同煤塔山煤礦“3.28”頂板事故反思

1、 塔塔 山山 煤煤 礦礦“3.28”3.28”頂板事故反思頂板事故反思萬華實業(yè)集團(tuán)萬華實業(yè)集團(tuán) 李祿李祿 一、事故經(jīng)過 二、事故搶險 三、事故原因 四、汲取教訓(xùn) 五、防范措施 六、實施效果一、事故經(jīng)過一、事故經(jīng)過 2005年3月28日凌晨0時40分，山西大同礦區(qū)設(shè)計年產(chǎn)1500萬噸、同煤大唐塔山煤礦基本建設(shè)礦井，在1070輔助運(yùn)輸大巷掘進(jìn)過程中，突發(fā)頂板沖擊礦壓切冒垮落事故。 冒頂沿巷道迎頭三次垮塌、長度累達(dá)47m，高度12m左右，上寬局部達(dá)8m以上。冒落破碎煤巖體將巷道封堵嚴(yán)實，正在作業(yè)的11名礦工被堵壓在冒頂區(qū)內(nèi)。 多項搶險應(yīng)急方案實施后未果，最終采取短掏短支的方式，經(jīng)過43天施救、至5月

2、8日先后找到了11名遇難礦工尸體，事故搶救結(jié)束。生產(chǎn)系統(tǒng)圖示生產(chǎn)系統(tǒng)圖示6.6m2.0m1.7m事故現(xiàn)場事故現(xiàn)場事故現(xiàn)場事故現(xiàn)場事故現(xiàn)場事故現(xiàn)場二、事故搶險二、事故搶險 事故發(fā)生1小時內(nèi)成立了塔山煤礦“3.28”沖擊礦壓垮頂事故搶險指揮部。由集團(tuán)公司董事長、總經(jīng)理、總工程師擔(dān)任正副總指揮，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及部門任指揮部成員。下設(shè)現(xiàn)場搶險組、技術(shù)資料組、供應(yīng)保障組、事故調(diào)查組、后勤服務(wù)組、治安保衛(wèi)組和信訪接待組。 根據(jù)現(xiàn)場實際實時啟動應(yīng)急預(yù)案和制定搶險方案。 從臨近9個單位調(diào)集掘進(jìn)隊伍、鉆探隊伍和機(jī)電安監(jiān)通風(fēng)人員，全力以赴開展搶險救災(zāi)工作。 同時將事故情況及時上報了省市及國家有關(guān)政府和安監(jiān)部門。 。 。

3、五、大同礦區(qū)沖擊地壓現(xiàn)狀2005年3月28日凌晨零時40分，山西大同礦區(qū)同煤大唐塔山煤礦基建礦井，在1070輔助運(yùn)輸大巷掘進(jìn)過程中，突發(fā)頂板切冒垮落事故。 冒頂沿工作面迎頭三次垮塌、長度累計達(dá)47m，高度12m左右，上寬局部達(dá)8m以上。冒落破碎煤巖體將巷道封堵嚴(yán)實，正在作業(yè)的11名礦工被堵壓在冒頂區(qū)內(nèi)。 多項搶險應(yīng)急方案實施后未果，最終采取短掏短支的方式，經(jīng)過43天施救、找到了11名遇難礦工尸體，事故搶救結(jié)束。 1.事故救治事故救治 接到報告后，國家煤礦安全監(jiān)察局、山西省委省政府、山西省煤礦安全監(jiān)察局、山西省煤炭工業(yè)局、山西省總工會、大同市委市政府等主要領(lǐng)導(dǎo)以及省市有關(guān)部門，迅速趕赴事故現(xiàn)場，

4、指導(dǎo)搶險救援工作。 搶險隊伍按照指揮部制定的3套方案、平行作業(yè)進(jìn)行施救。 一是從1070皮帶大巷過30米煤柱打斜巷、直接進(jìn)入垮塌區(qū)域救人；二是從1070皮帶大巷用3臺鉆機(jī)、不同角度施工5個鉆孔向垮塌區(qū)域送風(fēng)，送水、奶和食物，以及聯(lián)絡(luò)傳遞信息；三是從1070輔運(yùn)大巷垮塌區(qū)域外、恢復(fù)安裝機(jī)械掘掏支護(hù)煤巖體，正面直接救人。 2.救治結(jié)果救治結(jié)果 實施一方案掘進(jìn)的長實施一方案掘進(jìn)的長52.8米的救援通道，接近貫米的救援通道，接近貫通處大量粉狀煤巖傾瀉突下，掩埋了設(shè)備；在清通處大量粉狀煤巖傾瀉突下，掩埋了設(shè)備；在清放煤過程中，觀察垮落區(qū)冒落煤巖，斷續(xù)涌現(xiàn)放煤過程中，觀察垮落區(qū)冒落煤巖，斷續(xù)涌現(xiàn)CH4和和

5、CO，救援工作受阻放棄。，救援工作受阻放棄。 實施二方案于實施二方案于3月月29日日6時和時和22時打通救援時打通救援3個鉆個鉆孔，向垮落區(qū)壓入了新鮮空氣和飲料及食物，但孔，向垮落區(qū)壓入了新鮮空氣和飲料及食物，但對方?jīng)]有回應(yīng)。對方?jīng)]有回應(yīng)。 實施三方案雖然緩慢，但基本能夠保證日進(jìn)實施三方案雖然緩慢，但基本能夠保證日進(jìn)1米、米、短掏短支順利成巷。短掏短支順利成巷。 最終認(rèn)定：依三方案安全穩(wěn)妥加速推進(jìn)。最終認(rèn)定：依三方案安全穩(wěn)妥加速推進(jìn)。 為保證三方案順利實施，采用多項新技術(shù)、新材料，群策為保證三方案順利實施，采用多項新技術(shù)、新材料，群策群力、多管齊下、掏巷支護(hù)、安全救人。群力、多管齊下、掏巷支護(hù)

6、、安全救人。 從神華緊急調(diào)用自移式掩護(hù)支架，加快事故巷道在安全支從神華緊急調(diào)用自移式掩護(hù)支架，加快事故巷道在安全支護(hù)下快速排矸；護(hù)下快速排矸； 從煤科總院和山東濟(jì)寧調(diào)集聚氨酯新型高分子膠結(jié)材料馬從煤科總院和山東濟(jì)寧調(diào)集聚氨酯新型高分子膠結(jié)材料馬麗散、羅克休，對滿巷塌落的浮煤和冒頂上前方的煤巖體、進(jìn)行麗散、羅克休，對滿巷塌落的浮煤和冒頂上前方的煤巖體、進(jìn)行灌注固化充填，快速形成人工假頂；灌注固化充填，快速形成人工假頂； 使用使用2臺鉆機(jī)沿假頂鉆打直徑臺鉆機(jī)沿假頂鉆打直徑D89的排管，在排管下架設(shè)的排管，在排管下架設(shè)0.5米間距的米間距的U29拱形鋼棚，背幫剎頂補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)；拱形鋼棚，背幫剎頂補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)

7、； 使用使用2臺履帶式裝載設(shè)備在垮塌區(qū)域輪番清理巷道；臺履帶式裝載設(shè)備在垮塌區(qū)域輪番清理巷道； 使用鉆孔電視和光導(dǎo)纖維窺視儀，對事故區(qū)域周邊頂板進(jìn)使用鉆孔電視和光導(dǎo)纖維窺視儀，對事故區(qū)域周邊頂板進(jìn)行鉆孔和支護(hù)勘查測試；安裝行鉆孔和支護(hù)勘查測試；安裝12個頂板離層儀和個頂板離層儀和14個圍巖離層個圍巖離層監(jiān)測傳感器，并與井下通訊分站和地面調(diào)度室實現(xiàn)在線自動監(jiān)測；監(jiān)測傳感器，并與井下通訊分站和地面調(diào)度室實現(xiàn)在線自動監(jiān)測；同時抽派專人對現(xiàn)有巷道頂板及支護(hù)情況、進(jìn)行同時抽派專人對現(xiàn)有巷道頂板及支護(hù)情況、進(jìn)行24小時不間斷巡小時不間斷巡視觀測，防止搶險救治中發(fā)生次生事故。視觀測，防止搶險救治中發(fā)生次生事

8、故。 經(jīng)過不懈努力和科學(xué)施救，經(jīng)過不懈努力和科學(xué)施救， 至至5月月8日日22時時30分尋找到最后分尋找到最后一名礦工，搶險救災(zāi)結(jié)束。一名礦工，搶險救災(zāi)結(jié)束。 搶險方案實施圖示搶險方案實施圖示17搶險方案實施圖示搶險方案實施圖示搶險方案實施圖示搶險方案實施圖示三、事故原因三、事故原因 在搶救事故的同時，先后邀請了國內(nèi)煤炭行業(yè)科研院所、院士專家和有關(guān)企業(yè)技術(shù)人員深入現(xiàn)場就事故起因調(diào)研會診、分析論證，科學(xué)指導(dǎo)救治和制定下一步恢復(fù)建設(shè)措施方案。 在政府和安監(jiān)部門領(lǐng)導(dǎo)下，組成事故專家技術(shù)組和處理調(diào)查組對現(xiàn)場進(jìn)行勘查、取證。根據(jù)專家組對事故成因的分析鑒定，經(jīng)過查閱有關(guān)資料和事故搶險報告及尸檢報告，經(jīng)過廣泛

9、進(jìn)行事故搶險報告及尸檢報告，經(jīng)過廣泛進(jìn)行社會調(diào)查及詢問，查明了這起事故的經(jīng)過、原因、性質(zhì)和責(zé)任。1、原因分析、原因分析 1）地質(zhì)構(gòu)造對冒頂事故的影響）地質(zhì)構(gòu)造對冒頂事故的影響 （1）現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，煤層受構(gòu)造影響節(jié)理發(fā)育。）現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，煤層受構(gòu)造影響節(jié)理發(fā)育。 3-5#煤層發(fā)育有兩組節(jié)理，第一組節(jié)理走向煤層發(fā)育有兩組節(jié)理，第一組節(jié)理走向N45-50E，傾角，傾角70-80，節(jié)理間距介于，節(jié)理間距介于0.1-0.25米之間；第二組節(jié)理走向米之間；第二組節(jié)理走向N85-90E，傾角，傾角55-60，節(jié)理間距介于，節(jié)理間距介于0.15-0.25米。兩組節(jié)理在米。兩組節(jié)理在平面上呈平面上呈“X”狀，銳

10、角等分線方向為北東向。節(jié)理面平直發(fā)育。狀，銳角等分線方向為北東向。節(jié)理面平直發(fā)育。 （2）受后期構(gòu)造應(yīng)力影響，局部發(fā)生層間滑動和揉皺。）受后期構(gòu)造應(yīng)力影響，局部發(fā)生層間滑動和揉皺。 煤層內(nèi)局部可見沿層面具有揉皺和擦痕，呈餅狀揉皺體，表面煤層內(nèi)局部可見沿層面具有揉皺和擦痕，呈餅狀揉皺體，表面光滑。說明在主構(gòu)造應(yīng)力作用下，煤層內(nèi)局部曾發(fā)生過層間錯動，光滑。說明在主構(gòu)造應(yīng)力作用下，煤層內(nèi)局部曾發(fā)生過層間錯動，使部分煤體失去了完整性和連續(xù)性。使部分煤體失去了完整性和連續(xù)性。副平峒揭露副平峒揭露3-53-5# #煤層情況煤層情況水水平平傾傾斜斜層層理理煤層節(jié)理間隙1525cm,主節(jié)理間距1.01.2m,

11、節(jié)理傾角551m副平峒揭露副平峒揭露3-53-5# #煤層垂直節(jié)理情況煤層垂直節(jié)理情況垂直節(jié)理發(fā)育垂直節(jié)理發(fā)育0.50m說明這兩組節(jié)理的形成為古構(gòu)造應(yīng)力作用的產(chǎn)物。說明這兩組節(jié)理的形成為古構(gòu)造應(yīng)力作用的產(chǎn)物。（3）斷裂構(gòu)造促使煤層破碎加?。嗔褬?gòu)造促使煤層破碎加劇。 井田東南為口泉井田東南為口泉鵝毛口山前大斷裂，向北西方向鵝毛口山前大斷裂，向北西方向做壓扭性逆沖推覆，造成東南邊緣地層傾角變陡，直立、做壓扭性逆沖推覆，造成東南邊緣地層傾角變陡，直立、甚至局部倒轉(zhuǎn)。甚至局部倒轉(zhuǎn)。 井口北東部的老窯溝向斜和盤道背斜，與大斷裂相井口北東部的老窯溝向斜和盤道背斜，與大斷裂相交形成走向近于垂直的北西西向張

12、性兩組正斷層。造成交形成走向近于垂直的北西西向張性兩組正斷層。造成井田內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，有井田內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，有60多條正斷層，多條正斷層，3條逆斷層，條逆斷層，其中斷距在其中斷距在30m以上的斷層有以上的斷層有8條，對礦井的開拓和開條，對礦井的開拓和開采有一定影響。采有一定影響。 （4）火成巖侵蝕造成煤層整體承載力降低）火成巖侵蝕造成煤層整體承載力降低 。 35#合并層受火成巖侵蝕，上部6m左右發(fā)生變質(zhì)硅化。使煤層在垂向上由原單一正常煤層，發(fā)展成包含煌斑巖、硅化煤、混煤和正常煤等多種成份復(fù)雜結(jié)構(gòu)體。在古構(gòu)造應(yīng)力影響下，下部混煤疏滑松軟、性脆易碎、成碎塊或粉末狀，失去了完整性和連續(xù)性；受壓下層間

13、在滑動和揉皺作用下產(chǎn)生了滑動面，加上斷裂構(gòu)造影響形成了破碎帶，致使煤層整體承載能力下降，錨桿和錨索等支護(hù)構(gòu)件在煤體中錨固性能局部急劇惡化。變質(zhì)硅化煤變質(zhì)硅化煤1 12m2m混煤疏松、性脆易碎混煤疏松、性脆易碎混混煤煤層層厚厚 1m 2）特厚煤層全煤巷道圍巖破壞變形。）特厚煤層全煤巷道圍巖破壞變形。 3-5#煤層厚度1.63-29.21m，平均15.72m，屬特厚煤層，層間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)生節(jié)理裂隙發(fā)育。巷道沿底處在全煤巷道中掘進(jìn)，圍巖松軟破碎，局部地段特別破碎。煤層和巖層的不連續(xù)極易發(fā)生離層，巷道圍巖變形破壞范圍較大。 頂板突發(fā)斷裂和冒落。由于上部火成巖和構(gòu)造應(yīng)力影響，煤層特厚破碎、頂煤穩(wěn)定性差，

14、頂板容易發(fā)生斷裂，隨時可能催發(fā)大面積冒落。 巷幫片幫嚴(yán)重。巷道兩幫煤體特別破碎，多數(shù)地段發(fā)生嚴(yán)重片幫，形成明顯的倒梯形，寬度局部30%以上，控頂面積增加，巷道支護(hù)難度加大。 2、小煤礦采空區(qū)對事故的影響、小煤礦采空區(qū)對事故的影響 塔山煤礦主副平硐及周邊共有小煤礦12座，其中開采石炭系煤層的4座，開采侏羅系2座，停產(chǎn)關(guān)閉的6座。 市南郊區(qū)南廣峪煤礦在塔山煤礦建井前，曾在井田內(nèi)主副平硐附近，對3-5#煤層進(jìn)行了局部開采。據(jù)調(diào)查，其開采在煤層頂部，采高不過3米，采煤方法巷柱式，后因煤層著火于1999年封閉。 但在“3.28”事故搶險過程中，出現(xiàn)了以下情況： （1） 3月31日16時50分，1070膠

15、帶運(yùn)輸大巷向1070輔運(yùn)大巷事故區(qū)域、開掘救援斜巷在貫通點(diǎn)約7平方米的通道左上角，大量煤粉和滾磨圓滑的矸石混合物急泄涌下，涌泄物溫度達(dá)35-40度，貫通點(diǎn)處巷道內(nèi)溫度隨之升高。 （2）4月1日16時45分，貫通點(diǎn)處局部瓦斯?jié)舛冗_(dá)2.5%-4.0%；當(dāng)放煤進(jìn)行到21時25分時，距貫通點(diǎn)3米范圍內(nèi)，瓦斯?jié)舛瘸^10%；在距貫通點(diǎn)10米處，瓦斯?jié)舛冗_(dá)4.5%；在1070主運(yùn)大巷與救援斜巷相交巷口處，瓦斯?jié)舛冗_(dá)1.5%；但當(dāng)時未注意對CO濃度的測定。 （3）4月2日19時30分，在救援斜巷繼續(xù)進(jìn)行放煤救援工作時，貫通點(diǎn)處瓦斯?jié)舛冗_(dá)3.7%，CO濃度為45ppm；在放煤過程中，CO斷續(xù)出現(xiàn)，濃度在15-

16、45ppm之間。 以上現(xiàn)象說明，在1070輔運(yùn)大巷上方有小煤礦采空區(qū)和火區(qū)。1070輔運(yùn)大巷垮塌后與上方火區(qū)和采空區(qū)存在溝通關(guān)聯(lián)。 1070輔運(yùn)大巷垮塌后，冒落的頂煤將巷道空間全部充填，致使上部采空區(qū)的氣體不能下泄。當(dāng)1070主運(yùn)大巷與1070輔運(yùn)大巷掘進(jìn)頭之間的救援巷貫通后，在放落已冒落的過程中，突泄的大量煤粉和滾磨圓滑的矸石混合物經(jīng)現(xiàn)場勘驗，系小煤窯三輪車（甚至獸力車）長期碾壓的產(chǎn)物（見煤粉和矸石實物圖片）。 矸石混合物下泄形成了底層救援巷與上層采空區(qū)的通道，盡管救援巷采用的是壓入式通風(fēng)，但仍有上部采空區(qū)瓦斯和CO氣體的泄出。而從1070回風(fēng)大巷所打的救援通風(fēng)鉆孔管道，由于鉆孔管道處于回風(fēng)

17、大巷的負(fù)壓側(cè)，所抽出的氣體為采空區(qū)積聚下的氣體，其瓦斯和CO的濃度大大高于救援巷所測得的氣體濃度，進(jìn)一步說明了1070輔運(yùn)大巷上方采空區(qū)和火區(qū)的存在。上上 3. 斷面參數(shù)與支護(hù)條件有偏差。 礦井采用綜放采煤方法，為滿足設(shè)備運(yùn)輸和通風(fēng)及服務(wù)年限要求，1070三條大巷（皮帶、輔運(yùn)、回風(fēng)）和盤道進(jìn)風(fēng)聯(lián)巷等永久巷道，支護(hù)設(shè)計參數(shù)過分考慮時間空間因素，掘進(jìn)斷面較大，給巷道的支護(hù)（加固）增加了一定難度。 在在1070輔運(yùn)輔運(yùn)6.6*4米大斷面送巷情況下，組合巖梁在米大斷面送巷情況下，組合巖梁在松散塊體的條件下承載能力有限，必然產(chǎn)生變形、下沉、松散塊體的條件下承載能力有限，必然產(chǎn)生變形、下沉、離層的過程，而

18、承載組合梁上方的煤層或夾矸層亦為碎塊離層的過程，而承載組合梁上方的煤層或夾矸層亦為碎塊狀，隨組合梁的下沉而下沉，其載荷全部作用于組合梁上，狀，隨組合梁的下沉而下沉，其載荷全部作用于組合梁上，使得組合梁受力增大，達(dá)到強(qiáng)度極限時，產(chǎn)生垮塌，造成使得組合梁受力增大，達(dá)到強(qiáng)度極限時，產(chǎn)生垮塌，造成巷道煤頂局部瞬間冒落。巷道煤頂局部瞬間冒落。 通過現(xiàn)場勘查，從垮塌區(qū)向外有約通過現(xiàn)場勘查，從垮塌區(qū)向外有約180米的現(xiàn)有巷道頂幫米的現(xiàn)有巷道頂幫都未噴射混凝土，再向外的約都未噴射混凝土，再向外的約120米巷道對頂幫只是初噴。米巷道對頂幫只是初噴。從副平峒底到垮塌區(qū)從副平峒底到垮塌區(qū)447米的巷道兩幫，都沒按設(shè)

19、計要求米的巷道兩幫，都沒按設(shè)計要求砌筑砌筑400毫米厚片石墻。毫米厚片石墻。 4、傳統(tǒng)錨桿支護(hù)達(dá)不到支護(hù)效果。、傳統(tǒng)錨桿支護(hù)達(dá)不到支護(hù)效果。 礦井巷道設(shè)計采用常規(guī)、普通、傳統(tǒng)的錨桿支護(hù)形式。 針對現(xiàn)場實際設(shè)計的支護(hù)參數(shù)不盡合理；支護(hù)機(jī)具和設(shè)備材料的選擇存在問題；施工工藝比較落后；施工質(zhì)量管理沒有行之有效掌控方法；施工現(xiàn)場更沒有先進(jìn)合理的巷道支護(hù)效果監(jiān)測反饋手段。 這種被動的、低強(qiáng)度和低剛度的支護(hù)方式，不能有效發(fā)揮巷道圍巖的自身承載作用。雖然巷道支護(hù)和維修費(fèi)用很高，但不能有效控制圍巖變形，支護(hù)效果不理想，嚴(yán)重影響到巷道掘進(jìn)和使用安全。 5、現(xiàn)場監(jiān)管不到位。、現(xiàn)場監(jiān)管不到位。 3月27日夜班，宏遠(yuǎn)

20、公司連采一隊12名工人晚8點(diǎn)多開始陸續(xù)下井，為迎接28日全礦標(biāo)準(zhǔn)化驗收檢查，正常掘進(jìn)改為清理浮煤、維護(hù)巷幫。 據(jù)跟班干部（事故目擊人孟垂興）事故后回憶，3月27日21點(diǎn)多進(jìn)工作面后 ，他與礦安檢員到掘進(jìn)機(jī)附近查看了頂板情況，沒有異常就布置員工開始維護(hù)掘進(jìn)機(jī)前后巷幫。 隨后他在距工作面30米遠(yuǎn)的巷道內(nèi)整理水管和風(fēng)管，在沒有任何征兆的情況下，突然從工作面迎頭方向傳來沉悶的響聲和大量的粉塵。眨眼之間一片漆黑，發(fā)現(xiàn)巷道里頭垮頂了！時間約為零點(diǎn)40分左右！當(dāng)時垮塌范圍大概20米左右，巷道全部塌實，里頭11人沒見出來。 時隔兩個小時，即3月28日凌晨2時40分，局礦領(lǐng)導(dǎo)趕到現(xiàn)場觀察垮頂情況時，從里向外發(fā)生

21、第二次大面積坍塌，垮落長度約15米；搶險過程中，3月29日12時25分，發(fā)生第三次垮塌，又里向外垮塌約12米，垮落范圍三次共計約47米。 據(jù)查，開工前根本沒有實施“四位一體”全方位安全檢查，也沒有敲幫問頂和驗收上一班支護(hù)數(shù)質(zhì)量，更沒有檢驗測定錨桿錨索錨固力和拉拔力，更談不上依靠頂板離層監(jiān)測系統(tǒng)、報警提示頂板動態(tài)變化征兆。 結(jié)論：結(jié)論： 根據(jù)上述分析，造成塔山煤礦根據(jù)上述分析，造成塔山煤礦1070輔助運(yùn)輸大巷輔助運(yùn)輸大巷“3.28”頂板事故發(fā)生的主要原因是：頂板事故發(fā)生的主要原因是： 1070輔助運(yùn)輸大巷掘進(jìn)過程中，在特殊地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜煤輔助運(yùn)輸大巷掘進(jìn)過程中，在特殊地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜煤層結(jié)構(gòu)條件下，意

22、外地遇到小窯開采應(yīng)力集中區(qū)，致使現(xiàn)有層結(jié)構(gòu)條件下，意外地遇到小窯開采應(yīng)力集中區(qū)，致使現(xiàn)有支護(hù)不能完全滿足特殊條件下承載能力變化的需求，造成巷支護(hù)不能完全滿足特殊條件下承載能力變化的需求，造成巷道煤頂局部瞬間切冒垮落，釀成事故發(fā)生。道煤頂局部瞬間切冒垮落，釀成事故發(fā)生。 四、汲取教訓(xùn)四、汲取教訓(xùn) 1、礦井規(guī)劃設(shè)計方案必須周全，必須采用先進(jìn)的科學(xué)發(fā)展理念指導(dǎo)生產(chǎn)建設(shè)實踐。項目的研究和設(shè)計要具有全面性、系統(tǒng)性、針對性、實用性，要科學(xué)、有效、安全、可靠。 （集團(tuán)公司、礦領(lǐng)導(dǎo)、規(guī)劃設(shè)計技術(shù)部門負(fù)責(zé)人教訓(xùn)） 2、籌建大型礦井必須科技創(chuàng)新、技術(shù)引領(lǐng)。從規(guī)劃設(shè)計到開工建設(shè)，要緊緊依靠國家級專業(yè)設(shè)計院所和科研機(jī)

23、構(gòu)人員全過程、全方位謀劃研究、指導(dǎo)服務(wù)整個礦井的基建生產(chǎn)和安全運(yùn)營。 （集團(tuán)公司及礦技術(shù)負(fù)責(zé)人、規(guī)劃設(shè)計技術(shù)部門負(fù)責(zé)人、有關(guān)項目負(fù)責(zé)人教訓(xùn)） 3、設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)資料、尤其是地質(zhì)報告和災(zāi)害防治預(yù)測預(yù)報必須準(zhǔn)確。 （集團(tuán)公司及礦技術(shù)負(fù)責(zé)人、設(shè)計技術(shù)部門負(fù)責(zé)人、地測部門負(fù)責(zé)人教訓(xùn)） 4、巷道設(shè)計首先必須進(jìn)行巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)測試。包括地應(yīng)力測量、圍巖強(qiáng)度測量和圍巖結(jié)構(gòu)觀測，特殊地質(zhì)構(gòu)造和煤層結(jié)構(gòu)要專項分析測定。 （集團(tuán)公司及礦技術(shù)負(fù)責(zé)人、設(shè)計技術(shù)部門負(fù)責(zé)人、地測部門負(fù)責(zé)人教訓(xùn)） （1）采用現(xiàn)代力學(xué)理論進(jìn)行特厚破碎全煤巷道圍巖變形和破壞機(jī)理的理論分析，確定經(jīng)濟(jì)合理安全可行的巷道支護(hù)方式和支護(hù)材料。 （2）

24、采用有限差分?jǐn)?shù)值計算軟件，進(jìn)行巷道圍巖應(yīng)力、變形和破壞范圍計算，分析各種因素對巷道支護(hù)效果的影響。 （3）特厚破碎煤層全煤巷道支護(hù)材料必須進(jìn)行高強(qiáng)度、高剛度、高錨固的特殊專用適應(yīng)性研究設(shè)計。 5、施工工藝和施工機(jī)具設(shè)備必須優(yōu)選、合理配置；巷道礦壓顯現(xiàn)在線監(jiān)測必須裝備到位，實時運(yùn)行；必須制定頂板支護(hù)技術(shù)規(guī)范，定期和不定期進(jìn)行巷道支護(hù)效果檢驗評價。 （集團(tuán)公司及礦技術(shù)負(fù)責(zé)人、設(shè)計技術(shù)部門負(fù)責(zé)人、地測機(jī)電材料安監(jiān)調(diào)度部門負(fù)責(zé)人教訓(xùn)） 6、現(xiàn)場管理必須扎實到位。所有從事掘進(jìn)工作人員必須學(xué)習(xí)掌握“三大規(guī)程”，必須學(xué)會危險源辨識及應(yīng)急救援逃生?，F(xiàn)場開工前必須進(jìn)行“四位一體”檢查，嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，堅持

25、支護(hù)質(zhì)量檢測驗收制度。 （礦及基層管理人員、基層現(xiàn)場操作人員教訓(xùn)）式；上覆頂煤存在離層現(xiàn)象時如何支護(hù)巷道；均為全煤巷掘進(jìn)，因煤層松軟，層理節(jié)理發(fā)育，整體性差，隨掘隨垮，支護(hù)難度大，大同礦區(qū)沖擊地壓現(xiàn)狀1、突發(fā)性：無明顯前兆，沖擊時間短暫；2、多樣性：表現(xiàn)為煤爆、多數(shù)為煤層沖擊，也有頂板及地板沖擊；3、破壞性：造成大范圍煤壁片幫、頂板下沉、底鼓、支架折損、巷道堵塞、人員傷亡；4、復(fù)雜性：各種采煤方法均有發(fā)生；5、區(qū)域性：同家梁礦11層311盤區(qū)區(qū)內(nèi)發(fā)育四條斷層圈定范圍內(nèi)；忻州窯礦西部沖擊地壓明顯，東部較弱。六、塔山礦井煤層沖擊傾向性分析 五、防范措施五、防范措施 塔山煤礦是大同礦區(qū)開發(fā)石炭系煤層

26、第一個特大型礦井。在基本建設(shè)階段發(fā)生了重大頂板事故，損失巨大、教訓(xùn)深刻。 公司和煤礦積極配合政府相關(guān)部門，嚴(yán)肅認(rèn)真追查事故，全面總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，并對相關(guān)責(zé)任人依法依規(guī)進(jìn)行了嚴(yán)肅處理教育。舉一反三，接受教訓(xùn)，制定和采取了一系列必要可行地防范措施，保證今后不再發(fā)生類似事故。 1、首先做實地質(zhì)工作。根據(jù)地質(zhì)情況和煤層賦存的特殊性，在原地質(zhì)勘探的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)石炭系井田內(nèi)煤層的地質(zhì)補(bǔ)充勘探、工程鉆探（包括小窯采空區(qū)探測及特殊構(gòu)造探測等）和周邊小窯開采狀況調(diào)查工作。 2、 邀請煤科院進(jìn)行了全面系統(tǒng)的圍巖地質(zhì)力學(xué)測試，為巷道穩(wěn)定性分析和巷道支護(hù)設(shè)計提供了堅實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 3、配合天地科技公司進(jìn)行了深入細(xì)致的特

27、厚破碎圍巖巷道變形和破壞機(jī)理的理論分析，弄清了圍巖和支護(hù)的相互作用關(guān)系。最終確定火成巖侵入影響的特厚破碎全煤巷道應(yīng)采用高強(qiáng)度、高剛度錨桿錨索支護(hù)系統(tǒng)，實現(xiàn)一次支護(hù)就能有效控制圍巖變形與破壞，避免大量的巷道維修。 4、徹底改變石炭系火成巖侵入影響的特厚破碎煤層全煤巷道的支護(hù)方式，采用高強(qiáng)度、高剛度錨桿錨索支護(hù)系統(tǒng)，取代原有的低強(qiáng)度、低剛度錨桿錨索支護(hù)系統(tǒng)。根據(jù)礦井具體情況，研制開發(fā)了17.8mm的錯層注漿錨索及其配套附件，達(dá)到在火成巖侵入影響的變質(zhì)混煤賦存很不穩(wěn)定的特厚破碎煤層中，根據(jù)圍巖具體條件提高圍巖完整性確保巷道安全的基本目的。 5、在典型地點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的錨桿受力和錨索受力等方面的監(jiān)測，研

28、究了采場礦壓對特厚破碎煤層全煤巷道支護(hù)的影響狀況，評價了現(xiàn)有支護(hù)參數(shù)條件下巷道的穩(wěn)定程度和支護(hù)效果。 6、理論聯(lián)系實際?？蒲性O(shè)計成果與現(xiàn)場實際操作人員有效結(jié)合、聯(lián)合攻關(guān)。建立健全支護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及施工操作規(guī)范，加強(qiáng)錨桿支護(hù)技術(shù)培訓(xùn)，提高作業(yè)人員素質(zhì)。嚴(yán)格按設(shè)計和規(guī)程要求作業(yè)，確保支護(hù)系統(tǒng)安全實施、質(zhì)量可靠。 7、支護(hù)技術(shù)不斷配套完善。巷道支護(hù)形式確定，支護(hù)參數(shù)設(shè)計，支護(hù)材料選擇，工藝機(jī)具操作，安全技術(shù)措施，礦壓綜合監(jiān)測及現(xiàn)場檢驗監(jiān)管等要不斷更新完善和成龍配套。該初始設(shè)計實施于井下后，還應(yīng)得到礦壓監(jiān)測數(shù)據(jù)的驗證或根據(jù)礦壓監(jiān)測數(shù)據(jù)所反饋的信息進(jìn)行必要的修正，確保支護(hù)質(zhì)量萬無一失。1）頂板支護(hù)：）頂板支

29、護(hù)：錨桿形式和規(guī)格：桿體采用22# 左旋無縱筋螺紋鋼，長度為2400mm（1070輔助巷3000mm），桿尾螺紋為M24mm。托板：采用拱型高強(qiáng)度托板，托板規(guī)格為13013010mm。W形鋼帶規(guī)格：厚度為3mm，寬度為250mm，長度為2300mm和3300mm。鋼筋網(wǎng)片規(guī)格：采用鋼筋網(wǎng)片護(hù)頂，網(wǎng)片規(guī)格為23001200mm和 33001200mm。錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支樹脂藥卷，一支規(guī)格為K2335，另一支規(guī)格為Z2360。鉆孔直徑為28mm，錨固長度為1200mm。錨桿布置：錨桿排距為1000mm，間距為1000mm。錨桿角度：頂板錨桿安設(shè)角度為與巷道表面垂直。錨索：單根鋼絞線，

30、直徑為17.8mm，長度為8300mm，加長錨固，采用三支樹脂藥卷，一支規(guī)格為K2335，三支規(guī)格為Z2360，錨固長度為2500mm。然后灌注水泥漿進(jìn)行全長錨固，水泥標(biāo)號為525#，水灰比為0.5：1，最終注漿壓力為1.5-2.0MPa。錨索每3排2根，排距為3000mm，錨索頭部設(shè)有樹脂藥卷攪拌頭，尾部配有高強(qiáng)度錨具，配套金屬托板規(guī)格為3003001622mm。2）巷幫支護(hù)：）巷幫支護(hù)：錨桿形式和規(guī)格：桿體采用22#左旋無縱筋螺紋鋼，長度為2400mm，桿尾螺紋為M24mm。托板：采用拱型高強(qiáng)度托板，托板規(guī)格為13013010mm。W形鋼帶規(guī)格：厚度為3mm，寬度為250mm。鋼筋網(wǎng)片規(guī)格

31、：采用鋼筋網(wǎng)片護(hù)幫，網(wǎng)片規(guī)格為23001200mm。錨固方式：樹脂加長錨固，采用一支樹脂藥卷，規(guī)格為Z2360。鉆孔直徑為28mm，錨固長度為1000mm。錨桿布置：錨桿排距為1000mm，每排每幫3根錨桿，間距為1000mm。錨桿角度：靠近頂板的巷幫錨桿安設(shè)角度為與水平線成10。3）噴射混凝土）噴射混凝土 1070皮帶大巷、1070輔助運(yùn)輸大巷、1070回風(fēng)大巷和盤道進(jìn)風(fēng)聯(lián)巷均屬永久性巷道，服務(wù)年限很長，對全礦井開采的影響巨大。為了充分發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)作用，快速封閉巷道表面的節(jié)理裂隙，防止煤巖的風(fēng)化剝蝕，增加巷道表面強(qiáng)度，與圍巖一起形成共同的承載結(jié)構(gòu)，需要對其表面進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)。根據(jù)巷道圍

32、巖屬性、節(jié)理裂隙特別發(fā)育、使用特征和與錨桿支護(hù)的配合，設(shè)計1070皮帶大巷、1070輔助運(yùn)輸大巷、1070回風(fēng)大巷和盤道進(jìn)風(fēng)聯(lián)巷噴射混凝土的厚度均為100mm。 4）巷道礦壓觀測系統(tǒng)）巷道礦壓觀測系統(tǒng) 礦壓監(jiān)測設(shè)計 礦壓監(jiān)測是動態(tài)信息設(shè)計方法的核心內(nèi)容之一。通過監(jiān)測錨桿受力和巷道圍巖位移分布，就可比較全面地了解錨桿支護(hù)的工作狀態(tài)，進(jìn)而驗證或修改錨桿支護(hù)初始設(shè)計，并保證巷道的安全狀態(tài)。 礦壓監(jiān)測分為綜合監(jiān)測和日常監(jiān)測。前者的主要作用是驗證或修改初始設(shè)計，后者主要是為了保證巷道安全。在1070皮帶大巷、1070輔助運(yùn)輸大巷、1070回風(fēng)大巷和盤道進(jìn)風(fēng)聯(lián)巷中各安設(shè)2個測站，在2102工作面運(yùn)輸順槽和

33、5102工作面回風(fēng)順槽中各安設(shè)1個測站，六條巷道共安設(shè)10個測站。每個測站包括兩個巷道表面位移監(jiān)測斷面，一個頂板離層監(jiān)測斷面，一個錨桿受力監(jiān)測斷面和兩個錨索受力監(jiān)測斷面。 5) 破碎段支護(hù)：破碎段支護(hù)： 在 正常段支護(hù)的 基礎(chǔ)上大巷增加U29金屬棚支護(hù)，順槽增加11#工字鋼棚支護(hù)。 6）峒室支護(hù)）峒室支護(hù) 采用砌碹支護(hù)。10029001010023002010000300156600螺紋鋼錨桿22-M24-3000錨索17.8-10300-1六、實施效果六、實施效果 從2005年7月至今，塔山煤礦應(yīng)用煤科院天地科技公司火成巖侵入影響的特厚破碎煤層全煤巷道支護(hù)技術(shù)研究設(shè)計成果，施工掘進(jìn)的16萬多

34、米巷道質(zhì)量達(dá)標(biāo)、安全可靠。 現(xiàn)場施工除首采面順槽兩幫的護(hù)幫錨桿實際使用的是原設(shè)計181700mm，其他巷道基本按照天地公司設(shè)計的支護(hù)方案施工。在井下施工實踐中，通過錨桿拉拔和錨索拉拔對支護(hù)質(zhì)量進(jìn)行檢測，并對破碎地段進(jìn)行了頂板窺視和安裝了頂板離層在線監(jiān)控系統(tǒng)。 通過多年實踐證明，目前的支護(hù)形式是可靠的，有效地保障了塔山石炭系超厚破碎煤層巷道安全掘進(jìn)。 從現(xiàn)場施工看，由于支護(hù)工作量較大，大巷施工日進(jìn)度7米/日左右，與礦井高效需求和采掘接續(xù)稍有差距，但安全有效掘進(jìn)實現(xiàn)了。今后需要解決如何實現(xiàn)支護(hù)方式和快速掘進(jìn)的良好契合。 強(qiáng)力錨桿錨索支護(hù)狀況強(qiáng)力錨桿錨索支護(hù)狀況 1070輔運(yùn)巷現(xiàn)狀 “ 3.28”3

35、.28”事故后，塔山煤礦痛定思痛、汲取教訓(xùn)、知恥后勇、事故后，塔山煤礦痛定思痛、汲取教訓(xùn)、知恥后勇、奮起直追。多年來狠抓安全工作的實踐證明，造成事故的原因不外奮起直追。多年來狠抓安全工作的實踐證明，造成事故的原因不外乎三個：一是人的不安全行為，二是物的不安全狀態(tài)，三是管理上乎三個：一是人的不安全行為，二是物的不安全狀態(tài)，三是管理上的缺陷。這三個方面的問題歸根到底是人的問題。因為人的不安全的缺陷。這三個方面的問題歸根到底是人的問題。因為人的不安全行為是人的安全意識不強(qiáng)所致；物的不安全狀態(tài)表面看與人無關(guān)，行為是人的安全意識不強(qiáng)所致；物的不安全狀態(tài)表面看與人無關(guān)，其實大多也是由人的行為造成的。其實大多也是由人的行為造成的。 因此，安全工作必須堅持以人為本的思想。堅持以人為本是一因此，安全工作必須堅持以人為