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柳塔煤矿12104综采面过空巷压架事故

  
评论: 更新日期:2018年06月04日

一、工程概况
工作面开采条件
12104综采工作面位于柳塔煤矿12煤西盘区,推采长度1168.8m,面长250m,煤层平均厚度3.9m,设计采高3.9m。工作面底板标高1129.9~1136.8m,地面标高1235.8~1290.3m,埋深127.75m,地表为第四系风积沙,部分地段有沙柳、沙蒿植被。工作面基岩厚度为90~104m,泥质粉砂岩、粉砂质泥岩,矿物成份以石英为主,长石次之,云母含量较少,泥质粉砂状结构,层理为显,块状结构。
工作面顺槽垂直12煤西盘区大巷布置,工作面推采880m后,工作面过第一条平行工作面的空巷,892m后过第二条平行工作面的空巷,空巷宽4.2m,高3.4m,两条空巷间煤柱宽度为4.4至14.4m。

工作面主要配套设备
采煤机选用6LS5/LWS505型采煤机,截割高度2.5~4.5m,装机总功率1580KW;刮板输送机选用JOY公司生产的3×700KW型输送机;转载机选用JOY公司生产的JOY375KW型转载机;破碎机选用JOY公司生产的JOY375KW型锤式破碎机;液压支架选用神坤公司的ZY8800/22/45型两柱电液控支架支护,共147。乳化液泵站系统采用雷波公司生产的S300高压泵站(共4台);喷雾泵选用雷波公司生产的S300喷雾泵站(共2台)。

(三)工作面矿压情况
工作面正常回采期间,周期来压步距为9.3m,正常压力阶段持续7.15m,来压持续2.15m,来压期间工作面部分支架立柱安全阀开启,煤壁有片帮、炸帮,顶板有掉渣、漏矸现象,压力峰值达到450Bar。立柱下沉量在200mm以内。工作面两端头及顺槽来压不明显,没有出现较大裂隙,顶板稍有小块脱层、磷皮现象。
(四)空巷支护情况
1#空巷顶板采用锚杆+钢筋网+π型钢带+锚索联合支护,锚杆间、排距为1.0m,规格为16×2000mm圆钢金属锚杆,网片为6.5mm钢筋焊接网片,网格150××150mm。锚索为15.24×8000mm,锚索排距1.0m,一排5套锚索,安装一条π型钢带。两帮采用玻璃钢锚杆+塑料网联合支护,锚杆间排距为1.0×1.0m,锚杆规格为18×1800mm高强度玻璃钢锚杆。
2、2#空巷采用锚杆+钢筋网+π型钢带+锚索+液压单体支柱联合支护,锚杆间、排距为1.0m,规格为16×2000mm圆杆金属锚杆,网片为6.5mm钢筋焊接网片,网格150×150mm。锚索为15.24×8000mm,锚索排距1.0m,一排5套锚索,安装一条π型钢带,后用22×8000mm锚索+π型钢带进行二次补强支护,锚索间排距为1.0m;单体+钢带支护为一带四柱,柱距1.0m,钢带为π型钢带。两帮采用玻璃钢锚杆+塑料网联合支护,锚杆间排距为1.0×1.0m,锚杆规格为18×1800mm高强度玻璃钢锚杆。
二、事故经过及造成的损失
事故经过
2011年10月13日,12104工作面开始回采,根据措施要求工作面提前调斜,机头超前机尾10m与空巷斜交。10月16日夜班工作面开始过1#空巷,工作面无来压迹象,支架初撑力在252~320Bar间,顶板无下沉,煤壁无片帮等现象。10月17日早班45架处进入2#空巷2.5m,机尾刚过完1#空巷进入煤柱,机头机尾相差10m。因工作面底板多处起伏不平,导致刮板运输机在45架处跳链,综采队停机处理,此时工作面中部43~100#架来压明显,局部安全阀开启,2小时后处理完毕恢复生产,此时支架压力达到450~500Bar,50~90#架安全阀全部开启,空巷帮部出现炸帮,来压持续4小时,造成工作面中部60~80#架段顶板急速下沉,下沉最大值为1000mm(立柱无行程),此时煤机行至59#架向机尾处,煤机受阻无法通过,导致工作面停产,同时2#空巷内靠煤柱侧70根液压单体支柱崩断、损坏,共计影响3个生产班生产。
财产损失
损坏液压单体支柱70根,损失20万余元,硬岩截齿损耗265个,损失10万余元,合计损失30余万元。
三、事故原因分析
直接原因
1、工作面支架工作阻力8800kN,阻力较小,支护强度不满足过空巷时老顶悬臂产生的强矿压支撑需求。
2、设备检修不到位,在工作面过空巷期间,刮板运输机发生跳链,停机检修,造成压力持续增大后,2#空巷顶板下沉,影响工作面正常过空巷。
间接原因
柳塔煤矿从2006年采用综合机械化采煤工艺以来,无过空巷回采的经验,过空巷时,调斜角度小,造成工作面过2#空巷期间空顶面积大,发生顶板下沉事故。同时因对2#空巷顶板下沉量及下沉速度预计不足,提前没有制定过空巷期间如发生压架、冒顶后的处理措施,现场处理的工器具准备不到位,致使发生支架立柱下沉后,没有快速应对措施,导致事故进一步扩大,影响时间增长。
(三)主要原因
1、两条空巷煤柱小,过空巷期间无法做到有效避压。在通过1#空巷后,顶板未及时跨落,使采空区顶板形成大面积悬顶,过2#空巷时,工作面周期来压,使压力集中在支架上方,造成工作面顶板下沉,煤机无法通过。
2、2#空巷支护方式不合理,采用单体和锚索支护,单体支护强度不够,在顶板下沉时,不能有效起到支护效果;同时揭露2#空巷后,每割一刀煤,需停机将空巷内液压单体回撤,导致工作面无法快速推进,在来压后,顶板下沉,煤机无法通过。
3、工作面在回采接近空巷时,采高仍为3.6m,与空巷高度一致,未考虑到空巷顶板在来压后的下沉量,没有及时卧底调整采高,在2#空巷顶板下沉到2.8m时,造成煤机无法通过。
四、采取的防治措施及取得的效果
将煤机顶护板外檐割掉,增加有效空间,利用煤机拉底通过。在推采过程中,遇到煤机通不过的地方,割掉支架侧护板,保证煤机通过。逐刀进行割底调整,最终工作面顺利通过2#空巷。过空巷历时4天,其中处理压架事故3个小班,
五、事故经验教训
生产组织方面
过空巷前,组织召开过空巷专题会议,安排布置过空巷期间的准备工作,制定有效的奖惩激励办法,建立一支由专业技术人员、管理人员及操作人员组成的组织可靠,应对及时的领导小组。
在过空巷前,矿井要组织技术人员和综采队管理人员,共同制定切实可行的过空巷安全技术措施,并组织学习,严格落实。
生产指挥中心要提前与总调度室联系,保证在过空巷期间,原煤仓仓位,防止过空巷期间因无仓位,而影响正常过空巷。
生产技术方面
工作面过空巷应根据煤柱宽度适当调斜,小面积逐刀揭露空巷,以便减小空顶面积,防止工作面因空顶面积过大而发生冒顶事故。
两条平行空巷,煤柱小的情况下,1#空巷支护强度不宜太大,否则在过完1#空巷后,顶板不能及时跨落,形成悬顶,影响2#空巷通过。为了使1#空巷顶板能够及时跨落,在过1#空巷时,拉架过程中,利用反复降架、升架的方式将1#空巷底板锚索破坏。
工作面过空巷前,要根据空巷高度,合理调整采高,充分考虑空巷顶板下沉量提前卧底调整采高,保证支架大脚和运输机处于下扎状态,以便空巷顶板发生下沉时,煤机能够快速降低顶板高度,正常通过。
在过空巷前制定措施,实时观测顶板位置及下沉量,便于提前调整工作面顶板位置。
在2#空巷与1#空巷间煤柱小于10m的位置和联巷口,采用打设木垛形式支护,便于增加支护面积和强度,防止在过1#空巷时,2#空巷顶板受采动影响出现下沉。可以考虑过2#的空巷时,木垛打设靠1#空巷侧,便于空巷揭露时,拉架后,及时挑梁。
在工作面支架配套时,根据顶板岩性,埋深和顶板下沉等因素,选用大阻力支架支架。
2#空巷支护采用15.24×6500mm锚索,抗拔力小,应采用22×8000mm锚索补强支护,加大支护强度。
(三)机电业务保安方面
1、过空巷前,对工作面的所有设备做一次彻底检查,确保设备在过空巷期间不带病运行。需更换的大修部件,必须在过空巷前完成更换,期间做好物资储备工作。
2、在过空巷前,组织相关人员对矿井供排水、供电、运输系统进行彻底排查,保证过空巷期间各系统正常运行。

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