柳塔煤矿12104综采面过空巷压架事故

一、工程概况
工作面开采条件
12104综采工作面位于柳塔煤矿12煤西盘区，推采长度1168.8m，面长250m，煤层平均厚度3.9m，设计采高3.9m。工作面底板标高1129.9～1136.8m，地面标高1235.8～1290.3m，埋深127.75m，地表为第四系风积沙，部分地段有沙柳、沙蒿植被。工作面基岩厚度为90～104m，泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，矿物成份以石英为主，长石次之，云母含量较少，泥质粉砂状结构，层理为显，块状结构。
工作面顺槽垂直12煤西盘区大巷布置，工作面推采880m后，工作面过第一条平行工作面的空巷，892m后过第二条平行工作面的空巷，空巷宽4.2m，高3.4m，两条空巷间煤柱宽度为4.4至14.4m。

工作面主要配套设备
采煤机选用6LS5/LWS505型采煤机，截割高度2.5～4.5m，装机总功率1580KW；刮板输送机选用JOY公司生产的3×700KW型输送机；转载机选用JOY公司生产的JOY375KW型转载机；破碎机选用JOY公司生产的JOY375KW型锤式破碎机；液压支架选用神坤公司的ZY8800/22/45型两柱电液控支架支护，共147。乳化液泵站系统采用雷波公司生产的S300高压泵站(共4台)；喷雾泵选用雷波公司生产的S300喷雾泵站（共2台）。

（三）工作面矿压情况
工作面正常回采期间，周期来压步距为9.3m，正常压力阶段持续7.15m，来压持续2.15m，来压期间工作面部分支架立柱安全阀开启，煤壁有片帮、炸帮，顶板有掉渣、漏矸现象，压力峰值达到450Bar。立柱下沉量在200mm以内。工作面两端头及顺槽来压不明显，没有出现较大裂隙，顶板稍有小块脱层、磷皮现象。
（四）空巷支护情况
1#空巷顶板采用锚杆+钢筋网+π型钢带+锚索联合支护，锚杆间、排距为1.0m，规格为16×2000mm圆钢金属锚杆，网片为6.5mm钢筋焊接网片，网格150××150mm。锚索为15.24×8000mm，锚索排距1.0m，一排5套锚索，安装一条π型钢带。两帮采用玻璃钢锚杆+塑料网联合支护，锚杆间排距为1.0×1.0m，锚杆规格为18×1800mm高强度玻璃钢锚杆。
2、2#空巷采用锚杆+钢筋网+π型钢带+锚索+液压单体支柱联合支护，锚杆间、排距为1.0m，规格为16×2000mm圆杆金属锚杆，网片为6.5mm钢筋焊接网片，网格150×150mm。锚索为15.24×8000mm，锚索排距1.0m，一排5套锚索，安装一条π型钢带，后用22×8000mm锚索+π型钢带进行二次补强支护，锚索间排距为1.0m；单体+钢带支护为一带四柱，柱距1.0m，钢带为π型钢带。两帮采用玻璃钢锚杆+塑料网联合支护，锚杆间排距为1.0×1.0m，锚杆规格为18×1800mm高强度玻璃钢锚杆。
二、事故经过及造成的损失
事故经过
2011年10月13日，12104工作面开始回采，根据措施要求工作面提前调斜，机头超前机尾10m与空巷斜交。10月16日夜班工作面开始过1#空巷，工作面无来压迹象，支架初撑力在252～320Bar间，顶板无下沉，煤壁无片帮等现象。10月17日早班45架处进入2#空巷2.5m，机尾刚过完1#空巷进入煤柱，机头机尾相差10m。因工作面底板多处起伏不平，导致刮板运输机在45架处跳链，综采队停机处理，此时工作面中部43～100#架来压明显，局部安全阀开启，2小时后处理完毕恢复生产，此时支架压力达到450～500Bar,50～90#架安全阀全部开启，空巷帮部出现炸帮，来压持续4小时，造成工作面中部60～80#架段顶板急速下沉，下沉最大值为1000mm（立柱无行程），此时煤机行至59#架向机尾处，煤机受阻无法通过，导致工作面停产，同时2#空巷内靠煤柱侧70根液压单体支柱崩断、损坏，共计影响3个生产班生产。
财产损失
损坏液压单体支柱70根，损失20万余元，硬岩截齿损耗265个，损失10万余元，合计损失30余万元。
三、事故原因分析
直接原因
1、工作面支架工作阻力8800kN，阻力较小，支护强度不满足过空巷时老顶悬臂产生的强矿压支撑需求。
2、设备检修不到位，在工作面过空巷期间，刮板运输机发生跳链，停机检修，造成压力持续增大后，2#空巷顶板下沉，影响工作面正常过空巷。
间接原因
柳塔煤矿从2006年采用综合机械化采煤工艺以来，无过空巷回采的经验，过空巷时，调斜角度小，造成工作面过2#空巷期间空顶面积大，发生顶板下沉事故。同时因对2#空巷顶板下沉量及下沉速度预计不足，提前没有制定过空巷期间如发生压架、冒顶后的处理措施，现场处理的工器具准备不到位，致使发生支架立柱下沉后，没有快速应对措施，导致事故进一步扩大，影响时间增长。
（三）主要原因
1、两条空巷煤柱小，过空巷期间无法做到有效避压。在通过1#空巷后，顶板未及时跨落，使采空区顶板形成大面积悬顶，过2#空巷时，工作面周期来压，使压力集中在支架上方，造成工作面顶板下沉，煤机无法通过。
2、2#空巷支护方式不合理，采用单体和锚索支护，单体支护强度不够，在顶板下沉时，不能有效起到支护效果；同时揭露2#空巷后，每割一刀煤，需停机将空巷内液压单体回撤，导致工作面无法快速推进，在来压后，顶板下沉，煤机无法通过。
3、工作面在回采接近空巷时，采高仍为3.6m，与空巷高度一致，未考虑到空巷顶板在来压后的下沉量，没有及时卧底调整采高，在2#空巷顶板下沉到2.8m时，造成煤机无法通过。
四、采取的防治措施及取得的效果
将煤机顶护板外檐割掉，增加有效空间，利用煤机拉底通过。在推采过程中，遇到煤机通不过的地方，割掉支架侧护板，保证煤机通过。逐刀进行割底调整，最终工作面顺利通过2#空巷。过空巷历时4天，其中处理压架事故3个小班，
五、事故经验教训
生产组织方面
过空巷前，组织召开过空巷专题会议，安排布置过空巷期间的准备工作，制定有效的奖惩激励办法，建立一支由专业技术人员、管理人员及操作人员组成的组织可靠，应对及时的领导小组。
在过空巷前，矿井要组织技术人员和综采队管理人员，共同制定切实可行的过空巷安全技术措施，并组织学习，严格落实。
生产指挥中心要提前与总调度室联系，保证在过空巷期间，原煤仓仓位，防止过空巷期间因无仓位，而影响正常过空巷。
生产技术方面
工作面过空巷应根据煤柱宽度适当调斜，小面积逐刀揭露空巷，以便减小空顶面积，防止工作面因空顶面积过大而发生冒顶事故。
两条平行空巷，煤柱小的情况下，1#空巷支护强度不宜太大，否则在过完1#空巷后，顶板不能及时跨落，形成悬顶，影响2#空巷通过。为了使1#空巷顶板能够及时跨落，在过1#空巷时，拉架过程中，利用反复降架、升架的方式将1#空巷底板锚索破坏。
工作面过空巷前，要根据空巷高度，合理调整采高，充分考虑空巷顶板下沉量提前卧底调整采高，保证支架大脚和运输机处于下扎状态，以便空巷顶板发生下沉时，煤机能够快速降低顶板高度，正常通过。
在过空巷前制定措施，实时观测顶板位置及下沉量，便于提前调整工作面顶板位置。
在2#空巷与1#空巷间煤柱小于10m的位置和联巷口，采用打设木垛形式支护，便于增加支护面积和强度，防止在过1#空巷时，2#空巷顶板受采动影响出现下沉。可以考虑过2#的空巷时，木垛打设靠1#空巷侧，便于空巷揭露时，拉架后，及时挑梁。
在工作面支架配套时，根据顶板岩性，埋深和顶板下沉等因素，选用大阻力支架支架。
2#空巷支护采用15.24×6500mm锚索，抗拔力小，应采用22×8000mm锚索补强支护，加大支护强度。
（三）机电业务保安方面
1、过空巷前，对工作面的所有设备做一次彻底检查，确保设备在过空巷期间不带病运行。需更换的大修部件，必须在过空巷前完成更换，期间做好物资储备工作。
2、在过空巷前，组织相关人员对矿井供排水、供电、运输系统进行彻底排查，保证过空巷期间各系统正常运行。