保德煤矿81304综放面压死支架事故Word文件下载.docx

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表181304综放面顶底板岩性表

煤层顶底板情况顶、底板岩石名称厚度（m）岩性特征

老顶粗砂岩9～32灰白色，成份以石英、长石为主，含岩屑及暗色矿物，砾径3～6mm。

直接顶砂质泥岩

（冲刷段无）0～4.8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3.7～9.2二叠纪煤炭

直接底粉砂岩、粗砂岩0.7～7.9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0～3.921.690～8.134.54-2.58

基本顶厚4.81～12.148.734.38～8.176.692.04

表181304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1.08～1.11MPa；

排头支架型号为ZFP9800/26/41D，支护强度为0.98～1.02MPa；

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8225kw，总吨重6887吨。

表381304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13300V

2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157

4转载机SZZ1200/525台1

5破碎机PCM400台1

6可伸缩胶带输送机DSJ140/300/3×

500部1

7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，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481304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26295.0×

3.6锚索+锚杆+钢筋骨架网

81304一号回风顺槽26295.0×

3.6锚索+钢带+锚杆+金属网

81304二号回风顺槽26295.0×

81305一号回风顺槽26295.0×

81305二号回风顺槽26295.0×

切眼正常段2248.8×

切眼机头段1010.3×

切眼机窝段2210.3×

切眼机尾段1010.3×

主回撤通道2675.6×

3.8锚索+锚杆+钢筋骨架网+W钢带

辅回撤通道2675.0×

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68～80#架架前漏矸，漏顶高度达3m，在处理漏矸过程中，61～65#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,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（50～90#）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经验公式，如按8倍系数支架阻力应达到11500kN～12500kN，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20.1～25.1MPa，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29.6～38.9MPa，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45.2～51.3MPa，均值为48.68MPa，为设定额定工作阻力（49.5MPa）的98%。

表5：

81304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#24.433.61.3845.81.36

53#21.833.61.5450.21.49

59#21.338.91.8351.31.32

63#25.136.21.4448.81.35

66#22.833.71.4849.11.46

67#23.238.51.66511.32

122#20.129.61.47481.62

125#23.831.31.3245.21.44

均值22.812534.4251.5148.6751.41

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1.3～1.8，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1.3～1.6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40～120#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）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PT≥1.24MPa，关键层控制理论确定PT≥1.35MPa。

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PT≥1.35MPa。

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