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上湾煤矿12211综采面过空巷冒顶事故

  
评论: 更新日期:2018年06月03日

一、工程概况
(一)工作面开采条件
上湾煤矿12211工作面呈刀把型由西北向东南布置,工作面走向总长507m,倾斜长度210m,工作面回采259m后中部至机尾段(109m)与1#主回撤通道贯通,工作面回撤61台支架后缩短为101m。
12211综采工作面平均埋深136米,平均煤厚5.6米。
二、过空巷的总体方案
矿内根据煤层赋存条件、周边采区情况及矿压显现规律,制定了详细的过空巷安全技术措施,主要内容如下:
(一)根据空巷原支护情况, 2012年12月对空巷顶板采用锚索+W钢带对2条空巷及联巷进行补强支护,锚索规格为Φ17.8mm*6500mm,每排打设3根,排距为1500mm。
12211综采工作面在与空巷贯通前30m,为减小控顶面积,特对工作面进行调斜。在保证机头机尾安全出口距离不小于0.7m的前提下,在机头段加刀,使机头超前机尾4m左右,整个工作面调成一条斜线,此时工作面与空巷中心线夹角为2.5°。
(三)由于本工作面老顶来压步距为9~12m,为防止发生漏顶事故,保证工作面与空巷在无压期间贯通,在机头距离1#空巷3~5m时,根据工作面压力情况决定是否等压,若此时工作面无压,则必须以安排检修等压。
(四)工作面与空巷贯通时,为避免采煤机破坏顶板支护,保证工作面顶板与空巷顶板平整衔接,不留台阶,要求煤机司机沿底回采,分段控制好采高(采高=底煤厚度+空巷高度+200mm)。同时为保证工作面顺利推进,避免发生支架压死或卡阻煤机等事故,工作面正常采高在5.2~5.4m。
(五)贯通后,工作面沿空巷顶板和煤层底板推进,工作面最大控顶距增大为12m,在贯通面内,煤机只割底刀,不割顶刀,加快推进速度,每刀坚持超前拉架,机头与1#空巷贯通后继续割煤7刀贯通面达到最大,贯通的最大跨度75m,贯通架数约为44架,若顶板无特别明显来压,采取正常快速整刀通过。
(六)当工作面来压或发生冒漏时,可采取局部连续加刀的方法快速通过此段空巷。要求支架工在拉架时不可破坏空巷内原有支护。当工作面彻底通过第一条空巷后,立即进行调整,将滞后的支架补齐直。
(七)当机尾通过第一条空巷后继续割煤13~14刀,工作面机头与2#空巷贯通,贯通措施与第一条空巷相同。
(八)当工作面完全推过第二条空巷后,及时调整工作面使其与上下顺槽垂直,并将工作面支架调整齐直,恢复正常推进。
三、事故发生过程
2013年8月17日零点班,接班后第2刀工作面开始来压,此时工作面距空巷6m。根据已推采矿压显现分析,一般来压可持续6~7刀,预计工作面与空巷贯通前一刀压力即可消失,于是正常组织生产。
当班割完第5刀煤后,此时工作面距空巷剩余2m,煤机行驶至机头,压力持续未削减,剩余三角煤柱顶部已垮落,并与空巷冒通。带班队长立即组织工作面所有支架工、外围工拉超前架,在此过程中,空巷顶板以20~30#架、30~40#架、40~机尾大约分三段相继切顶冒落,将整条空巷掩埋,煤机无法正常行进。受架前顶板超前切落的影响,支架压力剧增,活柱下沉明显(最大可达1.6m)。
在随后的处理过程中,随着放炮出渣的循环进行,顶板不断有大块矸石冒落,煤机行进困难。
四、事故原因分析
(一)锚索未按照设计长度支护,整体支护强度不足
根据顶板岩性分析及悬吊梁理论计算锚索吊挂长度应不小于4.7m,设计支护锚索长度为6.5m,符合支护要求。但从冒顶区域拣出的锚索看,锚索长度多为3~4m,有的甚至只有2m长,严重违反设计要求。综合柱状图显示,该工作面直接顶为细粒砂岩、砂质粘土岩和12上煤组成,厚度为3.9m,空巷内的实际支护顶锚索没有锚固到老顶岩层内,起不到锚索支护作用,在超前压力作用下,迅速发生离层并垮落。施工人员擅自改用短锚索支护长度,是导致此次事故发生的主要原因。
工作面矿压显现剧烈
1、由于空巷直接顶全部超前切落,直接顶冒落瞬间对支架的压强达2.3Mpa,同时加上老顶周期来压,顶板压力超过支架工作面阻力,导致支架活柱下沉严重。
2、由于12211工作面为孤岛回采工作面,周期来压较与平常观测数值较大,有待进一步研究。
(三)管理不到位
之前12206综采面(工作面宽度300m,工作面埋藏深度110m)、12209综采面(工作面宽度102m,工作面埋藏深度90m)均有成功通过空巷的经历。此次空巷同12206面、12209面过的空巷顶板岩性相似,采取的支护方式、过空巷措施均相同,且工作面宽度小、埋藏浅。借鉴之前的成功经验,矿上开会研究一致认为能够顺利通过12211综采面的2条空巷。但是由于矿内对生产准备队的管理存在疏忽,锚索施工日常质量监管不到位,出现偷工减料现象,造成支护强度不足,导致空巷顶板整体切落,形成大面积冒顶事故。
五、经验与教训
(一)深刻分析事故原因,举一反三,吸取教训,加强内部管理,确保安全生产。
今后的设计要超前谋划,统筹考虑,优化布置,尽量避免过空巷、腰巷。
(三)加强锚索支护质量现场管理,严格按照设计参数施工,严禁出现不按照设计要求施工的现象。
(四)工作面过空巷前对设备进行全面检修,保证设备完好,同时对安全阀进行标校,提高安全阀的可靠性。
(五)加强过空巷期间的生产组织,根据顶板变化情况合理修改、完善安全技术措施并贯彻执行。
(六)加强综采矿压管理,充分利用矿压监测系统进行预测预报,确保综采工作面矿压数据的连续性、准确性,为工作面的安全推采提供指导。
 

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