煤矿22529综采面机尾超前冒顶事故

煤矿煤矿 2252922529 综采面机尾超前冒顶事综采面机尾超前冒顶事 故故 一 工程概况 一 工作面开采条件 哈拉沟矿 22529 综采工作面为 刀把子 面 分别由 22529 1 面 22529 2 面 22529 3 面 22529 4 面四个面组成 推进总 长度 1741 2m 其中 22529 3 面煤厚 2 5 8m 平均煤厚 4 75m 设计采高 4 7m 煤层可采性指数为 1 煤厚变异系数为 30 6 煤层结构简单 煤层倾角 1 3 属较稳定型煤层 表 1 22529 4 面煤层顶底板特征表 顶底板 岩石名称 最小 最大 平均 m 岩 性 特 征 老 顶 粗砂岩 21 3 8 05 10 8 灰白色 成分以石英 长石为主 分选较差 次棱角状 泥 质胶结 直接顶 细粒砂岩 10 65 1 9 6 4 灰色 泥质胶结 交错层理 层面含云母片 直接底 砂质泥岩 31 63 1 5 12 98 深灰色 泥质胶结 含大量植物茎叶化石 遇水易 软化 局部为粉砂岩 主要配套设备 选用 joy7ls6 lws604 型采煤机一台 装机功率 1860kw 配备 joy 3 1000kw 变频的刮板运输机及配套的 500kw 1140v 转载机 400kw 3300v 破碎机各一台 选用郑煤 6 3m 改 5 5m zy12000 25 5 55 二柱掩护式液压支架 22529 3 面配套 221 台 补充郑煤 6 3m 改 5 5m zy12000 25 5 55 支架 97 台 郑州四维 5 5m 支架 38 台 dbt5 5m 支架 86 台 其中端头 支架 7 台 头 3 尾 4 过渡支架 2 台 头尾各 1 台 支架 采用 pm32 电液控制系统可实现邻架 成组顺序 手动操作等 功能 回顺超前支架 选用两台太原煤科院生产的 zfdc11600 19 5 40 型液压式超前支架支护来管理回风顺槽顶板 三 巷道支护情况 22529 回顺一巷道直接顶为泥质粉砂岩 厚度 1 9 10 7m 老顶为细砂岩 厚度大于 20m 均属于较稳定岩 层 巷道选取 16 1800mm 圆钢锚杆 排距 1 2m 每排 4 根 1 根 1 2m 锚杆 21 联巷顶板破碎区域原采用锚索 w 钢带补强 支护 锚索规格为 17 8 8000mm w 钢带规格为 4600mm 230mm 4mm 锚索排距 3m 3 根 排 如图 1 所示 为确保综采工作面回采安全 10 月份 在顶板破碎区域补打锚 索支护 即两排钢带间补打 2 根散锚索 锚索规格为 17 8 8000mm 二 事故经过及造成的损失 一 事故经过 2015 年 12 月 6 日四点班 22529 3 面回采至剩余 120m 贯 通位置 22 50 分 推溜工在操作机尾超前支架时 超前支架 顶梁上方顶板出现离层 形成全断面 2m 宽 冒高约 2m 的冒顶 立即将现场情况向矿调度室汇报 2015 年 12 月 7 日夜班 矿井安排施工队对冒顶区域进行锚索 锚杆 金属网联合支护 7 日四点班恢复生产 8 日零点班接班后 正常组织生产 机尾进刀三次于凌晨 3 点 48 分在移机尾超前支架时 机尾原冒顶区域附近有少量岩 石冒落 跟班副队长及时将现场情况汇报调度室 矿调度室回 复快速推进通过 7 点左右再一次操作超前架时 顶板冒落严 重 极为破碎的岩石漏下 最终形成长度 5 8m 厚度约 3m 宽约 5 6m 的冒顶 导致工作面停机 造成的损失 2015 年 12 月 8 日 9 点停机后 处理冒顶及施工补强支护 措施 12 月 9 日 16 时恢复生产 共影响生产 31 小时 影响产 量 2 4 万吨 三 事故原因分析 一 直接原因 1 顶板支护强度不足 通过冒顶过程和冒顶后的顶板状况 分析 此次冒顶属于漏垮型冒顶 22529 3 回顺一剩余 60 120m 段顶板由于受 f96 40 33 h 2 2m f97 35 45 h 1 1m 等断层群和冲刷等地质构造影响 顶板破碎严重 掘进期间巷道顶板曾发生不同程度的冒落 导 致该段顶板不平整 2 综采一队未按照作业规程规定管理工作面端头顶板 为 生产时减少拉超前支架次数 22529 工作面机尾端头支架与超 前支架间电缆 液管长度较大 综采工作面端头支架顶梁与超 前支架后梁间距大于 3m 12 月 7 日冒顶发生前 巷道顶板比 较破碎 综采队未根据现场情况缩短端头支架顶梁与超前支架 后梁之间的距离 导致端头空顶面积较大 间接原因 1 超前支架对顶板的反复挤压作用加剧了顶板的破碎程度 该段顶板本身较为破碎 且伴有离层现象 而超前支架在立柱 升降过程中 对已经破碎 离层的顶板进行反复挤压 从而使 顶板离层程度更加恶化 顶板不平整 超前支架顶梁对顶板的 初撑力不均匀也是使顶板状况变差的一个原因 2 该段断层较多 顶板裂隙发育 断层面比较光滑 使上 下盘之间粘结力差 尤其是该段顶板有一个探放水孔 断层面 成为导水裂隙 使得上下盘无粘结力 彼此分离 岩石破碎 三 主要原因 1 技术人员对顶板管理的安全意识有待提高 对顶板管理 的风险预控能力不足 存在侥幸心理和经验主义思想 导致对 顶板破碎段的风险评估不到位 2 综采一队对 22529 工作面危险源辨识不到位 顺槽敲帮 问顶措施执行不到位 跟班队干对回顺破碎顶板区域巡查不到 位 3 破碎顶板区域补强支护强度不够 片面的认为锚索补强 后即可以 忽视了顶板遇水软化锚杆需要补强的问题 四 采取的措施及取得的效果 一 采取的措施 1 冒顶区马丽散加固 锚索补强支护 1 21 联巷口巷道顶板面积大 且受工作面超前压力影 响 需进行补强支护 由于 21 联巷口附近发生冒顶 需对联巷 口处顶板注射马丽散进行加固 并在 21 联巷内顶板采用锚索 w 钢带进行补强支护 锚索规格为 22 8000mm 钢带规格 为 4200 230 3mm 原巷道锚索支护排距为 3m 在原两排锚索 之间 补打 1 排锚索支护 与顶板原有支护交错布置 同时 在 21 联巷靠近联巷口侧顶板补打丛柱 3 根木点柱为一组 共 补打 5 组 同时 在联巷 回顺交叉口补打 3 5m 单体补强支护 2 为确保后期冒顶区域周围注射马丽散加固顶板及施工 吊挂锚索安全 需对超前支架两边打锚索补强支护 超前支架 与巷道正帮间距离近 2m 在支架与正帮中部施工一排锚索 w 钢带补强支护 锚索规格为 22 8000mm 钢带规格为 4200 230 3mm 冒顶区马丽散加固从 12 月 8 日至 12 月 10 日 共注入马丽 散 7 9 吨 冒顶区马丽散加固位置如图 2 所示 图 2 冒顶区马丽散加固示意图 2 冒顶区罗克休充填 为保证 22529 3 综采工作面推进至冒顶区域时的 支架顶 梁有效接顶 对冒顶区域采用罗克休进行充填 1 在端头支架和超前支架侧距离巷道正副帮不大于 0 6m 的位置施工起吊锚索 共施工 4 根起吊锚索 2 将 2 根工字钢两端头割开眼穿过起吊锚索 并用托盘 锁具固定 工字钢长度根据现场端头支架与超前支架间距离确 定 工字钢开眼位置与两端头距离不得小于 15cm 3 在两根工字钢上方平行工作面走向搭设 6 根 5 6m 长 的 10 槽钢及木板 木板间提前凿开大于 42mm 的注射高分子 材料眼 以便后期注射罗克休 马丽散使用 4 注射罗克休充填冒顶区域 从提前留设的注射眼处设 置不同长度的注射管注射罗克休 注射期间采用面纱等材料及 时堵住材料 防止材料外流 具体冒顶现场情况及充填施工如 图 3 所示 冒顶区域尺寸为长 宽 高 4 5 6 3m 共注入罗克休材料 4 吨 有效充填了冒顶区域 图 3 冒顶现场情况及充填施工图 3 顶板破碎区域马丽散加固 锚索补强支护 冒顶区域注射马丽散加固后 对超前支架至 22529 3 回撤 通道之间顶板破碎区域顶板进行注射马丽散加固 同时 对该 区域顶板采用锚索 w 钢带补强支护 锚索规格为 22 8000mm 钢带规格为 4200 230 3mm 原巷道锚索支护排 距为 3m 在原 2 排锚索之间 补打 1 排锚索支护 顶板破碎区域马丽散加固从 12 月 10 日至 12 月 13 日 共 注入马丽散 23 4 吨 顶板破碎区马丽散加固位置如图 4 所示 图 4 顶板破碎区马丽散加固示意图 从 12 月 8 日至 12 月 14 日 冒顶区 顶板破碎区共注入马 丽散 31 3 吨 罗克休 4 吨 补打锚索 160 套 w 钢带 45 条 冒顶区域补打锚索 注射马丽散加固 施工吊挂锚索等工 作时 作业人员务必在有效支护下方作业 并严格执行敲帮问 顶 支护锚索初涨力不得小于 16 吨 抗拔力不得小于 22 4 吨 锚索外露长度不得大于 200mm 取得的效果 1 补强支护措施效果好 对漏顶区域和顶板破碎段注罗克 休和马丽散 并对该段顶板吊工字钢 21 联巷口架设工字钢棚 对 22529 3 回顺一距贯通 50m 处顶板在原有支护基础上进行补 强支护 补强支护方式为锚索 22 8000mm w 钢带 金属 网 8 金属网 网格 45 45mm 全断面支护 锚索排距 1 1 5m 3 根 排 上 w 钢带 与顶板原有支护交错布置 2 通过对破碎顶板注高分子材料 有效将破碎顶板凝结为 整体 后期回采过程中 注入高分子材料顶板出现悬顶 充分 说明高分子材料对破碎顶板的凝结力很强 3 冒顶区采取加设工字钢棚 并对空洞顶板注入高分子材 料 保证了支架接顶 效果较好 五 事故经验教训 一 事故发生后的反思 1 严格按照规定控制好综采工作面端头支架顶梁与超前支 架后梁之间的距离 遇巷道顶板条件差时 应将两者距离最小 化 以减小端头空顶面积 巷道顶板条件差时 拉超前支架前 必须采取措施保护锚索不受损坏 2 日常检查方面 巷道掘进支护时 规范锚杆机司机操作 确保锚杆支护到位有效 巷道构造区域 采用电子式顶板离层 仪以提高观测精度 同时 在构造附近增设顶板离层仪 以便 后期观测构造区域顶板变化情况 加强井下巷道巡查 将构造 影响巷道作为巡查重点 发现顶板离层 开裂 掉渣等现象 及时补强支护 3 综采工作面过断层时 若顶板比较破碎 提前探测顶板 情况 确定是否需要采取补强支护 注浆加固等措施 4 综采工作面过构造时 严格按照规定控制好综采工作面 端头支架顶梁与超前支架后梁之间的距离 遇巷道顶板条件差 时 应将两者距离最小化 以减小端头空顶面积 巷道顶板条 件差时 拉超前支架前必须采取措施保护锚索不受损坏 5 综采队跟班队干须提高责任心 加强两顺槽顶板巡查 尤其两端头是重点观察区域 发现顶板离层 漏矸等问题 队 内根据情况采取打单体 木点柱等措施支护 并及时反馈 以 便及时处理 6 综采队发现问题需及时整改 且整改必须到位 确保安 全生产 7 特殊条件重点管理 对综采过地质构造 上覆采空区 过集中煤柱 薄基岩富水区等特殊条件 要在事前认真做好风 险评估 尤其是加强地质构造段顶板的支护强度 防止出现顶 板离层等现象 事中做好巷道排查 对顶板破碎段加强巡查 发现问题及时有效解决 防止顶板离层 破碎进一步扩大 8 规范操作 加强超前顶板管理工作 加强综采顺槽顶板 破碎段的管理 规范使用超前架 使超前架与端头架的距离符 合规程措施中的规定 并对顶板不平整段要做好锚索的保护和 支架接顶工作 保证支护效果 管理层面的问题 1 设计方面 巷道支护设计时 重点区域重点对待 一条 巷道根据地质条件分段设计 不同巷道对应的支护方案 当巷 道过构造时 适当增加锚杆 锚索支护的间排距 确保掘进时 一次性支护强度到位 避