保德煤礦綜放面壓死支架事故

1、保德煤礦綜放面壓死支架事故、工程概況地質(zhì)條件6.3m，煤層傾角為3°7°,工作面煤層底板標高170250m 松散層厚 0141mo81304 綜放面長 266m，724781m地面標高走向長2629m煤厚平均9111131m上覆基巖厚通過鉆孔柱狀分析，切眼至回順及膠順的11861518m段發(fā)育有古河流沖刷帶，煤層上部無直接頂,04.8m，老頂為粗粒砂180250m （松散層厚直接為9m以上的含礫粗砂巖老頂；在非沖刷區(qū)直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度在 巖，厚932m整個工作面地表地形切割較為嚴重，溝壑發(fā)育，工作面蓋山厚 0 20m）。 81304 綜放面巖性見下表：表 181304

2、綜放面頂?shù)装鍘r性表煤層頂?shù)装迩闆r頂、底板巖石名稱厚度 （m） 巖性特征3 6mm老頂粗砂巖932灰白色，成份以石英、長石為主，含巖屑及暗色礦物，礫徑直接頂砂質(zhì)泥巖沖刷段無） 0 4.8 以深灰色砂質(zhì)泥巖為主，砂泥質(zhì)結(jié)構，塊狀構造，夾粉砂巖條帶。煤層氣煤 3.7 9.2 二疊紀煤炭直接底粉砂巖、粗砂巖 0.7 7.9 灰色，水平紋理，層面可見黑云母片及暗色礦物。表 2 沖刷帶與正常區(qū)域的頂板結(jié)構比較比較沖刷帶正常區(qū)域差異范圍均厚范圍均厚直接頂厚 03.921.690 8.134.54-2.58基本頂厚 4.81 12.148.734.38 8.176.692.04表181304綜放面附近鉆孔SK

3、44（正常段）、SK31 （沖刷段）煤層綜合柱狀圖主要設備配套情況81304 綜放面中部架選用北京煤機廠生產(chǎn)的 ZFY10200/25/42D 型支架，共計 157 臺，支護強度為1.081.11MPa；排頭支架型號為 ZFP9800/26/41D，支護強度為 0.981.02MPa；順槽端頭支架型號 為ZYT27600/23/40，支護強度為0.78MPa。采煤機為美國久益公司生產(chǎn)的7LS6C型采煤機，生產(chǎn)能力4000t/h，總裝機功率2020kW前后運輸機采用張家口煤機廠生產(chǎn)的SGZ型運輸機，能力各為2500t/h，順槽轉(zhuǎn)載機及破碎機均由張家口煤機廠生產(chǎn)。81304綜放面總裝機功率 822

4、5kw，總噸重6887 噸。表 381304 綜放面主要設備配套明細表序號設備材料名稱設備型號及規(guī)格單位數(shù)量備注1雙滾筒采煤機7LS6C-LWS638臺13300V2 可彎曲刮板輸送機 SGZ1 000/2000臺 2 前后刮板3 液壓支架 ZFY10200/25/42D 架 1574 轉(zhuǎn)載機 SZZ1200/525 臺 15破碎機PCM40（臺16可伸縮膠帶輸送機 DSJ140/300/3 X 500部17乳化液泵站K35055M組1四泵兩箱8噴霧泵站K16065M套 1三泵一箱三）巷道支護情況巷道頂板采用“鋼筋骨架網(wǎng) +錨桿 +錨索”聯(lián)合支護，巷道規(guī)格、支護形式見表4，頂板破碎段采用“鋼筋

5、骨架網(wǎng) +錨桿+錨索+1 1 #礦用工字鋼梁”聯(lián)合支護。表 481304 綜放面巷道支護巷道名稱長（m寬高（m）支護形式81304膠運順槽26295.0 X 3.6錨索+錨桿+鋼筋骨架網(wǎng)81304 一號回風順槽26295.0X 3.6錨索 +鋼帶 +錨桿 +金屬網(wǎng)81304 二號回風順槽26295.0X 3.6錨索+鋼帶+錨桿+金屬網(wǎng)81305 一號回風順槽26295. 0X 3.6錨索+錨桿+鋼筋骨架網(wǎng)81305 二號回風順槽26295.0X 3.6錨索 +錨桿 +鋼筋骨架網(wǎng)切眼正常段2248.8X 3.6錨索+錨桿+鋼筋骨架網(wǎng)切眼機頭段1010.3X 3.6錨索+錨桿+鋼筋骨架網(wǎng)切眼機窩段

6、2210.3X 3.6錨索+錨桿+鋼筋骨架網(wǎng)切眼機尾段1010.3X 3.6錨索+錨桿+鋼筋骨架網(wǎng)主回撤通道2675.6X 3.8錨索+錨桿+鋼筋骨架網(wǎng)+W/鋼帶輔回撤通道2675.0X 3.6錨索+錨桿+鋼筋骨架網(wǎng)二、事故經(jīng)過及造成的損失事故經(jīng)過1、壓架過程第一次壓架：2011年10月9日中班23:30 , 81304綜放面推進至1648m采煤機從機頭割煤至 65#架 時，工作面由于周期來壓顯現(xiàn)強烈，頂板較破碎，致使6880#架架前漏矸，漏頂高度達 3m,在處理漏矸過程中，6165#架頂板壓力大，安全閥全部開啟，至 10月10日夜班4:30立柱被壓死，接近無 行程（ 5 小時）。造成的損失影

7、響 81304 綜放面正常生產(chǎn)達 20 天，累計更換立柱 58 根，壓力表 80 個，安全閥 90 個。更換設備配 件費用約 500 萬元，財產(chǎn)損失約 2000萬元。三、事故原因分析直接原因1、頂板壓力大： 81304綜放面頂板無直接頂,在沖刷沖刷帶內(nèi)回采,頂?shù)装鍘r性變化較大。81304綜放面推進至1648m時，周期來壓，安全閥正常開啟，81304綜放面中下部（5090#）壓力顯現(xiàn)均較強烈,生產(chǎn)時大部分時間安全閥處在 400bar 以上或開啟狀態(tài),在一個生產(chǎn)班內(nèi)支架立柱最大下縮行程 達 500mm。2、支架工作阻力偏小同時支架狀態(tài)不佳。由于81304綜放面遇沖刷且頂板破碎,根據(jù)綜采工作面壓力計

8、算的經(jīng)驗公式,如按 8倍系數(shù)支架阻力應達到 11500kN12500kN, 81304綜放面使用的 10200kN 的支架阻力偏小。同時 81304綜放面自生產(chǎn)以來,支架始終處于帶病運行狀態(tài),主要存在立柱自泄、 防塵圈滲液、安全閥損壞等現(xiàn)象,至 2011 年11 月 1 日,累計更換立柱 58根,壓力表 80個,安全閥 90 個,挪動支架配液塊、控制主閥 100 個、更換四連桿銷子 6個等。間接原因礦井未對 81304 綜放面第一次支架壓死引起足夠重視，設備維修與檢修質(zhì)量不到位，在關鍵時刻系統(tǒng) 不能及時啟動等原因從而做不到快速推進。三）主要原因81304 綜放面受古河床沖刷與上覆巖層壓力作用，

9、煤系地層內(nèi)裂隙發(fā)育，工作面煤層厚度薄。導致頂 煤厚度薄，上覆基巖層厚度厚，頂板巖性堅硬，礦壓顯現(xiàn)較強烈，是造成此次支架壓死事故的主要 原因。四、采取的防治措施及取得的效果采取防治措施通過最新的礦壓觀測得出周期來壓數(shù)據(jù)，結(jié)合工作面采場條件及設備實際情況，為保證工作面順利 通過高壓區(qū)及頂板破碎帶，采取了以下具體措施。1、礦成立 81304 綜放面專業(yè)的礦壓觀測組，每班安排專人觀察、記錄礦壓數(shù)據(jù)，及時準確掌握（1）53#、 尾部81304 綜放面礦壓規(guī)律，確保在周期來壓前后的快速推進。根據(jù)保德礦 81304 綜放面，發(fā)生的壓架事故情況，在81304工作面壓架頻繁發(fā)生的區(qū)域，選擇61#、62#、67#

10、、 68#支架等關鍵位置，安設支架壓力監(jiān)測儀器，同時兼顧機頭部30#支架和機120#、121#支架，實施中部、上下部不同區(qū)域的礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測，具體觀測儀器的布置情況。工作面周期來壓強度參數(shù)規(guī)律性分析依據(jù)實際礦壓觀測的成果，整理出支架下腔壓強的結(jié)果如表4，由表 4可見， 81304 綜放工作面觀測期間，支架初撐均值變化在 20.125.1MPa,總均值為22.81MPa,僅為支架設定初撐出口壓強(31.5MPa)的72.4%，初撐壓強達不到要求；末阻均值變化在29.638.9MPa,總平均值為34.4MPa,比額定初撐阻力高10%左右；周期來壓期間，最大工作阻力為45.251.3MPa,均值為48

11、.68MPa,為設定額定工作阻力(49.5MPa)的98%表 5：81304 綜放面礦壓顯現(xiàn)強度實測結(jié)果支架編號初撐均值末阻均值 pm/p0 周期來壓來壓系數(shù)最大阻力30#24.433.61.3845.81.3653#21.833.61.5450.21.4959#21.338.91.8351.31.3263#25.136.21.4448.81.3566#22.833.71.4849.11.4667#23.238.51.66511.32122#20.129.61.47481.62125#23.831.31.3245.21.44均值 22.812534.4251.5148.6751.41同時由末阻

12、力與初阻力比值分析 ,由 81304綜放面礦壓監(jiān)測分析結(jié)果可知，整個監(jiān)測期間，末阻力與 初阻力的比值變化在 1 .3 1 .8 ，總平均比值為 1.51 。宏觀觀測結(jié)果表明，應該提高支架的初撐力， 縮小末初阻力比，使其滿足 1.25 的比值，以達到良好的綜放采場頂板安全控制的效果。而 81304綜 放面周期來壓系數(shù)變化在 1.31.6之間，平均來壓系數(shù)為 1.41 ，可見周期來壓顯現(xiàn)強度顯著。2、加強 81304 綜放面周期壓后工作面設備的重點維護與檢修。（1）將工作面中部40120#支架安全閥開啟額定壓力由45Mpa調(diào)高到49Mpa并設防蹦護罩，同時對立柱中缸、各種密封等支架薄弱環(huán)節(jié)重點監(jiān)護

13、管理。（2）工作面過周期壓后及時更換工作面壓損的支架后四連桿銷軸、立柱、平衡油缸、各種密封、液 壓管路和立柱液壓鎖、壓力傳感器等配件。3）保證乳化液泵正常運轉(zhuǎn)，乳化液泵出口壓力達到31.5MPa。（ 4）對采面設備，尤其是支架及三機在采面周期來壓時做到快速推進，在來壓后進行重點維護、檢 修。加強工作面日常設備點檢、維護、保養(yǎng)、嚴格制定責任人包機制度并落實到位，主要重點是支 架各部件、液壓系統(tǒng)、采面三機等。3、加強采面工程質(zhì)量管理，掌握好割煤層位，頂、底板割平整，嚴禁留設臺階，在保證采高的情況 下及時追機拉架，同時最大限度保證支架的初撐力。每刀調(diào)整支架架型，支架接頂平、嚴、實，保 證支架切頂線在

14、一條直線上，使支架能起到切頂作用且受力合理。4、建議廠家對現(xiàn)有支架存在的問題（如電液控制主閥、管路、配液塊等安設位置）進行合理調(diào)整、 修改，在保證支架處于最佳工作狀態(tài)的同時對本套支架進行現(xiàn)場評估，在確保安全的前提下，發(fā)揮 支架的最大支護效能。5、及時與科研單位對保德煤礦81 304綜放面參數(shù)、工藝及礦壓等進行咨詢與研究，為本工作面及深部區(qū)綜放開采提供技術支持。取得的效果通過一系列的措施， 81304 綜放面順利通過高壓區(qū)及頂板破碎帶。從81 304綜放面支架狀況及受力看，正常段支架壓力非常大，同時考慮三盤區(qū)越往下壓力越來越大，通過對相鄰深部區(qū)工作面順槽多次探頂研究及81304綜放面礦壓實測數(shù)據(jù)

15、的額定阻力預測PT> 1.24MPa關鍵層控制理論確定PT> 1.35MPaPT> 1.35MPa最終根據(jù)關鍵層理論確定81305綜放面支架的合理支護強度為五、事故經(jīng)驗教訓事故處理經(jīng)驗1 、對進入深部區(qū)及遇到特殊地質(zhì)構造段時，要深入分析設備、工藝及地質(zhì)條件相互影響關系，從而 確定設備選型及工藝選擇。2、工作面過高壓區(qū)及頂板破碎帶，要成立以礦長為首的采面事故快速反應應急小組，從現(xiàn)場指揮、 設備及運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的維護與檢修、技術指導、現(xiàn)場事故處理等責成專人負責進行重點、及時跟蹤監(jiān)督 與督辦，并對工作情況進行問責。3、加強礦壓觀測，加快周期來壓時采面的快速推進。成立專業(yè)的礦壓觀測組，對采面礦壓進行分