石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)課件

石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)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)施效果主要內(nèi)容一、事故經(jīng)過

2019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(wàn)噸、同煤大唐塔山煤礦基本建設(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(zhǎng)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。一、事故經(jīng)過生產(chǎn)系統(tǒng)圖示生產(chǎn)系統(tǒng)圖示1070輔運(yùn)大巷3.28事故現(xiàn)場(chǎng)圖示6.6m2.0m1.7m1070輔運(yùn)大巷3.28事故現(xiàn)場(chǎng)圖示6.6m2.0m1.7m事故現(xiàn)場(chǎng)事故現(xiàn)場(chǎng)石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)事故現(xiàn)場(chǎng)事故現(xiàn)場(chǎng)事故現(xiàn)場(chǎng)事故現(xiàn)場(chǎng)石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)二、事故搶險(xiǎn)

事故發(fā)生1小時(shí)內(nèi)成立了塔山煤礦“3.28”沖擊礦壓垮頂事故搶險(xiǎn)指揮部。由集團(tuán)公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理、總工程師擔(dān)任正副總指揮，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及部門任指揮部成員。下設(shè)現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)組、技術(shù)資料組、供應(yīng)保障組、事故調(diào)查組、后勤服務(wù)組、治安保衛(wèi)組和信訪接待組。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際實(shí)時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案和制定搶險(xiǎn)方案。從臨近9個(gè)單位調(diào)集掘進(jìn)隊(duì)伍、鉆探隊(duì)伍和機(jī)電安監(jiān)通風(fēng)人員，全力以赴開展搶險(xiǎn)救災(zāi)工作。同時(shí)將事故情況及時(shí)上報(bào)了省市及國(guó)家有關(guān)政府和安監(jiān)部門。

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。五、大同礦區(qū)沖擊地壓現(xiàn)狀2019年3月28日凌晨零時(shí)40分，山西大同礦區(qū)同煤大唐塔山煤礦基建礦井，在1070輔助運(yùn)輸大巷掘進(jìn)過程中，突發(fā)頂板切冒垮落事故。冒頂沿工作面迎頭三次垮塌、長(zhǎng)度累計(jì)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、找到了11名遇難礦工尸體，事故搶救結(jié)束。二、事故搶險(xiǎn)

1.事故救治

接到報(bào)告后，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局、山西省委省政府、山西省煤礦安全監(jiān)察局、山西省煤炭工業(yè)局、山西省總工會(huì)、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(chǎng)，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(tái)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(zhǎng)52.8米的救援通道，接近貫通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(duì)方?jīng)]有回應(yīng)。實(shí)施三方案雖然緩慢，但基本能夠保證日進(jìn)1米、短掏短支順利成巷。最終認(rèn)定：依三方案安全穩(wěn)妥加速推進(jìn)。2.救治結(jié)果為保證三方案順利實(shí)施，采用多項(xiàng)新技術(shù)、新材料，群策群力、多管齊下、掏巷支護(hù)、安全救人。從神華緊急調(diào)用自移式掩護(hù)支架，加快事故巷道在安全支護(hù)下快速排矸；從煤科總院和山東濟(jì)寧調(diào)集聚氨酯新型高分子膠結(jié)材料馬麗散、羅克休，對(duì)滿巷塌落的浮煤和冒頂上前方的煤巖體、進(jìn)行灌注固化充填，快速形成人工假頂；使用2臺(tái)鉆機(jī)沿假頂鉆打直徑D89的排管，在排管下架設(shè)0.5米間距的U29拱形鋼棚，背幫剎頂補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)；使用2臺(tái)履帶式裝載設(shè)備在垮塌區(qū)域輪番清理巷道；使用鉆孔電視和光導(dǎo)纖維窺視儀，對(duì)事故區(qū)域周邊頂板進(jìn)行鉆孔和支護(hù)勘查測(cè)試；安裝12個(gè)頂板離層儀和14個(gè)圍巖離層監(jiān)測(cè)傳感器，并與井下通訊分站和地面調(diào)度室實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)；同時(shí)抽派專人對(duì)現(xiàn)有巷道頂板及支護(hù)情況、進(jìn)行24小時(shí)不間斷巡視觀測(cè)，防止搶險(xiǎn)救治中發(fā)生次生事故。經(jīng)過不懈努力和科學(xué)施救，至5月8日22時(shí)30分尋找到最后一名礦工，搶險(xiǎn)救災(zāi)結(jié)束。為保證三方案順利實(shí)施，采用多項(xiàng)新技

搶險(xiǎn)方案實(shí)施圖示搶險(xiǎn)方案實(shí)施圖示履帶行走式液壓支架17履帶行走式液壓支架19煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

搶險(xiǎn)方案實(shí)施圖示搶險(xiǎn)方案實(shí)施圖示石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)搶險(xiǎn)方案實(shí)施圖示搶險(xiǎn)方案實(shí)施圖示三、事故原因在搶救事故的同時(shí)，先后邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)科研院所、院士專家和有關(guān)企業(yè)技術(shù)人員深入現(xiàn)場(chǎng)就事故起因調(diào)研會(huì)診、分析論證，科學(xué)指導(dǎo)救治和制定下一步恢復(fù)建設(shè)措施方案。在政府和安監(jiān)部門領(lǐng)導(dǎo)下，組成事故專家技術(shù)組和處理調(diào)查組對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查、取證。根據(jù)專家組對(duì)事故成因的分析鑒定，經(jīng)過查閱有關(guān)資料和事故搶險(xiǎn)報(bào)告及尸檢報(bào)告，經(jīng)過廣泛進(jìn)行社會(huì)調(diào)查及詢問，查明了這起事故的經(jīng)過、原因、性質(zhì)和責(zé)任。石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)1、原因分析

1）地質(zhì)構(gòu)造對(duì)冒頂事故的影響（1）現(xiàn)場(chǎng)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0.1-0.25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0.15-0.25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。（2）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，表面光滑。說(shuō)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)，使部分煤體失去了完整性和連續(xù)性。石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)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#煤層情況水平傾斜層理煤層節(jié)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(shuō)明這兩組節(jié)理的形成為古構(gòu)造應(yīng)力作用的產(chǎn)物。說(shuō)明這兩組節(jié)理的形成為古構(gòu)造應(yīng)力作用的產(chǎn)物。石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)（3）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(duì)礦井的開拓和開采有一定影響。石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)

（4）火成巖侵蝕造成煤層整體承載力降低

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3～5#合并層受火成巖侵蝕，上部6m左右發(fā)生變質(zhì)硅化。使煤層在垂向上由原單一正常煤層，發(fā)展成包含煌斑巖、硅化煤、混煤和正常煤等多種成份復(fù)雜結(jié)構(gòu)體。在古構(gòu)造應(yīng)力影響下，下部混煤疏滑松軟、性脆易碎、成碎塊或粉末狀，失去了完整性和連續(xù)性；受壓下層間在滑動(dòng)和揉皺作用下產(chǎn)生了滑動(dòng)面，加上斷裂構(gòu)造影響形成了破碎帶，致使煤層整體承載能力下降，錨桿和錨索等支護(hù)構(gòu)件在煤體中錨固性能局部急劇惡化。（4）火成巖侵蝕造成煤層整體承載力降低。石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)變質(zhì)硅化煤1～2m混煤疏松、性脆易碎

變質(zhì)硅化煤1～2m混煤疏松、性脆易碎混煤層厚

1m混2）特厚煤層全煤巷道圍巖破壞變形。3-5#煤層厚度1.63-29.21m，平均15.72m，屬特厚煤層，層間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)生節(jié)理裂隙發(fā)育。巷道沿底處在全煤巷道中掘進(jìn)，圍巖松軟破碎，局部地段特別破碎。煤層和巖層的不連續(xù)極易發(fā)生離層，巷道圍巖變形破壞范圍較大。⑴頂板突發(fā)斷裂和冒落。由于上部火成巖和構(gòu)造應(yīng)力影響，煤層特厚破碎、頂煤穩(wěn)定性差，頂板容易發(fā)生斷裂，隨時(shí)可能催發(fā)大面積冒落。⑵巷幫片幫嚴(yán)重。巷道兩幫煤體特別破碎，多數(shù)地段發(fā)生嚴(yán)重片幫，形成明顯的倒梯形，寬度局部30%以上，控頂面積增加，巷道支護(hù)難度加大。2）特厚煤層全煤巷道圍巖破壞變形。2、小煤礦采空區(qū)對(duì)事故的影響

塔山煤礦主副平硐及周邊共有小煤礦12座，其中開采石炭系煤層的4座，開采侏羅系2座，停產(chǎn)關(guān)閉的6座。市南郊區(qū)南廣峪煤礦在塔山煤礦建井前，曾在井田內(nèi)主副平硐附近，對(duì)3-5#煤層進(jìn)行了局部開采。據(jù)調(diào)查，其開采在煤層頂部，采高不過3米，采煤方法巷柱式，后因煤層著火于2019年封閉。但在“3.28”事故搶險(xiǎn)過程中，出現(xiàn)了以下情況：（1）3月31日16時(shí)50分，1070膠帶運(yùn)輸大巷向1070輔運(yùn)大巷事故區(qū)域、開掘救援斜巷在貫通點(diǎn)約7平方米的通道左上角，大量煤粉和滾磨圓滑的矸石混合物急泄涌下，涌泄物溫度達(dá)35-40度，貫通點(diǎn)處巷道內(nèi)溫度隨之升高。（2）4月1日16時(shí)45分，貫通點(diǎn)處局部瓦斯?jié)舛冗_(dá)2.5%-4.0%；當(dāng)放煤進(jìn)行到21時(shí)25分時(shí)，距貫通點(diǎn)3米范圍內(nèi)，瓦斯?jié)舛瘸^10%；在距貫通點(diǎn)10米處，瓦斯?jié)舛冗_(dá)4.5%；在1070主運(yùn)大巷與救援斜巷相交巷口處，瓦斯?jié)舛冗_(dá)1.5%；但當(dāng)時(shí)未注意對(duì)CO濃度的測(cè)定。（3）4月2日19時(shí)30分，在救援斜巷繼續(xù)進(jìn)行放煤救援工作時(shí)，貫通點(diǎn)處瓦斯?jié)舛冗_(dá)3.7%，CO濃度為45ppm；在放煤過程中，CO斷續(xù)出現(xiàn)，濃度在15-45ppm之間。2、小煤礦采空區(qū)對(duì)事故的影響

以上現(xiàn)象說(shuō)明，在1070輔運(yùn)大巷上方有小煤礦采空區(qū)和火區(qū)。1070輔運(yùn)大巷垮塌后與上方火區(qū)和采空區(qū)存在溝通關(guān)聯(lián)。1070輔運(yùn)大巷垮塌后，冒落的頂煤將巷道空間全部充填，致使上部采空區(qū)的氣體不能下泄。當(dāng)1070主運(yùn)大巷與1070輔運(yùn)大巷掘進(jìn)頭之間的救援巷貫通后，在放落已冒落的過程中，突泄的大量煤粉和滾磨圓滑的矸石混合物經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)，系小煤窯三輪車（甚至獸力車）長(zhǎng)期碾壓的產(chǎn)物（見煤粉和矸石實(shí)物圖片）。矸石混合物下泄形成了底層救援巷與上層采空區(qū)的通道，盡管救援巷采用的是壓入式通風(fēng)，但仍有上部采空區(qū)瓦斯和CO氣體的泄出。而從1070回風(fēng)大巷所打的救援通風(fēng)鉆孔管道，由于鉆孔管道處于回風(fēng)大巷的負(fù)壓側(cè)，所抽出的氣體為采空區(qū)積聚下的氣體，其瓦斯和CO的濃度大大高于救援巷所測(cè)得的氣體濃度，進(jìn)一步說(shuō)明了1070輔運(yùn)大巷上方采空區(qū)和火區(qū)的存在。上以上現(xiàn)象說(shuō)明，在1070輔運(yùn)大巷上方有小石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)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)及服務(wù)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，達(dá)到強(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(chǎng)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(duì)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。3.斷面參數(shù)與支護(hù)條件有偏差。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(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)更沒有先進(jìn)合理的巷道支護(hù)效果監(jiān)測(cè)反饋手段。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)和使用安全。石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)

5、現(xiàn)場(chǎng)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(lái)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(lái)。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(chǎng)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(zhǎng)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”全方位安全檢查，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(cè)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(cè)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。石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)

四、汲取教訓(xùn)

1、礦井規(guī)劃設(shè)計(jì)方案必須周全，必須采用先進(jìn)的科學(xué)發(fā)展理念指導(dǎo)生產(chǎn)建設(shè)實(shí)踐。項(xiàng)目的研究和設(shè)計(jì)要具有全面性、系統(tǒng)性、針對(duì)性、實(shí)用性，要科學(xué)、有效、安全、可靠。（集團(tuán)公司、礦領(lǐng)導(dǎo)、規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)部門負(fù)責(zé)人教訓(xùn)）

2、籌建大型礦井必須科技創(chuàng)新、技術(shù)引領(lǐng)。從規(guī)劃設(shè)計(jì)到開工建設(shè)，要緊緊依靠國(guó)家級(jí)專業(yè)設(shè)計(jì)院所和科研機(jī)構(gòu)人員全過程、全方位謀劃研究、指導(dǎo)服務(wù)整個(gè)礦井的基建生產(chǎn)和安全運(yùn)營(yíng)。（集團(tuán)公司及礦技術(shù)負(fù)責(zé)人、規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)部門負(fù)責(zé)人、有關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人教訓(xùn)）3、設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)資料、尤其是地質(zhì)報(bào)告和災(zāi)害防治預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)必須準(zhǔn)確。（集團(tuán)公司及礦技術(shù)負(fù)責(zé)人、設(shè)計(jì)技術(shù)部門負(fù)責(zé)人、地測(cè)部門負(fù)責(zé)人教訓(xùn)）

四、汲取教訓(xùn)

4、巷道設(shè)計(jì)首先必須進(jìn)行巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)測(cè)試。包括地應(yīng)力測(cè)量、圍巖強(qiáng)度測(cè)量和圍巖結(jié)構(gòu)觀測(cè)，特殊地質(zhì)構(gòu)造和煤層結(jié)構(gòu)要專項(xiàng)分析測(cè)定。（集團(tuán)公司及礦技術(shù)負(fù)責(zé)人、設(shè)計(jì)技術(shù)部門負(fù)責(zé)人、地測(cè)部門負(fù)責(zé)人教訓(xùn)）（1）采用現(xiàn)代力學(xué)理論進(jìn)行特厚破碎全煤巷道圍巖變形和破壞機(jī)理的理論分析，確定經(jīng)濟(jì)合理安全可行的巷道支護(hù)方式和支護(hù)材料。（2）采用有限差分?jǐn)?shù)值計(jì)算軟件，進(jìn)行巷道圍巖應(yīng)力、變形和破壞范圍計(jì)算，分析各種因素對(duì)巷道支護(hù)效果的影響。（3）特厚破碎煤層全煤巷道支護(hù)材料必須進(jìn)行高強(qiáng)度、高剛度、高錨固的特殊專用適應(yīng)性研究設(shè)計(jì)。

5、施工工藝和施工機(jī)具設(shè)備必須優(yōu)選、合理配置；巷道礦壓顯現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)必須裝備到位，實(shí)時(shí)運(yùn)行；必須制定頂板支護(hù)技術(shù)規(guī)范，定期和不定期進(jìn)行巷道支護(hù)效果檢驗(yàn)評(píng)價(jià)。（集團(tuán)公司及礦技術(shù)負(fù)責(zé)人、設(shè)計(jì)技術(shù)部門負(fù)責(zé)人、地測(cè)機(jī)電材料安監(jiān)調(diào)度部門負(fù)責(zé)人教訓(xùn)）6、現(xiàn)場(chǎng)管理必須扎實(shí)到位。所有從事掘進(jìn)工作人員必須學(xué)習(xí)掌握“三大規(guī)程”，必須學(xué)會(huì)危險(xiǎn)源辨識(shí)及應(yīng)急救援逃生。現(xiàn)場(chǎng)開工前必須進(jìn)行“四位一體”檢查，嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，堅(jiān)持支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)驗(yàn)收制度。（礦及基層管理人員、基層現(xiàn)場(chǎng)操作人員教訓(xùn)）式；上覆頂煤存在離層現(xiàn)象時(shí)如何支護(hù)巷道；均為全煤巷掘進(jìn)，因煤層松軟，層理節(jié)理發(fā)育，整體性差，隨掘隨垮，支護(hù)難度大，大同礦區(qū)沖擊地壓現(xiàn)狀1、突發(fā)性：無(wú)明顯前兆，沖擊時(shí)間短暫；2、多樣性：表現(xiàn)為煤爆、多數(shù)為煤層沖擊，也有頂板及地板沖擊；3、破壞性：造成大范圍煤壁片幫、頂板下沉、底鼓、支架折損、巷道堵塞、人員傷亡；4、復(fù)雜性：各種采煤方法均有發(fā)生；5、區(qū)域性：同家梁礦11＃層311盤區(qū)區(qū)內(nèi)發(fā)育四條斷層圈定范圍內(nèi)；忻州窯礦西部沖擊地壓明顯，東部較弱。六、塔山礦井煤層沖擊傾向性分析

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。在基本建設(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(duì)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)勘探的基礎(chǔ)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(cè)及特殊構(gòu)造探測(cè)等）和周邊小窯開采狀況調(diào)查工作。五、防范措施

2、邀請(qǐng)煤科院進(jìn)行了全面系統(tǒng)的圍巖地質(zhì)力學(xué)測(cè)試，為巷道穩(wěn)定性分析和巷道支護(hù)設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3、配合天地科技公司進(jìn)行了深入細(xì)致的特厚破碎圍巖巷道變形和破壞機(jī)理的理論分析，弄清了圍巖和支護(hù)的相互作用關(guān)系。最終確定火成巖侵入影響的特厚破碎全煤巷道應(yīng)采用高強(qiáng)度、高剛度錨桿錨索支護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一次支護(hù)就能有效控制圍巖變形與破壞，避免大量的巷道維修。

4、徹底改變石炭系火成巖侵入影響的特厚破碎煤層全煤巷道的支護(hù)方式，采用高強(qiáng)度、高剛度錨桿錨索支護(hù)系統(tǒng)，取代原有的低強(qiáng)度、低剛度錨桿錨索支護(hù)系統(tǒng)。根據(jù)礦井具體情況，研制開發(fā)了17.8mm的錯(cuò)層注漿錨索及其配套附件，達(dá)到在火成巖侵入影響的變質(zhì)混煤賦存很不穩(wěn)定的特厚破碎煤層中，根據(jù)圍巖具體條件提高圍巖完整性確保巷道安全的基本目的。

5、在典型地點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的錨桿受力和錨索受力等方面的監(jiān)測(cè)，研究了采場(chǎng)礦壓對(duì)特厚破碎煤層全煤巷道支護(hù)的影響狀況，評(píng)價(jià)了現(xiàn)有支護(hù)參數(shù)條件下巷道的穩(wěn)定程度和支護(hù)效果。

2、邀請(qǐng)煤科院進(jìn)行了全面系統(tǒng)的圍巖地質(zhì)力學(xué)測(cè)試

6、理論聯(lián)系實(shí)際?？蒲性O(shè)計(jì)成果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作人員有效結(jié)合、聯(lián)合攻關(guān)。建立健全支護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及施工操作規(guī)范，加強(qiáng)錨桿支護(hù)技術(shù)培訓(xùn)，提高作業(yè)人員素質(zhì)。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和規(guī)程要求作業(yè)，確保支護(hù)系統(tǒng)安全實(shí)施、質(zhì)量可靠。

7、支護(hù)技術(shù)不斷配套完善。巷道支護(hù)形式確定，支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)，支護(hù)材料選擇，工藝機(jī)具操作，安全技術(shù)措施，礦壓綜合監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)監(jiān)管等要不斷更新完善和成龍配套。該初始設(shè)計(jì)實(shí)施于井下后，還應(yīng)得到礦壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證或根據(jù)礦壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所反饋的信息進(jìn)行必要的修正，確保支護(hù)質(zhì)量萬(wàn)無(wú)一失。

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(wú)縱筋螺紋鋼，長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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)角度為與巷道表面垂直。錨索：?jiǎn)胃摻g線，直徑為17.8mm，長(zhǎng)度為8300mm，加長(zhǎng)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(zhǎng)度為2500mm。然后灌注水泥漿進(jìn)行全長(zhǎng)錨固，水泥標(biāo)號(hào)為525#，水灰比為0.5：1，最終注漿壓力為1.5-2.0MPa。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。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)：2）巷幫支護(hù)：錨桿形式和規(guī)格：桿體采用22#左旋無(wú)縱筋螺紋鋼，長(zhǎng)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(zhǎng)錨固，采用一支樹脂藥卷，規(guī)格為Z2360。鉆孔直徑為28mm，錨固長(zhǎng)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。2）巷幫支護(hù)：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，服務(wù)年限很長(zhǎng)，對(duì)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，快速封閉巷道表面的節(jié)理裂隙，防止煤巖的風(fēng)化剝蝕，增加巷道表面強(qiáng)度，與圍巖一起形成共同的承載結(jié)構(gòu)，需要對(duì)其表面進(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。

3）噴射混凝土

4）巷道礦壓觀測(cè)系統(tǒng)礦壓監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)礦壓監(jiān)測(cè)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(cè)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)，并保證巷道的安全狀態(tài)。礦壓監(jiān)測(cè)分為綜合監(jiān)測(cè)和日常監(jiān)測(cè)。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安全。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(cè)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(cè)站，六條巷道共安設(shè)10個(gè)測(cè)站。每個(gè)測(cè)站包括兩個(gè)巷道表面位移監(jiān)測(cè)斷面，一個(gè)頂板離層監(jiān)測(cè)斷面，一個(gè)錨桿受力監(jiān)測(cè)斷面和兩個(gè)錨索受力監(jiān)測(cè)斷面。

5)破碎段支護(hù)：在正常段支護(hù)的基礎(chǔ)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)。

石炭系煤層頂板事故典型案例(塔山煤礦328頂板事故)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回風(fēng)巷，拱形斷面，寬×高＝5400×4200mm，墻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皮帶巷，拱形斷面，寬×高＝4200×4720mm，墻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)。1070輔助巷，拱形斷面，寬×高＝5800×4350mm，墻C8102切眼長(zhǎng)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)。C8102切眼長(zhǎng)230.5米，矩形斷面，寬×高＝8800×3六、實(shí)施效果

從2019年7月至今，塔山煤礦應(yīng)用煤科院天地科技公司《火成巖侵入影響的特厚破碎煤層全煤巷道支護(hù)技術(shù)研究》設(shè)計(jì)成果，施工掘進(jìn)的16萬(wàn)多米巷道質(zhì)量達(dá)標(biāo)、安全可靠。現(xiàn)場(chǎng)施工除首采面順槽兩幫的護(hù)幫錨桿實(shí)際使用的是原設(shè)計(jì)Φ18×1700mm，其他巷道基本按照天地公司設(shè)計(jì)的支護(hù)方案施工。在井下施工實(shí)踐中，通過錨桿拉拔和錨索拉拔對(duì)支護(hù)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)破碎地段進(jìn)行了頂板窺視和安裝了頂板離層在線監(jiān)控系統(tǒng)。通過多年實(shí)踐證明，目前的支護(hù)形式是可靠的，有效地保障了塔山石炭系超厚破碎煤層巷道安全掘進(jìn)。從現(xiàn)場(chǎng)施工看，由于支護(hù)工作量較大，大巷施工日進(jìn)度7米/日左右，與礦井高效需求和采掘接續(xù)稍有差距，但安全有效掘進(jìn)實(shí)現(xiàn)了。今后需要解決如何實(shí)現(xiàn)支護(hù)方式和快速掘進(jìn)的良好契合。

六、實(shí)施效果現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

強(qiáng)力錨桿錨索支護(hù)狀況現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

強(qiáng)力錨桿錨索支護(hù)狀況1070輔運(yùn)巷現(xiàn)狀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(lái)狠抓安全工作的實(shí)踐證明，造成事故的原因不外乎三個(gè)：一是人的不安全行為，二是物的不安全狀態(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)槿说牟话踩袨槭侨说陌踩庾R(shí)不強(qiáng)所致；物的不安全狀態(tài)表面看與人無(wú)關(guān)，其實(shí)大多也是由人的行為造成的。因此，安全工作必須堅(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安全工作以人為本，歸根到底是要提高每一個(gè)人的安全素養(yǎng)，建立個(gè)人的安全文化。塔山煤礦以精細(xì)規(guī)范的安全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”的安全生產(chǎn)防線?！?.28”事故后，塔山煤礦痛定思痛、汲取教訓(xùn)、