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1、保德煤矿81304综放面压死支架事故 一、工程概况地质条件81304综放面长266m，走向长2629m，煤厚平均6.3m，煤层倾角为37，工作面煤层底板标高724781m，地面标高9111131m，上覆基岩厚170250m，松散层厚0141m。通过钻孔柱状分析，切眼至回顺及胶顺的11861518m段发育有古河流冲刷带，煤层上部无直接顶，直接为9m以上的含砾粗砂岩老顶；在非冲刷区直接顶为砂质泥岩，厚度在04.8m，老顶为粗粒砂岩，厚932m。整个工作面地表地形切割较为严重，沟壑发育，工作面盖山厚180250m（松散层厚020m）。81304综放面岩性见下表：表1 81304综放面顶底板岩性表煤层
2、顶底板情况 顶、底板 岩石名称 厚度(m) 岩 性 特 征老 顶 粗砂岩 932 灰白色，成份以石英、长石为主，含岩屑及暗色矿物，砾径36mm。直接顶 砂质泥岩（冲刷段无） 04.8 以深灰色砂质泥岩为主，砂泥质结构，块状构造，夹粉砂岩条带。煤层 气煤 3.79.2 二叠纪煤炭直接底 粉砂岩、粗砂岩 0.77.9 灰色，水平纹理，层面可见黑云母片及暗色矿物。表2 冲刷带与正常区域的顶板结构比较比较 冲刷带 正常区域 差异范围 均厚 范围 均厚直接顶厚 03.92 1.69 08.13 4.54 -2.58基本顶厚 4.8112.14 8.73 4.388.17 6.69 2.04表1 8130
3、4综放面附近钻孔SK44（正常段）、SK31（冲刷段）煤层综合柱状图主要设备配套情况81304综放面中部架选用北京煤机厂生产的ZFY10200/25/42D型支架，共计157台，支护强度为1.081.11MPa；排头支架型号为ZFP9800/26/41D，支护强度为0.981.02MPa；顺槽端头支架型号为ZYT27600/23/40，支护强度为0.78MPa。采煤机为美国久益公司生产的7LS6C型采煤机，生产能力4000t/h，总装机功率2020kW。前后运输机采用张家口煤机厂生产的SGZ型运输机，能力各为2500t/h，顺槽转载机及破碎机均由张家口煤机厂生产。81304综放面总装机功率82
4、25kw，总吨重6887吨。表3 81304综放面主要设备配套明细表序号 设备材料名称 设备型号及规格 单位 数量 备 注1 双滚筒采煤机 7LS6C-LWS638 台 1 3300V2 可弯曲刮板输送机 SGZ1000/2000 台 2 前后刮板3 液压支架 ZFY10200/25/42D 架 1574 转载机 SZZ1200/525 台 15 破碎机 PCM400 台 16 可伸缩胶带输送机 DSJ140/300/3500 部 17 乳化液泵站 K35055M 组 1 四泵两箱8 喷雾泵站 K16065M 套 1 三泵一箱（三）巷道支护情况巷道顶板采用“钢筋骨架网+锚杆+锚索” 联合支护，
5、巷道规格、支护形式见表4，顶板破碎段采用“钢筋骨架网+锚杆+锚索+11#矿用工字钢梁”联合支护。表4 81304综放面巷道支护巷 道 名 称 长（m） 宽高（m） 支护形式81304胶运顺槽 2629 5.03.6 锚索+锚杆+钢筋骨架网81304一号回风顺槽 2629 5.03.6 锚索+钢带+锚杆+金属网81304二号回风顺槽 2629 5.03.6 锚索+钢带+锚杆+金属网81305一号回风顺槽 2629 5.03.6 锚索+锚杆+钢筋骨架网81305二号回风顺槽 2629 5.03.6 锚索+锚杆+钢筋骨架网切眼正常段 224 8.83.6 锚索+锚杆+钢筋骨架网切眼机头段 10 10
6、.33.6 锚索+锚杆+钢筋骨架网切眼机窝段 22 10.33.6 锚索+锚杆+钢筋骨架网切眼机尾段 10 10.33.6 锚索+锚杆+钢筋骨架网主回撤通道 267 5.63.8 锚索+锚杆+钢筋骨架网+W钢带辅回撤通道 267 5.03.6 锚索+锚杆+钢筋骨架网二、事故经过及造成的损失事故经过1、压架过程第一次压架：2011年10月9日中班23:30，81304综放面推进至1648m，采煤机从机头割煤至65#架时，工作面由于周期来压显现强烈，顶板较破碎，致使6880#架架前漏矸，漏顶高度达3m，在处理漏矸过程中，6165#架顶板压力大，安全阀全部开启，至10月10日夜班4:30立柱被压死,
7、接近无行程（5小时）。造成的损失影响81304综放面正常生产达20天，累计更换立柱58根，压力表80个，安全阀90个。更换设备配件费用约500万元，财产损失约2000万元。三、事故原因分析直接原因1、顶板压力大：81304综放面顶板无直接顶，在冲刷冲刷带内回采，顶底板岩性变化较大。81304综放面推进至1648m时，周期来压，安全阀正常开启，81304综放面中下部（5090#）压力显现均较强烈，生产时大部分时间安全阀处在400bar以上或开启状态，在一个生产班内支架立柱最大下缩行程达500mm。2、支架工作阻力偏小同时支架状态不佳。由于81304综放面遇冲刷且顶板破碎，根据综采工作面压力计算的
8、经验公式，如按8倍系数支架阻力应达到11500kN12500kN，81304综放面使用的10200kN的支架阻力偏小。同时81304综放面自生产以来，支架始终处于带病运行状态，主要存在立柱自泄、防尘圈渗液、安全阀损坏等现象，至2011年11月1日，累计更换立柱58根，压力表80个，安全阀90个，挪动支架配液块、控制主阀100个、更换四连杆销子6个等。间接原因矿井未对81304综放面第一次支架压死引起足够重视，设备维修与检修质量不到位，在关键时刻系统不能及时启动等原因从而做不到快速推进。（三）主要原因81304综放面受古河床冲刷与上覆岩层压力作用，煤系地层内裂隙发育，工作面煤层厚度薄。导致顶煤厚
9、度薄，上覆基岩层厚度厚，顶板岩性坚硬，矿压显现较强烈，是造成此次支架压死事故的主要原因。四、采取的防治措施及取得的效果采取防治措施通过最新的矿压观测得出周期来压数据，结合工作面采场条件及设备实际情况，为保证工作面顺利通过高压区及顶板破碎带，采取了以下具体措施。1、矿成立81304综放面专业的矿压观测组，每班安排专人观察、记录矿压数据，及时准确掌握81304综放面矿压规律，确保在周期来压前后的快速推进。（1）根据保德矿81304综放面，发生的压架事故情况，在81304工作面压架频繁发生的区域，选择53#、61#、62#、67#、68#支架等关键位置，安设支架压力监测仪器，同时兼顾机头部30#支架
10、和机尾部120#、121#支架，实施中部、上下部不同区域的矿压显现监测，具体观测仪器的布置情况。（2）工作面周期来压强度参数规律性分析依据实际矿压观测的成果，整理出支架下腔压强的结果如表4，由表4可见，81304综放工作面观测期间，支架初撑均值变化在20.125.1MPa，总均值为22.81MPa，仅为支架设定初撑出口压强（31.5MPa）的72.4%，初撑压强达不到要求；末阻均值变化在29.638.9MPa，总平均值为34.4MPa，比额定初撑阻力高10%左右；周期来压期间，最大工作阻力为45.251.3MPa，均值为48.68MPa，为设定额定工作阻力（49.5MPa）的98%。表5： 8
11、1304综放面矿压显现强度实测结果支架编号 初撑均值 末阻均值 pm/p0 周期来压 来压系数 最大阻力30# 24.4 33.6 1.38 45.8 1.3653# 21.8 33.6 1.54 50.2 1.4959# 21.3 38.9 1.83 51.3 1.3263# 25.1 36.2 1.44 48.8 1.3566# 22.8 33.7 1.48 49.1 1.4667# 23.2 38.5 1.66 51 1.32122# 20.1 29.6 1.47 48 1.62125# 23.8 31.3 1.32 45.2 1.44均值 22.8125 34.425 1.51 48.
12、675 1.41同时由末阻力与初阻力比值分析,由81304综放面矿压监测分析结果可知，整个监测期间，末阻力与初阻力的比值变化在1.31.8，总平均比值为1.51。宏观观测结果表明，应该提高支架的初撑力，缩小末初阻力比，使其满足1.25的比值，以达到良好的综放采场顶板安全控制的效果。而 81304综放面周期来压系数变化在1.31.6之间，平均来压系数为1.41，可见周期来压显现强度显著。2、加强81304综放面周期压后工作面设备的重点维护与检修。（1）将工作面中部40120#支架安全阀开启额定压力由45Mpa调高到49Mpa，并设防蹦护罩，同时对立柱中缸、各种密封等支架薄弱环节重点监护管理。（2
13、）工作面过周期压后及时更换工作面压损的支架后四连杆销轴、立柱、平衡油缸、各种密封、液压管路和立柱液压锁、压力传感器等配件。（3）保证乳化液泵正常运转，乳化液泵出口压力达到31.5MPa。（4）对采面设备，尤其是支架及三机在采面周期来压时做到快速推进，在来压后进行重点维护、检修。加强工作面日常设备点检、维护、保养、严格制定责任人包机制度并落实到位，主要重点是支架各部件、液压系统、采面三机等。3、加强采面工程质量管理，掌握好割煤层位，顶、底板割平整，严禁留设台阶，在保证采高的情况下及时追机拉架，同时最大限度保证支架的初撑力。每刀调整支架架型，支架接顶平、严、实，保证支架切顶线在一条直线上，使支架能
14、起到切顶作用且受力合理。4、建议厂家对现有支架存在的问题（如电液控制主阀、管路、配液块等安设位置）进行合理调整、修改，在保证支架处于最佳工作状态的同时对本套支架进行现场评估，在确保安全的前提下，发挥支架的最大支护效能。5、及时与科研单位对保德煤矿81304综放面参数、工艺及矿压等进行咨询与研究，为本工作面及深部区综放开采提供技术支持。取得的效果通过一系列的措施，81304综放面顺利通过高压区及顶板破碎带。从81304综放面支架状况及受力看，正常段支架压力非常大，同时考虑三盘区越往下压力越来越大，通过对相邻深部区工作面顺槽多次探顶研究及81304综放面矿压实测数据的额定阻力预测PT1.24MPa
15、，关键层控制理论确定PT1.35MPa。最终根据关键层理论确定81305综放面支架的合理支护强度为PT1.35MPa。五、事故经验教训事故处理经验1、对进入深部区及遇到特殊地质构造段时，要深入分析设备、工艺及地质条件相互影响关系，从而确定设备选型及工艺选择。2、工作面过高压区及顶板破碎带，要成立以矿长为首的采面事故快速反应应急小组，从现场指挥、设备及运转系统的维护与检修、技术指导、现场事故处理等责成专人负责进行重点、及时跟踪监督与督办，并对工作情况进行问责。3、加强矿压观测，加快周期来压时采面的快速推进。成立专业的矿压观测组，对采面矿压进行分析。及时准确掌握采面矿压规律，大型检修计划避开工作面周期来压，过周期来压后加强设备检修力度，确保在周期来压前后的快速推进。事故教训1、随着工作面逐个延伸至深部区，
