大柳塔煤矿52304综采面末采冒顶事故.docx
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大柳塔煤矿52304综采面末采冒顶事故
大柳塔煤矿52304综采面末采冒顶事故
一、工程概况
工作面概况
工作面推进长度4547m，工作面长度301m，煤厚6.6～7.3m，平均6.9m。
末采200m范围，煤层埋深254～275m。
顶底板情况
52304工作面顶底板情况如表1所示。
表1煤层顶底板情况表
顶、底板名称岩石名称厚度/m岩性特征
老顶粉砂岩5.2～28.3灰色，含完整植物化石，波状层理。
直接顶粉砂岩0～1.9灰色，含植物化石，波状层理，泥质胶结。
伪顶泥岩0～0.25灰色、灰褐色，水平层理发育。
直接底粉砂岩0.8～5.6灰色，泥质胶结，水平层理发育，局部有泥岩、细砂岩薄层发育。
（三）工作面设备配套情况
支架：
郑煤ZY16800/32/70D液压支架，支护高度3.2～7m，工作阻力16800kN
煤机：
JOY－7LS8，采高3.5～7m
刮板运输机：
DBT—3×1600kw
转载机：
DBT700kw
破碎机：
DBT700kw
（四）工作面矿压情况
初次来压：
步距为73.3m。
周期来压：
最小步距12.8m，最大步距27.2m，平均来压步距18.5m。
二、事故经过及造成的损失
事故经过
2013年3月7日4:
30分，52304综采工作面推进至距离回撤通道17m，支架增阻明显，但顶板整体完好，工作面平均采高5.9m，具备挂网条件，开始停机挂网。
由于挂网过程及随后的割煤过程中受到较多影响，至3月9日18:
00点，工作面共割煤2刀60架，因工作面压力大和推进速度慢，造成了38～108#架支架活柱行程下降了约1.5m，煤机无法通过。
工作面压死及冒顶经过如表1所示，压死后支架活柱下缩量如表2所示，平衡油缸活塞杆伸出量如表3所示。
表252304工作面支架压死及冒顶经过
日期时间工作面情况
3月7日4：
30工作面顶板整体完好，支架增阻明显，平均采高5.9m，具备挂网条件，决定停机挂网
4：
30～10:
30工作面打锚索，打锚索过程中30～40#支架有轻微漏矸，漏矸高度0.5m
10:
30～13：
30上钢丝绳、拉紧钢丝绳到位
13：
30～15：
30运输柔性网到位
15：
30～0:
00组织展网、起吊、联网。
50～110架活柱下沉量约300mm。
3月8日0:
00～3:
30联网，挂第1、2道钢丝绳
3:
30～5:
00正常组织生产，煤机向机尾扫底刀，由机头行驶到机尾位置，工作面30～45#、100～120#支架有漏矸，漏矸高度约5m，端面距约2m
5:
00～9:
00由于矸石冒落到柔性网上形成网兜，拉架困难，煤机行走缓慢，煤机由机尾行至40架向机头位置
9:
00～10:
0030～35#架有矸石落在网片上，导致网片无法提升到位，用导链起吊未进到顶梁上的钢丝绳，同时处理网兜内的矸石，此时50～110架活柱下沉量约800mm
10:
00～10:
30煤机由40架行走到机头位置，然后由机头返回，行驶至向机尾45架位置
10:
30～15:
00继续用导链起吊未进到顶梁上的钢丝绳，同时处理网兜内的矸石。
14:
00～15:
00，由于40～50#溜子推不出去，煤机无法通过，气割割掉煤机机身上的工具箱
15:
00～22：
00继续组织生产，由于支架活柱不断下沉，煤机行走困难，有刮卡护帮板现象，22:
00时煤机行走至机尾位置。
50～110架活柱下沉量约1000mm。
22：
00～0：
00煤机停在机尾位置，气割煤机左侧调高油缸护罩和右侧调高油缸护罩的外层护罩
3月9日0：
00～6:
00继续气割煤机左侧调高油缸护罩和右侧调高油缸护罩的外层护罩，右侧油缸内层护罩未拆掉
6:
00～9:
00拆卸调高油缸护罩完毕，继续生产，煤机行驶至110架向机头位置
9:
00～9:
30交接班，煤机在105架向机头位置。
开始生产行走至100#架时，右摇臂内层调高油缸护板发生刮卡移动，挤坏2根煤机摇臂升降油管，无法生产
9:
30～15:
25组织更换油管，由于护罩变形挤死阀组，无法更换，决定割掉右侧调高油缸内层护罩，然后对油管进行更换。
更换油管停机时间长达6小时，70～90架采高约4.3m，支架活柱行程下将约1.5m左右
15:
25～16:
30油管更换完毕，开机生产。
煤机行至88架，护帮板刮卡严重，无法通过
16:
30～18:
00决定对采高低的88～50架区域进行起底放炮，同时煤机继续向机尾返回，返回过程中煤机电缆与柔性网发生刮卡，进行处理。
截止到18:
00时，工作面38～108架支架活柱行程下降了约1.5m，煤机无法通过
表3工作面支架压死时活柱下缩量统计表
支架范围1～30#31～60#61～90#91～120#121～151#
平均活柱下缩量（mm）300150016001500400
表4工作面支架平衡油缸活塞杆伸出量统计表
日期3月16日3月17日3月18日3月19日3月20日3月21日
支架范围44～5943～50、85～11743～50、85～11785～11796～116100～116
平均伸出量/mm
（极限值为680）670650650670670670
最大伸出量/mm
（极限值为680）680680680680680680
支架压死后逐步发生冒顶的过程
3月7日，30～40#支架有轻微漏矸，冒高约0.5m，端面距1m，工作面30～130#支架立柱平均压力为430bar左右。
3月8日，30～45#、100～120#支架有漏矸，冒高约5m，端面距约2m，工作面30～130#支架立柱平均压力为440bar左右。
3月9日至11日，工作面未推进。
工作面30～45#、100～124#支架有漏矸，30～45#支架冒高约5m，端面距约2.5m。
100～124#支架冒高约4m，端面距约2m，工作面30～130#支架立柱平均压力为410bar左右。
3月12日，40～60#支架、100～120#支架漏矸较严重，冒高约5m，端面距3m，工作面整体压力较大，30～130#支架立柱平均压力为410bar左右。
3月13日至16日，工作面未推进。
漏矸严重的区域集中在40～60#支架、100～120#支架，冒高约7m，端面距约3m，工作面70～120#支架立柱平均压力为420bar左右，其他区域压力在300bar以下。
3月17日，工作面40～65架冒顶严重，冒高约10m，端面距约3m，工作面无压力。
3月18日，工作面40～65架冒顶严重，冒高约10m，端面距约3m，工作面无压力。
3月19～20日，工作面100～120架漏矸严重，冒高约7m，端面距约3m，工作面无压力。
3月21～22日，工作面65～75架、90～97架、106～115架漏矸较严重，工作面整体切顶，冒高约5m，端面距约2.5m，工作面无压力。
3月23日后，工作面漏矸全部控制住。
三、事故原因分析
直接原因
1、末采贯通期间工作面矿压显现强烈，末采200m范围，煤层埋深明显增大，达到254～275m，工作面周期来压压力大，中部30～110#支架来压期间平均压力达到450bar以上。
2、工程质量调整存在问题，由于煤机司机未掌握好底刀，贯通前工作面底板未割平，30～60#架抬刀幅度大，顶煤留设少，支架支护效果差，造成顶板漏矸，工作面来压过程中漏矸逐步扩大，导致冒顶。
3、贯通期间，接连出现了设备故障影响，包括马蒂尔折返滚筒损坏、运输机飘链、运输机机尾伸缩油缸损坏，运输机压死等故障，影响了工作面正常推进，造成冒顶的进一步扩大。
此套设备累计过煤量达到1120万吨，设备状态差。
同时，设备日常维护不到位，贯通前检修工作不到位。
间接原因
1、贯通前，只组织到100个卸载值为470bar的立柱安全阀。
仅将30～120#架各架更换1个安全阀，导致来压时，支架活柱下缩严重。
2、贯通前，仅将煤机顶盖板拆掉，未将煤机调高油缸护罩、工具箱等设备全部拆除干净。
导致割煤过程中煤机刮卡网片及支架护帮板，影响了工作面推进速度，导致活柱下缩量逐渐增大。
3、挂第一根钢丝绳时，打锚索长度为4m，长度较短，并且锚索未用托盘紧固，冒顶过程中锚索脱落，钢丝绳未能进入到支架顶梁，顶板矸石落在柔性网上，形成网兜，停机处理减缓了工作面推进速度，同时造成顶板冒落范围不断扩大。
4、工作面许多地段拉架时，顶板矸石落在柔性网上，形成网兜，影响了拉架和煤机通过，停机处理时间长，工作面推进速度慢，造成活柱下缩量不断增大。
5、煤机机身高，JOY－7LS8采煤机，在未拆卸顶盖板之前机身高度为3.7m，将顶盖板、摇臂调高油缸护罩全部拆除后，机身高度为3.35m。
机身高度过高也是造成压死支架的一个客观原因。
6、贯通前，提前降低了采高，距离回撤通道20m时，工作面开始降采高，由6.2m采高降到5.9m。
7、工程质量调整差，30～60#架抬刀幅度大，运输机推不出去，煤机通过困难响了工作面推进速度。
8、拆卸掉支架护帮板后，失去了护帮板对于顶板冒落矸石的支护作用，导致冒顶扩大。
9、冒顶发生前期，拉架人员多，操作方法不正确，对顶板扰动大，一定程度上造成了冒顶范围的扩大。
四、采取的防治措施及取得的效果
采取的防治措施
1、注马丽散加固煤柱
注马丽散作业主要分为三个阶段进行，第一阶段主要是加固8m范围的煤柱，注射时间为3月10日至12日。
第二阶段加固13m范围的煤柱，并且对2、3、4、5贯通调节巷两帮的煤柱进行加固，注射时间为3月13日至18日。
第三阶段主要加固煤柱及上方顶板，注射时间为3月19日至22日。
注马丽散钻孔布置图如图2所示。
注马丽散钻孔设计见表1所示。
2、割煤工艺调整
（1）工作面冒顶期间，割煤的总体原则是，尽量使生产期间冒落的矸石落在煤机机头滚筒侧，避免落在机尾滚筒侧，防止煤机破碎机前堵大块影响工作面正常推进。
（2）煤机由机尾向机头割煤方法
由机尾向机头割煤时，由于大部分区域超前支架已经拉出，煤机两个滚筒只扫底刀，在85～95#架未割顶煤的地段，前滚筒扫顶刀，后滚筒扫底刀。
割完此区域后，煤机向机尾方向退到95#架，然后集中拉出85～95#架支架。
之后煤机继续向机头行走。
30#支架向机头区域割顶刀，并跟机拉架，机头割通后，煤机直接返回向机尾割煤。
煤机向机头割煤过程中，只推出120#架向机尾的运输机，其余地段不推溜。
3、煤机由机头向机尾割煤方法
煤机由机头向机尾割煤时，扫顶扫底，正常推溜，推溜后将能拉超前的支架全部拉出，煤机由120#架直接入窝，吃三角煤。
取得效果
1、在注马丽散加固的区域，推进过程中煤柱稳定性良好，未出现显著的片帮。
在距离回撤通道8m时，顶板漏矸得到全部控制，支架全部钻入煤体内。
2、采煤工艺调整后，工作面大块得到一定程度的控制，减少了矸石在煤机机尾侧滚筒的冒落，大大缩短了放炮处理大块的时间。
拉架措施的执行，有效地控制了梁端距，提高了顶板的支护效果。
五、事故经验教训
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