石炭系煤层顶板事故典型案例(塔山煤矿3.28顶板事故)PPT课件下载推荐.ppt

石炭系煤层顶板事故典型案例(塔山煤矿3.28顶板事故)PPT课件下载推荐.ppt

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五、大同矿区冲击地压现状2005年3月28日凌晨零时40分，山西大同矿区同煤大唐塔山煤矿基建矿井，在1070辅助运输大巷掘进过程中，突发顶板切冒垮落事故。

冒顶沿工作面迎头三次垮塌、长度累计达47m，高度12m左右，上宽局部达8m以上。

多项抢险应急方案实施后未果，最终采取短掏短支的方式，经过43天施救、找到了11名遇难矿工尸体，事故抢救结束。

1.事故救治事故救治接到报告后，国家煤矿安全监察局、山西省委省政府、山西省煤矿安全监察局、山西省煤炭工业局、山西省总工会、大同市委市政府等主要领导以及省市有关部门，迅速赶赴事故现场，指导抢险救援工作。

抢险队伍按照指挥部制定的3套方案、平行作业进行施救。

一是从1070皮带大巷过30米煤柱打斜巷、直接进入垮塌区域救人；

二是从1070皮带大巷用3台钻机、不同角度施工5个钻孔向垮塌区域送风，送水、奶和食物，以及联络传递信息；

三是从1070辅运大巷垮塌区域外、恢复安装机械掘掏支护煤岩体，正面直接救人。

2.救治结果救治结果实施一方案掘进的长实施一方案掘进的长52.8米的救援通道，接近贯米的救援通道，接近贯通处大量粉状煤岩倾泻突下，掩埋了设备；

在清通处大量粉状煤岩倾泻突下，掩埋了设备；

在清放煤过程中，观察垮落区冒落煤岩，断续涌现放煤过程中，观察垮落区冒落煤岩，断续涌现CH4和和CO，救援工作受阻放弃。

，救援工作受阻放弃。

实施二方案于实施二方案于3月月29日日6时和时和22时打通救援时打通救援3个钻个钻孔，向垮落区压入了新鲜空气和饮料及食物，但孔，向垮落区压入了新鲜空气和饮料及食物，但对方没有回应。

对方没有回应。

实施三方案虽然缓慢，但基本能够保证日进实施三方案虽然缓慢，但基本能够保证日进1米、米、短掏短支顺利成巷。

短掏短支顺利成巷。

最终认定：

依三方案安全稳妥加速推进。

为保证三方案顺利实施，采用多项新技术、新材料，群策为保证三方案顺利实施，采用多项新技术、新材料，群策群力、多管齐下、掏巷支护、安全救人。

群力、多管齐下、掏巷支护、安全救人。

从神华紧急调用自移式掩护支架，加快事故巷道在安全支从神华紧急调用自移式掩护支架，加快事故巷道在安全支护下快速排矸；

护下快速排矸；

从煤科总院和山东济宁调集聚氨酯新型高分子胶结材料马从煤科总院和山东济宁调集聚氨酯新型高分子胶结材料马丽散、罗克休，对满巷塌落的浮煤和冒顶上前方的煤岩体、进行丽散、罗克休，对满巷塌落的浮煤和冒顶上前方的煤岩体、进行灌注固化充填，快速形成人工假顶；

灌注固化充填，快速形成人工假顶；

使用使用2台钻机沿假顶钻打直径台钻机沿假顶钻打直径D89的排管，在排管下架设的排管，在排管下架设0.5米间距的米间距的U29拱形钢棚，背帮刹顶补强支护；

拱形钢棚，背帮刹顶补强支护；

使用使用2台履带式装载设备在垮塌区域轮番清理巷道；

台履带式装载设备在垮塌区域轮番清理巷道；

使用钻孔电视和光导纤维窥视仪，对事故区域周边顶板进行使用钻孔电视和光导纤维窥视仪，对事故区域周边顶板进行钻孔和支护勘查测试；

安装钻孔和支护勘查测试；

安装12个顶板离层仪和个顶板离层仪和14个围岩离层监测个围岩离层监测传感器，并与井下通讯分站和地面调度室实现在线自动监测；

同传感器，并与井下通讯分站和地面调度室实现在线自动监测；

同时抽派专人对现有巷道顶板及支护情况、进行时抽派专人对现有巷道顶板及支护情况、进行24小时不间断巡视小时不间断巡视观测，防止抢险救治中发生次生事故。

观测，防止抢险救治中发生次生事故。

经过不懈努力和科学施救，经过不懈努力和科学施救，至至5月月8日日22时时30分寻找到最后分寻找到最后一名矿工，抢险救灾结束。

一名矿工，抢险救灾结束。

抢险方案实施图示抢险方案实施图示履带行走式液压支架履带行走式液压支架履带行走式液压支架履带行走式液压支架17煤矿顶板动态监测系统煤矿顶板动态监测系统抢险方案实施图示抢险方案实施图示抢险方案实施图示抢险方案实施图示三、事故原因三、事故原因在抢救事故的同时，先后邀请了国内煤炭行业科研院所、院士专家和有关企业技术人员深入现场就事故起因调研会诊、分析论证，科学指导救治和制定下一步恢复建设措施方案。

在政府和安监部门领导下，组成事故专家技术组和处理调查组对现场进行勘查、取证。

根据专家组对事故成因的分析鉴定，经过查阅有关资料和事故抢险报告及尸检报告，经过广泛进行事故抢险报告及尸检报告，经过广泛进行社会调查及询问，查明了这起事故的经过、原因、性质和责任。

1、原因分析、原因分析1）地质构造对冒顶事故的影响）地质构造对冒顶事故的影响

（1）现场勘查发现，煤层受构造影响节理发育。

）现场勘查发现，煤层受构造影响节理发育。

3-5#煤层发育有两组节理，第一组节理走向煤层发育有两组节理，第一组节理走向N45-50E，倾角，倾角70-80，节理间距介于，节理间距介于0.1-0.25米之间；

第二组节理走向米之间；

第二组节理走向N85-90E，倾角，倾角55-60，节理间距介于，节理间距介于0.15-0.25米。

两组节理在平面上呈米。

两组节理在平面上呈“X”状，锐角等分线方向为北东向。

节理面平直发育。

状，锐角等分线方向为北东向。

（2）受后期构造应力影响，局部发生层间滑动和揉皱。

）受后期构造应力影响，局部发生层间滑动和揉皱。

煤层内局部可见沿层面具有揉皱和擦痕，呈饼状揉皱体，表面光煤层内局部可见沿层面具有揉皱和擦痕，呈饼状揉皱体，表面光滑。

说明在主构造应力作用下，煤层内局部曾发生过层间错动，滑。

说明在主构造应力作用下，煤层内局部曾发生过层间错动，使部分煤体失去了完整性和连续性。

使部分煤体失去了完整性和连续性。

副平峒揭露副平峒揭露3-53-5#煤层情况煤层情况水水平平倾倾斜斜层层理理煤层节理间隙1525cm,主节理间距1.01.2m,节理倾角551m副平峒揭露副平峒揭露3-53-5#煤层垂直节理情况煤层垂直节理情况垂直节理发育垂直节理发育0.50m说明这两组节理的形成为古构造应力作用的产物。

说明这两组节理的形成为古构造应力作用的产物。

（3）断裂构造促使煤层破碎加剧）断裂构造促使煤层破碎加剧。

井田东南为口泉井田东南为口泉鹅毛口山前大断裂，向北西方向鹅毛口山前大断裂，向北西方向做压扭性逆冲推覆，造成东南边缘地层倾角变陡，直立、做压扭性逆冲推覆，造成东南边缘地层倾角变陡，直立、甚至局部倒转。

甚至局部倒转。

井口北东部的老窑沟向斜和盘道背斜，与大断裂相井口北东部的老窑沟向斜和盘道背斜，与大断裂相交形成走向近于垂直的北西西向张性两组正断层。

造成交形成走向近于垂直的北西西向张性两组正断层。

造成井田内断裂构造发育，有井田内断裂构造发育，有60多条正断层，多条正断层，3条逆断层，条逆断层，其中断距在其中断距在30m以上的断层有以上的断层有8条，对矿井的开拓和开条，对矿井的开拓和开采有一定影响。

采有一定影响。

（4）火成岩侵蚀造成煤层整体承载力降低）火成岩侵蚀造成煤层整体承载力降低。

35#合并层受火成岩侵蚀，上部6m左右发生变质硅化。

使煤层在垂向上由原单一正常煤层，发展成包含煌斑岩、硅化煤、混煤和正常煤等多种成份复杂结构体。

在古构造应力影响下，下部混煤疏滑松软、性脆易碎、成碎块或粉末状，失去了完整性和连续性；

受压下层间在滑动和揉皱作用下产生了滑动面，加上断裂构造影响形成了破碎带，致使煤层整体承载能力下降，锚杆和锚索等支护构件在煤体中锚固性能局部急剧恶化。

变质硅化煤变质硅化煤112m2m混煤疏松、性脆易碎混煤疏松、性脆易碎混混煤煤层层厚厚1m2）特厚煤层全煤巷道围岩破坏变形。

）特厚煤层全煤巷道围岩破坏变形。

3-5#煤层厚度1.63-29.21m，平均15.72m，属特厚煤层，层间结构复杂，内生节理裂隙发育。

巷道沿底处在全煤巷道中掘进，围岩松软破碎，局部地段特别破碎。

煤层和岩层的不连续极易发生离层，巷道围岩变形破坏范围较大。

顶板突发断裂和冒落。

由于上部火成岩和构造应力影响，煤层特厚破碎、顶煤稳定性差，顶板容易发生断裂，随时可能催发大面积冒落。

巷帮片帮严重。

巷道两帮煤体特别破碎，多数地段发生严重片帮，形成明显的倒梯形，宽度局部30%以上，控顶面积增加，巷道支护难度加大。

2、小煤矿采空区对事故的影响、小煤矿采空区对事故的影响塔山煤矿主副平硐及周边共有小煤矿12座，其中开采石炭系煤层的4座，开采侏罗系2座，停产关闭的6座。

市南郊区南广峪煤矿在塔山煤矿建井前，曾在井田内主副平硐附近，对3-5#煤层进行了局部开采。

据调查，其开采在煤层顶部，采高不过3米，采煤方法巷柱式，后因煤层着火于1999年封闭。

但在“3.28”事故抢险过程中，出现了以下情况：

（1）3月31日16时50分，1070胶带运输大巷向1070辅运大巷事故区域、开掘救援斜巷在贯通点约7平方米的通道左上角，大量煤粉和滚磨圆滑的矸石混合物急泄涌下，涌泄物温度达35-40度，贯通点处巷道内温度随之升高。

（2）4月1日16时45分，贯通点处局部瓦斯浓度达2.5%-4.0%；

当放煤进行到21时25分时，距贯通点3米范围内，瓦斯浓度超过10%；

在距贯通点10米处，瓦斯浓度达4.5%；

在1070主运大巷与救援斜巷相交巷口处，瓦斯浓度达1.5%；

但当时未注意对CO浓度的测定。

（3）4月2日19时30分，在救援斜巷继续进行放煤救援工作时，贯通点处瓦斯浓度达3.7%，CO浓度为45ppm；

在放煤过程中，CO断续出现，浓度在15-45ppm之间。

以上现象说明，在1070辅运大巷上方有小煤矿采空区和火区。

1070辅运大巷垮塌后与上方火区和采空区存在沟通关联。

1070辅运大巷垮塌后，冒落的顶煤将巷道空间全部充填，致使上部采空区的气体不能下泄。

当1070主运大巷与1070辅运大巷掘进头之间的救援巷贯通后，在放落已冒落的过程中，突泄的大量煤粉和滚磨圆滑的矸石混合物经现场勘验，系小煤窑三轮车（甚至兽力车）长期碾压的产物（见煤粉和矸石实物图片）。

矸石混合物下泄形成了底层救援巷与上层采空区的通道，尽管救援巷采用的是压入式通风，但仍有上部采空区瓦斯和CO气体的泄出。

而从1070回风大巷所打的救援通风钻孔管道，由于钻孔管道处于回风大巷的负压侧，所抽出的气体为采空区积聚下的气体，其瓦斯和CO的浓度大大高于救援巷所测得的气体浓度，进一步说明了1070辅运大巷上方采空区和火区的存在。

上上3.断面参数与支护条件有偏差。

矿井采用综放采煤方法，为满足设备运输和通风及服务年限要求，1070三条大巷（皮带、辅运、回风