shí)只允許2人作業(yè),1人監督,其他人必須站在單體林外,搬運單體的兩人將單體運出出口30米的地方后第二班人員方可以進(jìn)去作業(yè),控制臺崗位工隨時(shí)觀(guān)測礦壓數據,發(fā)現工作面有來(lái)壓征兆,立即通知工作面將人員撤至單體林外或工作面支架內。
3、在保證機頭割透的情況下,嚴格控制機頭轉載機機身底座距正幫側距離,增大機頭安全出口,使刮板運輸機向機尾竄移,減小機尾端頭支架距回順負幫側距離。
4、回風(fēng)順槽過(guò)聯(lián)巷交叉口處頂板跨度大,一是在聯(lián)巷口處增加一排密集單體支護,二是在聯(lián)巷硐室內增加2個(gè)叢柱,每個(gè)叢柱3根木點(diǎn)柱,控制聯(lián)巷交叉口處頂板。
5、機頭、機尾段6架不再進(jìn)行放煤,減小機頭、機尾冒落高度,緩減機頭、機尾段的來(lái)壓強度。
使用綜采普通支架+單體超前支護
為防止42105回風(fēng)順槽頂板事故再次發(fā)生,杜絕單體傷人事故,機尾超前支護采用普通支架+單體聯(lián)合支護的形式,即在機尾壓力大容易斷單體的20m范圍內支護三臺普通ZY12000/20/40型雙柱掩護式液壓支架進(jìn)行超前支護,超前20~80m范圍內仍采用密集單體支護?,F場(chǎng)效果圖見(jiàn)圖5所示。
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圖5? 綜采普通支架+單體超前支護效果圖
(三)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、隊內對三角區管理重視程度不夠,缺少三角區日常觀(guān)測記錄,未及時(shí)采取退錨措施來(lái)減小頂板懸頂面積,削弱巷道超前支護段的集中應力。
2、此次事故之前,受二次采動(dòng)影響的巷道變形就較嚴重,隊內只是一味增加支護密度和擴大支護范圍,未及時(shí)采取有效措施處理。
技術(shù)方面
1、對單體支護特性認識不夠。單體支護方式不能適應動(dòng)壓強烈巷道。
2、對42煤上覆巖層了解不夠。42煤直接頂、老頂厚且完整,易積聚彈性能,未及時(shí)采取措施處理。
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