榆家梁煤礦43308綜采面初采壓架事故
一、工程概況
工作面開采條件
1、工作面概況
43308工作面推進長度2147m,工作面長度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°,斷層不發育,后生裂隙發育。
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煤一盤區,工作面按煤層傾斜方向布置,工作面長度為230m,按煤層走向方向回采,回采長度5231m。煤厚5.9~7.3m,平均6.7m,采用放頂煤開采,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、事故經過及造成的損失
事故經過
2015年6月19日,布爾臺煤礦預防性檢修24小時,6月20日夜班恢復生產,當工作面推進至251.7米時,機尾段突然來壓,形成颶風,回風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。現場情況如圖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。經計算,案例中單體超前支護方式的支護強度為0.237MPa,而現場實踐表明,動壓強烈時大量單體折斷、彈出,不能適應巷道深部彈性能的瞬間釋放。
2、工作面停機時間長。事故發生前,礦井安排了24小時預防性檢修,工作面上方老頂回轉角度較平時大,導致超前集中應力較平時大。
間接原因
1、受二次采動影響,回風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、在工作面推進長度與面長相近時,形成見方來壓現象。工作面推進到見方期時,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
通過查看距事故地點最近的E05鉆孔柱狀圖發現,該處直接頂為半堅硬的砂質泥巖,厚度10m;老頂為粉砂巖,厚度為21m。直接頂、老頂厚且完整,為巷道發生動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行處罰。
2、煤機割至距離機尾30架時,機尾端頭支架周圍、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,割完三角煤拉架時要先拉回順側最后一臺支架,依次進行拉架,嚴禁同時操作多臺支架,待煤機向機頭方向割至距離機尾30架后機尾方可進行作業,搬運、拆卸單體時只允許2人作業,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去作業,控制臺崗位工隨時觀測礦壓數據,發現工作面有來壓征兆,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、回風順槽過聯巷交叉口處頂板跨度大,一是在聯巷口處增加一排密集單體支護,二是在聯巷硐室內增加2個叢柱,每個叢柱3根木點柱,控制聯巷交叉口處頂板。
5、機頭、機尾段6架不再進行放煤,減小機頭、機尾冒落高度,緩減機頭、機尾段的來壓強度。
使用綜采普通支架+單體超前支護
為防止42105回風順槽頂板事故再次發生,杜絕單體傷人事故,機尾超前支護采用普通支架+單體聯合支護的形式,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行超前支護,超前20~80m范圍內仍采用密集單體支護。現場效果圖見圖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
巷道動壓顯現時,常伴有錨索、錨桿托盤崩出和底鼓彈起物件現象,因此采取以下三項措施:一是根據以往來壓經驗,長時間停機恢復生產時、容易突發劇烈的礦壓顯現,因此在以上時間段嚴禁機尾超前支護100m范圍內有人作業或停留;二是對回風順槽頂幫錨桿、錨索進行防護,防止托盤崩出傷人;三是對回風順槽的工具、小設備等物件進行清理、固定,防止彈飛傷人。
五、事故經驗教訓
管理方面
1、隊內對三角區管理重視程度不夠,缺少三角區日常觀測記錄,未及時采取退錨措施來減小頂板懸頂面積,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,未及時采取有效措施處理。
技術方面
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,未及時采取措施處理。
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