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。
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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φ22×6500mm，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φ22×6500mm。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
1、综采基本支架作为超前支架使用，适应性虽然较单体支护强，但支架与底板接触面小，底板比压大，控制底鼓效果不好，进而造成支架架型不好，支架顶梁与顶板接触面积小，支护效果不理想。
2、工作面矿压管理指导性不强，不能准确预测来压时间，以便提前采取措施。