石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)

塔山煤礦“3.28〞頂板事故反思主要內(nèi)容

一、事故經(jīng)過二、事故搶險(xiǎn)三、事故原因四、汲取教訓(xùn)五、防范措施六、實(shí)施效果一、事故經(jīng)過2005年3月28日凌晨0時(shí)40分，山西大同礦區(qū)設(shè)計(jì)年產(chǎn)1500萬噸、同煤大唐塔山煤礦根本建設(shè)礦井，在1070輔助運(yùn)輸大巷掘進(jìn)過程中，突發(fā)頂板沖擊礦壓切冒垮落事故。冒頂沿巷道迎頭三次垮塌、長度累達(dá)47m，高度12m左右，上寬局部達(dá)8m以上。冒落破碎煤巖體將巷道封堵嚴(yán)實(shí)，正在作業(yè)的11名礦工被堵壓在冒頂區(qū)內(nèi)。多項(xiàng)搶險(xiǎn)應(yīng)急方案實(shí)施后未果，最終采取短掏短支的方式，經(jīng)過43天施救、至5月8日先后找到了11名遇難礦工尸體，事故搶救結(jié)束。生產(chǎn)系統(tǒng)圖示1070輔運(yùn)大巷3.28事故現(xiàn)場圖示6.6m2.0m1.7m事故現(xiàn)場事故現(xiàn)場事故現(xiàn)場

1.事故救治接到報(bào)告后，國家煤礦平安監(jiān)察局、山西省委省政府、山西省煤礦平安監(jiān)察局、山西省煤炭工業(yè)局、山西省總工會、大同市委市政府等主要領(lǐng)導(dǎo)以及省市有關(guān)部門，迅速趕赴事故現(xiàn)場，指導(dǎo)搶險(xiǎn)救援工作。搶險(xiǎn)隊(duì)伍按照指揮部制定的3套方案、平行作業(yè)進(jìn)行施救。一是從1070皮帶大巷過30米煤柱打斜巷、直接進(jìn)入垮塌區(qū)域救人；二是從1070皮帶大巷用3臺鉆機(jī)、不同角度施工5個(gè)鉆孔向垮塌區(qū)域送風(fēng)，送水、奶和食物，以及聯(lián)絡(luò)傳遞信息；三是從1070輔運(yùn)大巷垮塌區(qū)域外、恢復(fù)安裝機(jī)械掘掏支護(hù)煤巖體，正面直接救人。

2.救治結(jié)果實(shí)施一方案掘進(jìn)的長52.8米的救援通道，接近貫穿處大量粉狀煤巖傾瀉突下，掩埋了設(shè)備；在清放煤過程中，觀察垮落區(qū)冒落煤巖，斷續(xù)涌現(xiàn)CH4和CO，救援工作受阻放棄。實(shí)施二方案于3月29日6時(shí)和22時(shí)打通救援3個(gè)鉆孔，向垮落區(qū)壓入了新鮮空氣和飲料及食物，但對方?jīng)]有回應(yīng)。實(shí)施三方案雖然緩慢，但根本能夠保證日進(jìn)1米、短掏短支順利成巷。最終認(rèn)定：依三方案平安穩(wěn)妥加速推進(jìn)。

搶險(xiǎn)方案實(shí)施圖示履帶行走式液壓支架17煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

搶險(xiǎn)方案實(shí)施圖示搶險(xiǎn)方案實(shí)施圖示1、原因分析

1〕地質(zhì)構(gòu)造對冒頂事故的影響〔1〕現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，煤層受構(gòu)造影響節(jié)理發(fā)育。3-5#煤層發(fā)育有兩組節(jié)理，第一組節(jié)理走向N45-50°E，傾角70-80°，節(jié)理間距介于米之間；第二組節(jié)理走向N85-90°E，傾角55-60°，節(jié)理間距介于米。兩組節(jié)理在平面上呈“X〞狀，銳角等分線方向?yàn)楸睎|向。節(jié)理面平直發(fā)育?！?〕受后期構(gòu)造應(yīng)力影響，局部發(fā)生層間滑動(dòng)和揉皺。煤層內(nèi)局部可見沿層面具有揉皺和擦痕，呈餅狀揉皺體，外表光滑。說明在主構(gòu)造應(yīng)力作用下，煤層內(nèi)局部曾發(fā)生過層間錯(cuò)動(dòng)，使局部煤體失去了完整性和連續(xù)性。副平峒揭露3-5#煤層情況水平傾斜層理煤層節(jié)理間隙15~25cm,主節(jié)理間距1.0~1.2m,節(jié)理傾角55°1m副平峒揭露3-5#煤層垂直節(jié)理情況垂直節(jié)理發(fā)育0.50m說明這兩組節(jié)理的形成為古構(gòu)造應(yīng)力作用的產(chǎn)物?！?〕斷裂構(gòu)造促使煤層破碎加劇。井田東南為口泉—鵝毛口山前大斷裂，向北西方向做壓扭性逆沖推覆，造成東南邊緣地層傾角變陡，直立、甚至局部倒轉(zhuǎn)。井口北東部的老窯溝向斜和盤道背斜，與大斷裂相交形成走向近于垂直的北西西向張性兩組正斷層。造成井田內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，有60多條正斷層，3條逆斷層，其中斷距在30m以上的斷層有8條，對礦井的開拓和開采有一定影響。變質(zhì)硅化煤1～2m混煤疏松、性脆易碎

混煤層厚

1m上3.斷面參數(shù)與支護(hù)條件有偏差。礦井采用綜放采煤方法，為滿足設(shè)備運(yùn)輸和通風(fēng)及效勞年限要求，1070三條大巷〔皮帶、輔運(yùn)、回風(fēng)〕和盤道進(jìn)風(fēng)聯(lián)巷等永久巷道，支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)過分考慮時(shí)間空間因素，掘進(jìn)斷面較大，給巷道的支護(hù)〔加固〕增加了一定難度。在1070輔運(yùn)6.6*4米大斷面送巷情況下，組合巖梁在松散塊體的條件下承載能力有限，必然產(chǎn)生變形、下沉、離層的過程，而承載組合梁上方的煤層或夾矸層亦為碎塊狀，隨組合梁的下沉而下沉，其載荷全部作用于組合梁上，使得組合梁受力增大，到達(dá)強(qiáng)度極限時(shí)，產(chǎn)生垮塌，造成巷道煤頂局部瞬間冒落。通過現(xiàn)場勘查，從垮塌區(qū)向外有約180米的現(xiàn)有巷道頂幫都未噴射混凝土，再向外的約120米巷道對頂幫只是初噴。從副平峒底到垮塌區(qū)447米的巷道兩幫，都沒按設(shè)計(jì)要求砌筑400毫米厚片石墻。4、傳統(tǒng)錨桿支護(hù)達(dá)不到支護(hù)效果。礦井巷道設(shè)計(jì)采用常規(guī)、普通、傳統(tǒng)的錨桿支護(hù)形式。針對現(xiàn)場實(shí)際設(shè)計(jì)的支護(hù)參數(shù)不盡合理；支護(hù)機(jī)具和設(shè)備材料的選擇存在問題；施工工藝比較落后；施工質(zhì)量管理沒有行之有效掌控方法；施工現(xiàn)場更沒有先進(jìn)合理的巷道支護(hù)效果監(jiān)測反響手段。這種被動(dòng)的、低強(qiáng)度和低剛度的支護(hù)方式，不能有效發(fā)揮巷道圍巖的自身承載作用。雖然巷道支護(hù)和維修費(fèi)用很高，但不能有效控制圍巖變形，支護(hù)效果不理想，嚴(yán)重影響到巷道掘進(jìn)和使用平安。

5、現(xiàn)場監(jiān)管不到位。3月27日夜班，宏遠(yuǎn)公司連采一隊(duì)12名工人晚8點(diǎn)多開始陸續(xù)下井，為迎接28日全礦標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)收檢查，正常掘進(jìn)改為清理浮煤、維護(hù)巷幫。據(jù)跟班干部〔事故目擊人孟垂興〕事故后回憶，3月27日21點(diǎn)多進(jìn)工作面后，他與礦安檢員到掘進(jìn)機(jī)附近查看了頂板情況，沒有異常就布置員工開始維護(hù)掘進(jìn)機(jī)前后巷幫。隨后他在距工作面30米遠(yuǎn)的巷道內(nèi)整理水管和風(fēng)管，在沒有任何征兆的情況下，突然從工作面迎頭方向傳來沉悶的響聲和大量的粉塵。眨眼之間一片漆黑，發(fā)現(xiàn)巷道里頭垮頂了！時(shí)間約為零點(diǎn)40分左右！當(dāng)時(shí)垮塌范圍大概20米左右，巷道全部塌實(shí)，里頭11人沒見出來。時(shí)隔兩個(gè)小時(shí)，即3月28日凌晨2時(shí)40分，局礦領(lǐng)導(dǎo)趕到現(xiàn)場觀察垮頂情況時(shí)，從里向外發(fā)生第二次大面積坍塌，垮落長度約15米；搶險(xiǎn)過程中，3月29日12時(shí)25分，發(fā)生第三次垮塌，又里向外垮塌約12米，垮落范圍三次共計(jì)約47米。據(jù)查，開工前根本沒有實(shí)施“四位一體〞全方位平安檢查，也沒有敲幫問頂和驗(yàn)收上一班支護(hù)數(shù)質(zhì)量，更沒有檢驗(yàn)測定錨桿錨索錨固力和拉拔力，更談不上依靠頂板離層監(jiān)測系統(tǒng)、報(bào)警提示頂板動(dòng)態(tài)變化征兆。結(jié)論：根據(jù)上述分析，造成塔山煤礦1070輔助運(yùn)輸大巷“3.28〞頂板事故發(fā)生的主要原因是：1070輔助運(yùn)輸大巷掘進(jìn)過程中，在特殊地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜煤層結(jié)構(gòu)條件下，意外地遇到小窯開采應(yīng)力集中區(qū)，致使現(xiàn)有支護(hù)不能完全滿足特殊條件下承載能力變化的需求，造成巷道煤頂局部瞬間切冒垮落，釀成事故發(fā)生。五、防范措施塔山煤礦是大同礦區(qū)開發(fā)石炭系煤層第一個(gè)特大型礦井。在根本建設(shè)階段發(fā)生了重大頂板事故，損失巨大、教訓(xùn)深刻。公司和煤礦積極配合政府相關(guān)部門，嚴(yán)肅認(rèn)真追查事故，全面總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并對相關(guān)責(zé)任人依法依規(guī)進(jìn)行了嚴(yán)肅處理教育。舉一反三，接受教訓(xùn)，制定和采取了一系列必要可行地防范措施，保證今后不再發(fā)生類似事故。1、首先做實(shí)地質(zhì)工作。根據(jù)地質(zhì)情況和煤層賦存的特殊性，在原地質(zhì)勘探的根底上，加強(qiáng)石炭系井田內(nèi)煤層的地質(zhì)補(bǔ)充勘探、工程鉆探〔包括小窯采空區(qū)探測及特殊構(gòu)造探測等〕和周邊小窯開采狀況調(diào)查工作。

天地公司研究設(shè)計(jì)的塔山巷道支護(hù)方案1〕頂板支護(hù)：錨桿形式和規(guī)格：桿體采用22#左旋無縱筋螺紋鋼，長度為2400mm〔1070輔助巷3000mm〕，桿尾螺紋為M24mm。托板：采用拱型高強(qiáng)度托板，托板規(guī)格為130×130×10mm。W形鋼帶規(guī)格：厚度為3mm，寬度為250mm，長度為2300mm和3300mm。鋼筋網(wǎng)片規(guī)格：采用鋼筋網(wǎng)片護(hù)頂，網(wǎng)片規(guī)格為2300×1200mm和3300×1200mm。錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支樹脂藥卷，一支規(guī)格為K2335，另一支規(guī)格為Z2360。鉆孔直徑為28mm，錨固長度為1200mm。錨桿布置：錨桿排距為1000mm，間距為1000mm。錨桿角度：頂板錨桿安設(shè)角度為與巷道外表垂直。錨索：單根鋼絞線，直徑為17.8mm，長度為8300mm，加長錨固，采用三支樹脂藥卷，一支規(guī)格為K2335，三支規(guī)格為Z2360，錨固長度為2500mm。然后灌注水泥漿進(jìn)行全長錨固，水泥標(biāo)號為525#，水灰比為0.5：1，最終注漿壓力為。錨索每3排2根，排距為3000mm，錨索頭部設(shè)有樹脂藥卷攪拌頭，尾部配有高強(qiáng)度錨具，配套金屬托板規(guī)格為300×300×16×22mm。2〕巷幫支護(hù)：錨桿形式和規(guī)格：桿體采用22#左旋無縱筋螺紋鋼，長度為2400mm，桿尾螺紋為M24mm。托板：采用拱型高強(qiáng)度托板，托板規(guī)格為130×130×10mm。W形鋼帶規(guī)格：厚度為3mm，寬度為250mm。鋼筋網(wǎng)片規(guī)格：采用鋼筋網(wǎng)片護(hù)幫，網(wǎng)片規(guī)格為2300×1200mm。錨固方式：樹脂加長錨固，采用一支樹脂藥卷，規(guī)格為Z2360。鉆孔直徑為28mm，錨固長度為1000mm。錨桿布置：錨桿排距為1000mm，每排每幫3根錨桿，間距為1000mm。錨桿角度：靠近頂板的巷幫錨桿安設(shè)角度為與水平線成10。3〕噴射混凝土1070皮帶大巷、1070輔助運(yùn)輸大巷、1070回風(fēng)大巷和盤道進(jìn)風(fēng)聯(lián)巷均屬永久性巷道，效勞年限很長，對全礦井開采的影響巨大。為了充分發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)作用，快速封閉巷道外表的節(jié)理裂隙，防止煤巖的風(fēng)化剝蝕，增加巷道外表強(qiáng)度，與圍巖一起形成共同的承載結(jié)構(gòu)，需要對其外表進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)。根據(jù)巷道圍巖屬性、節(jié)理裂隙特別發(fā)育、使用特征和與錨桿支護(hù)的配合，設(shè)計(jì)1070皮帶大巷、1070輔助運(yùn)輸大巷、1070回風(fēng)大巷和盤道進(jìn)風(fēng)聯(lián)巷噴射混凝土的厚度均為100mm。

4〕巷道礦壓觀測系統(tǒng)礦壓監(jiān)測設(shè)計(jì)礦壓監(jiān)測是動(dòng)態(tài)信息設(shè)計(jì)方法的核心內(nèi)容之一。通過監(jiān)測錨桿受力和巷道圍巖位移分布，就可比較全面地了解錨桿支護(hù)的工作狀態(tài)，進(jìn)而驗(yàn)證或修改錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì)，并保證巷道的平安狀態(tài)。礦壓監(jiān)測分為綜合監(jiān)測和日常監(jiān)測。前者的主要作用是驗(yàn)證或修改初始設(shè)計(jì)，后者主要是為了保證巷道平安。在1070皮帶大巷、1070輔助運(yùn)輸大巷、1070回風(fēng)大巷和盤道進(jìn)風(fēng)聯(lián)巷中各安設(shè)2個(gè)測站，在2102工作面運(yùn)輸順槽和5102工作面回風(fēng)順槽中各安設(shè)1個(gè)測站，六條巷道共安設(shè)10個(gè)測站。每個(gè)測站包括兩個(gè)巷道外表位移監(jiān)測斷面，一個(gè)頂板離層監(jiān)測斷面，一個(gè)錨桿受力監(jiān)測斷面和兩個(gè)錨索受力監(jiān)測斷面。5)破碎段支護(hù)：在正常段支護(hù)的根底上大巷增加U29金屬棚支護(hù)，順槽增加11#工字鋼棚支護(hù)。6〕峒室支護(hù)采用砌碹支護(hù)。1070回風(fēng)巷，拱形斷面，寬×高＝5400×4200mm，墻高1500mm,錨桿、錨索、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。1070皮帶巷，拱形斷面，寬×高＝4200×4720mm，墻高2500mm,錨桿、錨索、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。1070輔助巷，拱形斷面，寬×高＝5800×4350mm，墻高1200mm,錨桿、錨索、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。C8102切眼長230.5米，矩形斷面，寬×高＝8800×3610mm，錨桿、錨索、金屬網(wǎng)、單體柱聯(lián)合支護(hù)。現(xiàn)場應(yīng)用

強(qiáng)力錨桿錨索支護(hù)狀況1070輔運(yùn)巷現(xiàn)狀“3.28〞事故后，塔山煤礦痛定思痛、汲取教訓(xùn)、知恥后勇、奮起直追。多年來狠抓平安工作的實(shí)踐證明，造成事故的原因不外乎三個(gè)：一是人的不平安行為，二是物的不平安狀態(tài)，三是管理上的缺陷。這三個(gè)方面的問題歸根到底是人的問題。因?yàn)槿说牟黄桨残袨槭侨说钠桨惨庾R不強(qiáng)所致；物的不平安狀態(tài)外表看與人無關(guān)，其實(shí)大多也是由人的行為造成的。因此，平安工作必須堅(jiān)持以人為本的思想。堅(jiān)持以人為本是一個(gè)總的目標(biāo)和方向，而要做到真正意義上平安工作以人為本，歸根到底是要提高每一個(gè)人的平安素養(yǎng)，建立個(gè)人的平安文化。塔山煤礦以精細(xì)標(biāo)準(zhǔn)的平安制度和令行禁止的執(zhí)行文化為支撐，在全礦構(gòu)筑了“不敢違章、不愿違章、不想違章〞的平安生產(chǎn)防線。一、注重平安培訓(xùn)教育，樹立平安共同價(jià)值觀二，注重管理制度建設(shè)，鑄就堅(jiān)強(qiáng)有力的執(zhí)行力三、注重平安行為養(yǎng)成，培育“本質(zhì)型〞平安人四、注重?cái)U(kuò)展文化功能，推動(dòng)企業(yè)平安管理創(chuàng)新五、注重親情文化建設(shè)，打造平安和諧健康環(huán)