一、工程概況
（一）工作面開采條件
哈拉溝礦22529綜采工作面為“刀把子”面，分別由22529-1面、22529-2面、22529-3面、22529-4面四個面組成，推進總長度1741.2m。其中22529-3面煤厚2～5.8m，平均煤厚4.75m，設(shè)計采高4.7m，煤層可采性指數(shù)為1，煤厚變異系數(shù)為30.6%，煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤層傾角1～3°，屬較穩(wěn)定型煤層。
表1? 22529-4面煤層頂?shù)装逄卣鞅?br> 頂?shù)装?巖石名稱 最小-最大
平均（m） 巖? 性? 特? 征
老? 頂 粗砂巖 21.3～8.05
10.8 灰白色，成分以石英,長石為主,分選較差,次棱角狀,泥質(zhì)膠結(jié)。
直接頂 細粒砂巖 10.65～1.9
6.4 灰色，泥質(zhì)膠結(jié)，交錯層理，層面含云母片。
直接底 砂質(zhì)泥巖 31.63～1.5
12.98 深灰色，泥質(zhì)膠結(jié)，含大量植物莖葉化石。遇水易軟化，局部為粉砂巖。
主要配套設(shè)備
選用JOY7LS6/LWS604型采煤機一臺，裝機功率1860kW。配備JOY 3×1000kW變頻的刮板運輸機及配套的500kW/1140V轉(zhuǎn)載機、400kW/3300V破碎機各一臺。選用鄭煤6.3m改5.5m[ZY12000/25.5/55]二柱掩護式液壓支架，22529-3面配套221臺（補充鄭煤6.3m改5.5m[ZY12000/25.5/55]支架97臺，鄭州四維5.5m支架38臺， DBT5.5m支架86臺），其中端頭支架7臺（頭3尾4），過渡支架2臺（頭尾各1臺），支架采用PM32電液控制系統(tǒng)可實現(xiàn)鄰架、成組順序、手動操作等功能。
回順超前支架：選用兩臺太原煤科院生產(chǎn)的ZFDC11600/19.5/40型液壓式超前支架支護來管理回風(fēng)順槽頂板。
（三）巷道支護情況
22529回順一巷道直接頂為泥質(zhì)粉砂巖，厚度1.9～10.7m，老頂為細砂巖，厚度大于20m，均屬于較穩(wěn)定巖層。巷道選取Ф16×1800mm圓鋼錨桿，排距1.2m，每排4根+1根1.2m錨桿。21聯(lián)巷頂板破碎區(qū)域原采用錨索＋W鋼帶補強支護，錨索規(guī)格為Ф17.8×8000mm，W鋼帶規(guī)格為4600mm×230mm×4mm，錨索排距3m，3根/排。如圖1所示。為確保綜采工作面回采安全，10月份，在頂板破碎區(qū)域補打錨索支護，即兩排鋼帶間補打2根散錨索，錨索規(guī)格為Ф17.8×8000mm。

二、事故經(jīng)過及造成的損失
（一）事故經(jīng)過
2015年12月6日四點班，22529-3面回采至剩余120m貫通位置，22：50分，推溜工在操作機尾超前支架時，超前支架頂梁上方頂板出現(xiàn)離層，形成全斷面2m寬、冒高約2m的冒頂。
立即將現(xiàn)場情況向礦調(diào)度室匯報，2015年12月7日夜班，礦井安排施工隊對冒頂區(qū)域進行錨索+錨桿+金屬網(wǎng)聯(lián)合支護，7日四點班恢復(fù)生產(chǎn)。
8日零點班接班后，正常組織生產(chǎn)，機尾進刀三次于凌晨3點48分在移機尾超前支架時，機尾原冒頂區(qū)域附近有少量巖石冒落，跟班副隊長及時將現(xiàn)場情況匯報調(diào)度室，礦調(diào)度室回復(fù)快速推進通過，7點左右再一次操作超前架時，頂板冒落嚴重，極為破碎的巖石漏下，最終形成長度5.8m、厚度約3m、寬約5.6m的冒頂，導(dǎo)致工作面停機。
造成的損失
2015年12月8日9點停機后，處理冒頂及施工補強支護措施，12月9日16時恢復(fù)生產(chǎn)，共影響生產(chǎn)31小時，影響產(chǎn)量2.4萬噸。
三、事故原因分析
（一）直接原因
1、頂板支護強度不足。通過冒頂過程和冒頂后的頂板狀況分析，此次冒頂屬于漏垮型冒頂。
22529-3回順一剩余60～120m段頂板由于受F96 40°∠33° H=2.2m、F97 35°∠45° H=1.1m等斷層群和沖刷等地質(zhì)構(gòu)造影響，頂板破碎嚴重，掘進期間巷道頂板曾發(fā)生不同程度的冒落，導(dǎo)致該段頂板不平整。
2、綜采一隊未按照作業(yè)規(guī)程規(guī)定管理工作面端頭頂板。為生產(chǎn)時減少拉超前支架次數(shù)，22529工作面機尾端頭支架與超前支架間電纜、液管長度較大，綜采工作面端頭支架頂梁與超前支架后梁間距大于3m。12月7日冒頂發(fā)生前，巷道頂板比較破碎，綜采隊未根據(jù)現(xiàn)場情況縮短端頭支架頂梁與超前支架后梁之間的距離，導(dǎo)致端頭空頂面積較大。
間接原因
1、超前支架對頂板的反復(fù)擠壓作用加劇了頂板的破碎程度。該段頂板本身較為破碎，且伴有離層現(xiàn)象，而超前支架在立柱升降過程中，對已經(jīng)破碎、離層的頂板進行反復(fù)擠壓，從而使頂板離層程度更加惡化；頂板不平整，超前支架頂梁對頂板的初撐力不均勻也是使頂板狀況變差的一個原因。
2、該段斷層較多，頂板裂隙發(fā)育，斷層面比較光滑，使上下盤之間粘結(jié)力差，尤其是該段頂板有一個探放水孔，斷層面成為導(dǎo)水裂隙，使得上下盤無粘結(jié)力，彼此分離，巖石破碎。
（三）主要原因
1、技術(shù)人員對頂板管理的安全意識有待提高，對頂板管理的風(fēng)險預(yù)控能力不足，存在僥幸心理和經(jīng)驗主義思想，導(dǎo)致對頂板破碎段的風(fēng)險評估不到位。
2、綜采一隊對22529工作面危險源辨識不到位，順槽敲幫問頂措施執(zhí)行不到位，跟班隊干對回順破碎頂板區(qū)域巡查不到位。
3、破碎頂板區(qū)域補強支護強度不夠；片面的認為錨索補強后即可以，忽視了頂板遇水軟化錨桿需要補強的問題。
四、采取的措施及取得的效果
（一）采取的措施
1、冒頂區(qū)馬麗散加固、錨索補強支護
（1）21聯(lián)巷口巷道頂板面積大，且受工作面超前壓力影響，需進行補強支護。由于21聯(lián)巷口附近發(fā)生冒頂，需對聯(lián)巷口處頂板注射馬麗散進行加固，并在21聯(lián)巷內(nèi)頂板采用錨索＋W鋼帶進行補強支護，錨索規(guī)格為φ22×8000mm，鋼帶規(guī)格為4200×230×3mm。原巷道錨索支護排距為3m，在原兩排錨索之間，補打1排錨索支護，與頂板原有支護交錯布置。同時，在21聯(lián)巷靠近聯(lián)巷口側(cè)頂板補打叢柱，3根木點柱為一組，共補打5組。同時，在聯(lián)巷、回順交叉口補打3.5m單體補強支護。
（2）為確保后期冒頂區(qū)域周圍注射馬麗散加固頂板及施工吊掛錨索安全，需對超前支架兩邊打錨索補強支護。超前支架與巷道正幫間距離近2m，在支架與正幫中部施工一排錨索＋W鋼帶補強支護，錨索規(guī)格為φ22×8000mm，鋼帶規(guī)格為4200×230×3mm。
冒頂區(qū)馬麗散加固從12月8日至12月10日，共注入馬麗散7.9噸。冒頂區(qū)馬麗散加固位置如圖2所示。

圖2 冒頂區(qū)馬麗散加固示意圖
2、冒頂區(qū)羅克休充填
為保證22529-3綜采工作面推進至冒頂區(qū)域時的，支架頂梁有效接頂，對冒頂區(qū)域采用羅克休進行充填。
（1）在端頭支架和超前支架側(cè)距離巷道正副幫不大于0.6m的位置施工起吊錨索，共施工4根起吊錨索。
（2）將2根工字鋼兩端頭割開眼穿過起吊錨索，并用托盤、鎖具固定。工字鋼長度根據(jù)現(xiàn)場端頭支架與超前支架間距離確定，工字鋼開眼位置與兩端頭距離不得小于15cm。
（3）在兩根工字鋼上方平行工作面走向搭設(shè)6根5.6m長的10#槽鋼及木板。木板間提前鑿開大于42mm的注射高分子材料眼，以便后期注射羅克休、馬麗散使用。
（4）注射羅克休充填冒頂區(qū)域。從提前留設(shè)的注射眼處設(shè)置不同長度的注射管注射羅克休，注射期間采用面紗等材料及時堵住材料，防止材料外流。具體冒頂現(xiàn)場情況及充填施工如圖3所示。
冒頂區(qū)域尺寸為長×寬×高：4×5.6×3m，共注入羅克休材料4噸，有效充填了冒頂區(qū)域。

圖3? 冒頂現(xiàn)場情況及充填施工圖
3、頂板破碎區(qū)域馬麗散加固、錨索補強支護
冒頂區(qū)域注射馬麗散加固后，對超前支架至22529-3回撤通道之間頂板破碎區(qū)域頂板進行注射馬麗散加固，同時，對該區(qū)域頂板采用錨索＋W鋼帶補強支護，錨索規(guī)格為φ22×8000mm，鋼帶規(guī)格為4200×230×3mm。原巷道錨索支護排距為3m，在原2排錨索之間，補打1排錨索支護。
頂板破碎區(qū)域馬麗散加固從12月10日至12月13日，共注入馬麗散23.4噸。頂板破碎區(qū)馬麗散加固位置如圖4所示。

圖4? 頂板破碎區(qū)馬麗散加固示意圖
從12月8日至12月14日，冒頂區(qū)、頂板破碎區(qū)共注入馬麗散31.3噸、羅克休4噸，補打錨索160套，W鋼帶45條。
冒頂區(qū)域補打錨索、注射馬麗散加固、施工吊掛錨索等工作時，作業(yè)人員務(wù)必在有效支護下方作業(yè)，并嚴格執(zhí)行敲幫問頂。支護錨索初漲力不得小于16噸，抗拔力不得小于22.4噸，錨索外露長度不得大于200mm。
取得的效果
1、補強支護措施效果好。對漏頂區(qū)域和頂板破碎段注羅克休和馬麗散，并對該段頂板吊工字鋼，21聯(lián)巷口架設(shè)工字鋼棚。對22529-3回順一距貫通50m處頂板在原有支護基礎(chǔ)上進行補強支護，補強支護方式為錨索（φ22×8000mm）+W鋼帶+金屬網(wǎng)（8#金屬網(wǎng)，網(wǎng)格45×45mm）全斷面支護，錨索排距1～1.5m，3根/排，上W鋼帶，與頂板原有支護交錯布置。
2、通過對破碎頂板注高分子材料，有效將破碎頂板凝結(jié)為整體，后期回采過程中，注入高分子材料頂板出現(xiàn)懸頂，充分說明高分子材料對破碎頂板的凝結(jié)力很強。
3、冒頂區(qū)采取加設(shè)工字鋼棚，并對空洞頂板注入高分子材料，保證了支架接頂，效果較好。
五、事故經(jīng)驗教訓(xùn)
（一）事故發(fā)生后的反思
1、嚴格按照規(guī)定控制好綜采工作面端頭支架頂梁與超前支架后梁之間的距離，遇巷道頂板條件差時，應(yīng)將兩者距離最小化，以減小端頭空頂面積；巷道頂板條件差時，拉超前支架前必須采取措施保護錨索不受損壞。
2、日常檢查方面：巷道掘進支護時，規(guī)范錨桿機司機操作，確保錨桿支護到位有效；巷道構(gòu)造區(qū)域，采用電子式頂板離層儀以提高觀測精度，同時，在構(gòu)造附近增設(shè)頂板離層儀，以便后期觀測構(gòu)造區(qū)域頂板變化情況；加強井下巷道巡查，將構(gòu)造影響巷道作為巡查重點，發(fā)現(xiàn)頂板離層、開裂、掉渣等現(xiàn)象，及時補強支護。
3、綜采工作面過斷層時，若頂板比較破碎，提前探測頂板情況，確定是否需要采取補強支護、注漿加固等措施。
4、綜采工作面過構(gòu)造時，嚴格按照規(guī)定控制好綜采工作面端頭支架頂梁與超前支架后梁之間的距離，遇巷道頂板條件差時，應(yīng)將兩者距離最小化，以減小端頭空頂面積；巷道頂板條件差時，拉超前支架前必須采取措施保護錨索不受損壞。
5、綜采隊跟班隊干須提高責(zé)任心，加強兩順槽頂板巡查，尤其兩端頭是重點觀察區(qū)域，發(fā)現(xiàn)頂板離層、漏矸等問題，隊內(nèi)根據(jù)情況采取打單體、木點柱等措施支護，并及時反饋，以便及時處理。
6、綜采隊發(fā)現(xiàn)問題需及時整改，且整改必須到位，確保安全生產(chǎn)。
7、特殊條件重點管理。對綜采過地質(zhì)構(gòu)造、上覆采空區(qū)、過集中煤柱、薄基巖富水區(qū)等特殊條件，要在事前認真做好風(fēng)險評估，尤其是加強地質(zhì)構(gòu)造段頂板的支護強度，防止出現(xiàn)頂板離層等現(xiàn)象；事中做好巷道排查，對頂板破碎段加強巡查，發(fā)現(xiàn)問題及時有效解決，防止頂板離層、破碎進一步擴大。
8、規(guī)范操作，加強超前頂板管理工作。加強綜采順槽頂板破碎段的管理，規(guī)范使用超前架，使超前架與端頭架的距離符合規(guī)程措施中的規(guī)定，并對頂板不平整段要做好錨索的保護和支架接頂工作，保證支護效果。
管理層面的問題
1、設(shè)計方面：巷道支護設(shè)計時，重點區(qū)域重點對待，一條巷道根據(jù)地質(zhì)條件分段設(shè)計，不同巷道對應(yīng)的支護方案。當(dāng)巷道過構(gòu)造時，適當(dāng)增加錨桿、錨索支護的間排距，確保掘進時一次性支護強度到位，避免支護后構(gòu)造區(qū)域頂板離層、破碎嚴重，影響后期綜采工作面正常推進。
2、掘進巷道過構(gòu)造時，根據(jù)實際情況改變支護強度、方式等，適當(dāng)增加錨桿、錨索支護的間排距，確保掘進時一次性支護強度到位，避免支護后構(gòu)造區(qū)域頂板離層、破碎嚴重，影響后期綜采工作面正常推進。鋼筋網(wǎng)支護強度低，易開焊，建議巷道過構(gòu)造時，掛8#鉛絲網(wǎng)護頂。
3、巷道放水孔施工時，必須考慮頂板情況，構(gòu)造區(qū)域避免施工放水孔，無法避開時，需加強支護。
4、綜采隊日常作業(yè)中，危險源辨識必須到位，規(guī)程措施執(zhí)行到位，員工按要求操作到位，現(xiàn)場標(biāo)準化到位。
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