淮南某工作面重大冒頂事故的分析
關(guān)鍵詞 回采工作面 冒頂事故 技術(shù)分析 防治
〖FL(2K3〗〖HT5SS〗
1 事故工作面的地質(zhì)和技術(shù)概況
-602mW石EB9工作面位于西石門(mén)采區(qū)東翼,開(kāi)采B9槽煤層?;夭缮舷?544m, 回 采下限-602m。走向長(zhǎng)110~190m,平均150m。煤層厚度1.1~2.3m,平均厚1.9m。事故 點(diǎn) 煤厚大于2.0m,煤層傾角26°~32°。直接頂為0.8~1.2m的砂巖,層理發(fā)育,分層厚 度為0. 03~0.05m,層面光滑易冒落,基本頂為6~8m的砂巖。事故點(diǎn)處的煤壁含一層巖核,長(zhǎng) 6.5m,厚0.15~0.23m,巖性同直接頂,呈L型構(gòu)造。工作面上出口向下94m處發(fā)育 1條落差為0.6m的逆斷層。煤層硬度f<1,煤的自然發(fā)火期為3~6個(gè)月,煤塵具有爆炸 危險(xiǎn)性。
圖1 工作面冒頂事故現(xiàn)場(chǎng)示意圖(略)
工作面采用DZ22-30/100型單體液壓支柱配合HDJA—1000型金屬絞接頂梁,爆破落 煤,搪瓷溜槽自溜運(yùn)輸,工作面運(yùn)輸巷采用SGW-40T鏈板機(jī)與帶式輸送機(jī)運(yùn)煤。采空區(qū)管理 采 用全部垮落法。工作面支護(hù)為齊梁走向棚1梁1柱,支柱排距1m,柱距0.5m,支護(hù)密度2.0根 /m2。采用3~5排控頂,2采1準(zhǔn),早班為準(zhǔn)備班。最大控頂距5.0m,最小控頂距3.0m ,放頂步距2.0m。人工分段回柱放頂,頂板破碎、壓力大處回柱前架設(shè)順山挑棚。該面 回采初期工作面長(zhǎng)度越采越長(zhǎng),至事故發(fā)生時(shí)工作面面長(zhǎng)為117m,如圖1所示,并已沿走向 推進(jìn)了40m。
2 事故經(jīng)過(guò)
11月23日早班,班長(zhǎng)率 28人去西石門(mén)采區(qū)東翼工作面工作,安排打眼與放煤各1人,裝藥、掛溜、開(kāi)鏈板機(jī)各2 人,支柱管理員與上下出口超前替棚各4人,回柱安排6組12人,進(jìn)入工作面后因頂板需要加 強(qiáng)管理,便從回柱人員中抽調(diào)2人去管理頂板,其余5個(gè)回柱組每組回柱距離約25m,其中有2 人被安排在從下往上的第2段即事故段回柱。
作業(yè)開(kāi)始,各組均從上往下清理余煤,有2名裝藥工協(xié)助放炮員自上出口向下順序裝藥 ,裝完60m藥后,待工作面下段炮眼打齊又從下往上裝炮。約11時(shí)許,工作面遺煤清理完畢 ,各組開(kāi)始回柱,此時(shí)隊(duì)長(zhǎng)從西翼臨近收作工作面來(lái)到該面下段,向班長(zhǎng)詢問(wèn)了工作面的安 排情況,查看支架與頂板情況后,安排了一些具體的工作。約11時(shí)40分離開(kāi)了工作面。
圖2 A-A剖面放大示意圖(略)
12時(shí)50分左右,炮已裝至工作面上出口往下79.2m處,因炸藥裝完放炮員到上口取藥,班 長(zhǎng)讓裝炮工往上撤,2人未動(dòng),此時(shí)由下而上的第3組(事故點(diǎn)的上段)支柱已回完收工,事 故點(diǎn)的下段已回10余米,事故段還剩7~8棚支架,待繼續(xù)回柱時(shí),頂板突然 垮落,將工作面上出口往下75~82.4m處的支架全部推垮。冒頂長(zhǎng) 度7.4m,寬4m,高0.8~1.2m(如圖2、圖3所示),面積29.6m2,造成埋壓6人,除2人被 救出外,其余4人均遇難。
圖3 B-B剖面放大示意圖(略)
3 事故原因
3.1 地質(zhì)原因
(1) 工作面開(kāi)切眼布置在F4-5斷層附近,另外工作面還有1條落差為0.6 m的逆斷層, 對(duì)工作面的頂板控制有一定的影響;
?。?)受F4-5斷層的牽引影響, 直接頂0.8~1.2 m的砂巖,層理發(fā)育、松軟,分層厚 度為0.03~0.05m,層面光滑易離層和冒落。
3.2 技術(shù)原因
?。?)回柱次序不同步,在由下而上回柱到僅剩3m左右的距離時(shí),此時(shí)上段已回完,支 架與 頂板的相互作用已處于極限平衡狀態(tài),現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)此麻痹大意,未采取任何加強(qiáng)支護(hù)的情況 下,冒險(xiǎn)回收“吃勁柱”,終于引發(fā)了垮面事故的發(fā)生;
(2)該面煤層傾角較大,為安全起見(jiàn),工作面回采應(yīng)加大控頂距,但作業(yè)規(guī)程中選擇的3~ 5排管理,控頂距偏?。华?
?。?)工作面出現(xiàn)多工序交叉平行作業(yè),且安全距離不夠,致使現(xiàn)場(chǎng)操作人員過(guò)于集中,增 加了傷亡人數(shù);
(4)作業(yè)規(guī)程針對(duì)性不強(qiáng),措施亦未隨現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)采技術(shù)條件的變化而及時(shí)補(bǔ)充完善。
3.3 裝備原因
(1) 工作面回采逐漸伸長(zhǎng),單體支柱和絞接頂梁數(shù)量補(bǔ)充的不及時(shí),工作面整體支護(hù)強(qiáng)度不 足;
(2) 單體支柱漏液、卸載、失效損壞的較多。事故發(fā)生后調(diào)查組人員現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽檢了7棵單 體支柱,其中就有3棵單體支柱不合格;
(3) 特種支架不齊全。工作面未設(shè)木垛且順山挑棚不齊全;
(4) 無(wú)支架防倒防滑設(shè)施,支架穩(wěn)定性極差。
3.4 管理原因
(1) 單體支柱初撐力不足,事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查支柱的初撐壓力大多在5MPa以下;
(2) 掉、缺柱以及大棚檔較多,工程質(zhì)量低劣;
(3) 由1個(gè)隊(duì)回采2個(gè)工作面,管理人員并未相應(yīng)增加,造成了精力不 集中,管理難以到位;
3.5 認(rèn)識(shí)原因
(1) 該面在頂板組合結(jié)構(gòu)上與其鄰近的西翼收作面相比,存在較大差異,有關(guān)技術(shù)和管理人 員對(duì)此認(rèn)識(shí)不足,仍按老套路進(jìn)行管理;
(2)職工思想麻痹,對(duì)工作面存在的問(wèn)題以及頂板事故隱患洞察力低,反應(yīng)不敏感,技術(shù)素 質(zhì)差;
(3)重生產(chǎn)輕安全,因臨近年底拼產(chǎn)量任務(wù),而忽視了工作面的工程質(zhì)量和安全檢查工作。
4 防治措施
?。?)弄清地質(zhì)資料,確切掌握回采工作面的頂板的巖性、結(jié)構(gòu)、厚度、構(gòu)造、傾角等, 分 析其頂板組合結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上編制有針對(duì)性的作業(yè)規(guī)程;嚴(yán)格工程規(guī)格質(zhì)量;嚴(yán)格按章 作業(yè)。在生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)分析研究現(xiàn)場(chǎng)情況,及時(shí)修改完善作業(yè)規(guī)程或措施。
?。?)煤層傾角大于20°的工作面應(yīng)架設(shè)特種支架,如木垛和順山挑棚,并要編制防止支架 傾倒、下滑的安全技術(shù)措施并落到實(shí)處。
(3)嚴(yán)格回柱操作程序,應(yīng)力集中區(qū)以及危險(xiǎn)支柱要采取遠(yuǎn)距離的方法進(jìn)行回柱。堅(jiān)持做 到工作面基本支架不合格不回收;特種支架不齊全不回收;與回柱無(wú)關(guān)的人員不撤至安全地 點(diǎn)不回收。
(4)強(qiáng)化安全監(jiān)察力度,強(qiáng)制性地對(duì)職工進(jìn)行安全意識(shí)教育, 擺正安全與生產(chǎn)的關(guān)系,安全上所需的材料要保障供給,堅(jiān)決做到不安全不生產(chǎn)。
(5) 嚴(yán)格按原部頒采煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)施工,想方設(shè)法采取措施提高支柱初撐力, 要始終堅(jiān)持礦壓觀測(cè)工作,掌握其頂板垮落規(guī)律。另外對(duì)其支護(hù)系統(tǒng)的受力狀態(tài)亦要做到心 中有數(shù)。
?。?)成立采煤予備隊(duì),專門(mén)從事工作面的開(kāi)碴和收作工作,在無(wú)特殊情況下,正規(guī)采煤隊(duì) 只能1隊(duì)1面,嚴(yán)禁1隊(duì)多面生產(chǎn)。