一、工程概況
52307綜采工作面推進(jìn)長(zhǎng)度4462.6m，工作面長(zhǎng)度301m，煤厚7.1～7.4m，上覆基巖厚度為135～165m。
煤層情況
工作面煤厚7.1～7.4m，平均7.2m。煤層底部發(fā)育1～2層夾矸，夾矸厚度約0.05～0.15m，巖性為泥巖。工作面煤層整體呈寬緩坡?tīng)顦?gòu)造，底板標(biāo)高為987.8～1025.5m，最大相對(duì)高差為37.8m。工作面煤層特征表如表1所示。
表1 煤層特征表
煤層厚度（m） 7.2 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 傾角 1～3°
煤層情況?????? 工作面煤厚7.1～7.4m，平均7.2m，宏觀煤巖類(lèi)型以半暗型、半亮型煤為主，夾部分亮煤及暗煤。煤層底部發(fā)育1～2層夾矸，夾矸厚度約0.05～0.15m，巖性為泥巖。工作面煤層整體呈寬緩坡?tīng)顦?gòu)造，底板標(biāo)高為987.8～1025.5m，最大相對(duì)高差為37.8m。
煤層頂?shù)装迩闆r
52307綜采工作面煤層頂?shù)装迩闆r如表2所示。
表2? 52307綜采工作面煤層頂?shù)装迩闆r表
頂?shù)装?巖石名稱(chēng) 厚度(m) 巖性特征
老頂 細(xì)砂巖 2.9～21.8 灰白色，分選中等，磨圓度好，成分以石英為主，泥質(zhì)膠結(jié)，波狀層理。
直接頂 粉砂巖 0～2.8 灰色，微波狀層理，泥質(zhì)膠結(jié)，富含植物化石。
偽頂 泥巖 0～0.25 灰色、灰褐色，水平層理發(fā)育。
直接底 粉砂巖 1.7～5.2 灰色，泥質(zhì)膠結(jié)，水平層理發(fā)育，局部有泥巖、粗砂巖薄層發(fā)育。
（三）工作面設(shè)備配套情況
52307綜采工作面設(shè)備配備情況見(jiàn)表3所示。

表3? 52307綜采工作面設(shè)備配備情況
序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 規(guī)格型號(hào) 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 規(guī)格型號(hào)
1 采煤機(jī) EKF SL1000-6698 5 刮板輸送機(jī) 3×1600KW
2 中部支架 ZY18000/32/70D 6 轉(zhuǎn)載機(jī) 700/350KW
3 端頭支架 ZYT18000/28/55D 7 破碎機(jī) 700/350KW
4 過(guò)渡支架 ZYG18000/32/70D??
（四）工作面礦壓情況
通過(guò)對(duì)52307綜采工作面礦壓數(shù)據(jù)的收集統(tǒng)計(jì)，得到52307工作面礦壓顯現(xiàn)主要規(guī)律如下：
（1）工作面周期來(lái)壓步距20～30m，平均來(lái)壓步距25m，具體見(jiàn)下表。
表4? 工作面推進(jìn)至3105～3244m和3285～3415m期間來(lái)壓步距統(tǒng)計(jì)表
周期來(lái)壓起始位置/m 3107～3130 3130～3156 3156～3185 3185～3205 3205～3225
來(lái)壓步距/m 23 26 29 20 20
周期來(lái)壓起始位置 3286～3315 3315～3345 3345～3372 3372～3393 —
來(lái)壓步距/m 29 30 27 21 —
平均來(lái)壓步距 25m
（2）工作面周期來(lái)壓時(shí)壓力值在450bar左右，局部壓力顯現(xiàn)強(qiáng)烈區(qū)域壓力值達(dá)到470bar。其中來(lái)壓持續(xù)段長(zhǎng)度5.6～8m，安全閥開(kāi)啟率30%，工作面活柱下縮量300mm左右，兩順槽頂板無(wú)離層和下沉等情況。
（3）工作面推進(jìn)至3280m后，工作面周期來(lái)壓的同步性較差，整體上呈現(xiàn)前半部和后半部?jī)啥谓惶鎭?lái)壓的特點(diǎn)。其中前半部壓力集中在25～80#架區(qū)域，后半部壓力集中在60～135#架區(qū)域。
（4）工作面推進(jìn)至3010m之后，平均來(lái)壓步距約25m，較之前的來(lái)壓步距明顯增大。在之前工作面推進(jìn)至2600～2850m區(qū)域時(shí)，平均來(lái)壓步距15.5；推進(jìn)至2850m至3010m區(qū)域時(shí)，平均來(lái)壓步距19.7m。分析引起周期來(lái)壓步距增大的主要原因是工作面的推進(jìn)速度加快和埋深逐步增大。
（5）工作面最近一次的來(lái)壓位置為距切眼3393m處，來(lái)壓持續(xù)了9m，壓力甩過(guò)后至目前停機(jī)位置（距切眼3415m），工作面呈現(xiàn)無(wú)壓狀態(tài)。
二、事故經(jīng)過(guò)及造成的損失
2017年3月28日，大柳塔煤礦7.0m采高52307工作面推進(jìn)至3413m處，采煤機(jī)停在130～140#支架正常停機(jī)檢修，液壓支架壓力數(shù)據(jù)為260～310bar。12:10分工作面133～145#支架采空區(qū)老頂垮落，將133～145#支架推出，將運(yùn)輸機(jī)及采煤機(jī)推出擠在煤幫上。12:20跟班隊(duì)干匯報(bào)礦調(diào)度指揮中心，啟動(dòng)故障搶修預(yù)案。12:45經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)診斷，發(fā)現(xiàn)采煤機(jī)左搖臂耳座托架變形，左行星減速機(jī)構(gòu)外齒圈斷裂、行星頭浮動(dòng)密封損壞，右搖臂行星減速機(jī)構(gòu)內(nèi)部軸承損壞，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法修復(fù)，確定更換左、右搖臂。23:00左、右搖臂更換完畢，開(kāi)始試生產(chǎn)，3月29日0:00正式恢復(fù)生產(chǎn)，影響生產(chǎn)10小時(shí)，直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)500萬(wàn)元。
三、事故原因分析
工作面回采速度加快，周期來(lái)壓步距變大。自2017年3月15日開(kāi)始52307綜采面調(diào)整為主采，工作面周期來(lái)壓步距逐漸增加，頂板懸垮距離變大。
由于工作面回風(fēng)順槽頂板支護(hù)作用及順槽煤柱支撐作用，造成工作面機(jī)尾三角區(qū)域老頂在工作面周期來(lái)壓時(shí)未及時(shí)垮落，老頂形成大塊結(jié)構(gòu)。
（三）52307工作面在133～145#支架上覆老頂形成大塊結(jié)構(gòu)后，整塊結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)、下沉，作用于支架掩護(hù)梁，對(duì)支架掩護(hù)梁施加一個(gè)向前的分力，推動(dòng)支架前移，將采煤機(jī)擠在煤壁上，損壞采煤機(jī)搖臂。
52307工作面支架推出機(jī)理示意圖如圖3和圖4所示。
（四）52307工作面平均采高6.8m，上覆直接頂最厚為2.8m。直接頂緊跟工作面垮落后，最大充填高度4.5m（碎脹系數(shù)1.6），垮落矸石無(wú)法完全充填支架后冒落空間，導(dǎo)致支架后垮落矸石與老頂間存在較大間隙，無(wú)法對(duì)老頂垮落形成支撐和緩沖作用，使老頂垮落直接作用于支架掩護(hù)梁，導(dǎo)致支架被推出。
四、采取的防治措施及取得的效果
提前對(duì)工作面兩端頭三角區(qū)頂板實(shí)施高壓水預(yù)裂。在工作面兩端頭區(qū)域上覆頂板采用高壓水預(yù)裂技術(shù)提前弱化老頂，預(yù)裂鉆孔深度一般為30m，在需要施工的區(qū)域沿順槽方向每15～20m預(yù)裂一次。
兩順槽嚴(yán)格執(zhí)行退錨措施。兩順槽端頭架頂梁前端4m范圍提前實(shí)施退錨，切斷端頭三角區(qū)域易形成懸頂?shù)臈l件。
（三）盡量保證工作面勻速推進(jìn)。避免推進(jìn)速度過(guò)快或者過(guò)慢，造成老頂周期來(lái)壓不規(guī)律，更容易形成架后懸頂。
（四）工作面采高嚴(yán)禁超過(guò)6.9m。7m采高液壓支架的最大升起高度為7m，為了確保支架接頂支護(hù)效果良好，工作面采高嚴(yán)禁超過(guò)6.9m。
（五）加強(qiáng)工作面支架管理。保證支架架形及支撐狀態(tài)良好，前梁接頂嚴(yán)密，初撐力達(dá)到252bar，護(hù)幫板到位。有懸頂?shù)膮^(qū)域安排專(zhuān)人檢查，二次補(bǔ)升初撐力到位。嚴(yán)格執(zhí)行頂板管理“五到位”制度，即護(hù)幫板到位、初撐力到位、伸縮梁到位、跟機(jī)拉架到位、超前拉架到位。
（六）加強(qiáng)工程質(zhì)量管理。保證工作面工程質(zhì)量，保持頂?shù)装迤秸?，控制好煤機(jī)抬落刀幅度，尤其嚴(yán)禁采煤機(jī)連續(xù)臥刀，避免造成工作面底板連續(xù)下坡給支架推出創(chuàng)造條件。
（七）統(tǒng)計(jì)好礦壓數(shù)據(jù)，采煤技術(shù)員及時(shí)對(duì)礦壓進(jìn)行分析，準(zhǔn)確掌握來(lái)壓規(guī)律，預(yù)測(cè)來(lái)壓前及時(shí)告知。
五、事故經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
分析采煤機(jī)搖臂損壞事故原因，吸取教訓(xùn)，制定了專(zhuān)項(xiàng)的防范措施。
生產(chǎn)期間安全防范措施
1、工作面有懸頂時(shí)，禁止任何人到架前作業(yè)，禁止在架縫間停留或坐在架間液管上休息。
2、懸頂區(qū)域支架工拉架應(yīng)滯后底滾筒拉架，預(yù)防懸頂垮落推出煤機(jī)損壞采煤機(jī)。
3、更換架前安全立銷(xiāo)，觀察無(wú)懸頂時(shí)方可更換，必須有專(zhuān)人監(jiān)護(hù)，保證護(hù)幫板支護(hù)到位，初撐力到位，關(guān)閉本架鄰架閉鎖及進(jìn)液截止閥。
4、生產(chǎn)過(guò)程中馬蒂爾司機(jī)、機(jī)頭工系好保險(xiǎn)帶，防范老頂垮落颶風(fēng)沖擊。
5、機(jī)頭吃三角煤或推移機(jī)頭機(jī)尾時(shí)，專(zhuān)人監(jiān)護(hù)禁止人員通過(guò)；馬蒂爾司機(jī)和機(jī)頭工監(jiān)護(hù)好通過(guò)運(yùn)輸順槽過(guò)往的人員。通過(guò)時(shí)要迅速，發(fā)現(xiàn)有耳鳴或耳膜壓迫感時(shí)立即蹲下并抓住身邊固定可靠物體。
6、拉超前支架必須拉好過(guò)渡架，便于人員通過(guò)，防止液管與大柱距離過(guò)近人員通過(guò)時(shí)支架突然推出，夾傷行人。
7、加強(qiáng)員工的教育培訓(xùn)，確保每一位員工熟悉采空區(qū)老頂垮落的危害及防范措施。
檢修作業(yè)期間安全防范措施
1、機(jī)頭機(jī)尾30架范圍內(nèi)，禁止采煤機(jī)停機(jī)檢修，應(yīng)該在端頭30架范圍外的三無(wú)地帶且采空區(qū)無(wú)懸頂處停機(jī)檢修。
2、檢修采煤機(jī)區(qū)域禁止其他崗位平行作業(yè)，檢修煤機(jī)區(qū)域護(hù)幫板、初撐力、伸縮梁必須到位。檢修煤機(jī)滾筒時(shí)必須做二次防護(hù)。
3、檢修時(shí)三角煤不要割透，割出機(jī)窩就行。
4、懸頂檢修時(shí)，初撐力必須升緊達(dá)到252bar以上，護(hù)幫板必須打到位，嚴(yán)禁登高作業(yè)。
5、懸頂區(qū)域禁止降架檢修檢修支架。
6、在端頭檢修三機(jī)時(shí)登高作業(yè)必須系安全帶，并且專(zhuān)人監(jiān)護(hù)。
7、檢修期間人員嚴(yán)禁站在架縫中間，防止來(lái)颶風(fēng)時(shí)把作業(yè)人員吹在大腳前。
案例四：補(bǔ)連塔煤礦12401綜采面頂板漏冒事故