布尔台煤矿42106综放面动压事故

布尔台煤矿布尔台煤矿 4210642106 综放面动压事故综放面动压事故 一 工程概况 工作面概况 42106 工作面布置在 42 煤一盘区 工作面按煤层倾斜方向 布置 工作面长度为 309m 按煤层走向方向回采 回采长度 5073 8m 煤厚 5 9 7 3m 平均 6 7m 采用放顶煤开采 采煤 机割煤高度为 3 7m 放顶煤厚度为 3m 采放比为 1 0 81 42106 综放面回风顺槽侧为 42105 综放面采空区 运输 顺槽侧为 42107 备用面 二 事故经过及造成的损失 事故经过 2016 年 9 月 5 日零点班开始生产 凌晨 4 点煤机割到机尾 时 推进度 142m 工作面来压 动压显现剧烈 主要表现为机 尾顶板响动大 顶板掉渣 回风顺槽瞬间底鼓严重 造成回风 顺槽超前支架拉架困难 负帮帮鼓 1 6m 左右 网包挤靠在工作 面支架和运输机机尾电机上 造成推溜困难 影响了正常生产 直至 9 月 5 日下午 3 20 分才开机生产 图 4 42106 工作面照片 9 月 14 日凌晨 5 30 分 工作面推进至 207m 时大面积来 压 受动压影响巷道变形严重 工作面回风顺槽 1 超前支架处 副帮帮鼓 1 8m 153 支架与 1 超前支架间煤矸多 厚度约 1m 受底鼓影响 超前支架拉架过程中将底板顶起 超前支护 段堆积大量浮煤和矸石 超过支架底座 1 2m 以上 回顺 1 超 前支护支架尾部正帮侧顶板破碎 15 日中班才恢复生产 16 日早班 回风顺槽超前支护 1 3 支架段顶板有明显下 沉 10 套锚索锁具崩出 支护失效 处理至 22 00 才开机生产 图 6 42106 工作面回风顺槽超前支护 1 3 支架段锚索支 护失效 17 日早 7 30 左右 综采三队汇报调度室 在拉机尾 1 超 前支架时 1 支架负帮处顶板下沉 有约 1m 宽 2m 长 1 5m 深顶煤垮落将巷道副帮堵死 图 7 42106 工作面回顺 1 超前支架段副帮顶煤垮落 19 日中班工作面推进到 242m 时 工作面再次来压 来压 时扬起煤尘 底板鼓起 部分顶板锚索崩断 由于 14 19 日矿压显现剧烈 直接导致停产处理至 23 日 才恢复生产 事故造成的损失 上述两次动压事故共计影响生产 105 小时 三 事故原因分析 直接原因 1 综采回顺超前支护强度不足 经计算 42106 面超前支 护强度为 0 27mpa 现场实践表明 动压强烈时超前支护段会 出现瞬间底鼓和严重帮鼓现象 2 工作面机尾段顶板管理不到位 42106 工作面采用放顶 煤回采 顶煤易破碎 造成与支架顶梁接触不充分 通过对工 作面机尾部分 13 台液压支架数据进行分析 发现其工作阻力普 遍小于规定的最小初撑力 工作面来压时不能起到良好的顶板 支撑效果 使机尾煤柱及煤壁受力增大 3 工作面停机时间长 事故发生前 出现过长时间停机 工作面上方老顶回转角度较平时大 导致超前集中应力较平时 大 间接原因 1 受二次采动影响 回风顺槽超前支护段为采空区方向侧 向支承压力和本工作面推进方向超前支承压力叠加区域 积聚 了大量弹性能 2 目前布尔台煤矿 42 煤埋深较大 以 42106 综放工作面 为例 切眼处埋深为 462m 现工作面推进 1170m 埋深为 439m 工作面自切眼推进 2768m 时 埋深才达到 400m 以下 由于煤层埋藏深度大 导致矿压显现剧烈 三 主要原因 根据地质资料显示 42106 工作面直接顶为砂质泥岩 厚 度为 5 25m 老顶为细砂岩 厚度为 6 39m 老顶厚度较大 结构比较完整 不易断裂 为巷道发生动压事故提供了必要条 件 四 采取的防治措施及取得的效果 为避免类似事故再次发生 布尔台煤矿采取了以下防治措 施 补强支护 为了防止矿压显现引发顶板事故 对 42106 回风顺槽进行 了补强支护 正帮沿顺槽方向补强 2 排帮锚索并压皮带 锚索 规格为 22 6500mm 锚索间排距为 2000 2000mm 副帮沿顺 槽方向补强 3 排帮锚索并压钢带 锚索规格为 22 6500mm 超前水压预裂 考虑到布尔台煤矿 42 煤一盘区直接顶 老顶厚且完整是造 成巷道动压强烈的主要原因 在 42106 回风顺槽 320 1110m 段实施水力压裂 42106 综放工作面 10 月 01 日进入水压预裂 区域 现场巷道变形情况如图 7 和图 8 所示 从图 7 和图 8 可以看出 高压水预裂区域顶底板移近量和 两帮移近量明显减小 经现场观测发现 该工艺能够有效减弱 巷道动压 但目前水预裂施工费用高 水预裂收费按照钻孔长 度每米 225 元进行计费 每个孔平均 40m 即 9000 元 三 专用超前组合支架 公司与郑煤机联合研发了一套专用超前组合支架 即采用 5 组 zql2 22500 20 38 型支架进行支护 超前支护范围 39m 支护强度 1 15mpa 经现场观测发现 该支护方式支护效果良 好 自组合支架安装投入使用后没有出现底鼓和帮鼓现象 四 其他措施 巷道动压显现时 常伴有锚索 锚杆托盘崩出和底鼓弹起 物件现象 因此采取以下三项措施 一是根据以往来压经验 长时间停机恢复生产时 容易产生突发剧烈的矿压显现 因此 在以上时间段严禁机尾超前支护 100m 范围内有人作业或停留 二是对回风顺槽顶帮锚杆 锚索进行防护 防止托盘崩出伤人 三是对回风顺槽的工具 小设备等物件进行清理 固定 防止 弹飞伤人 五 事故经验教训 管理方面 1 队内对两端头顶板管理不够重视 特别是机尾段支架初 撑力管理不到位 2 停机时间安排不合理 机尾段来压期间不得长时间停机 技术方面