华丰煤矿冲击事故.doc

华丰煤矿冲击事故 一、工作面概况 3406（1）和3407（1）工作面分别为华丰矿-750m水平三采区第二、第三阶段四层煤上分层工作面。四层煤厚度为6.4m，分3层开采，上分层采高2.2m，倾角平均为34。直接顶为2.0m厚的粉砂岩，基本顶为70余米厚的砂岩，粉、中、粗砂岩互层，其上为40余米厚的红土层，再上为650余米厚的坚硬巨厚砾岩层至地表。 3406（1）工作面上、下平巷标高为-537m、-635m，3407（1）工作面上、下平巷标高为-623m、-724m。3406（1）工作面上为3405（1）采空区，下为3407（1）工作面，东为2407采空区，西为井田边界，3407（1）工作面下为末采区，东为2408（1）采空区，西为井田边界。 工作面采用走向长壁垮落法采煤，采用DZ25/100型单体液压支柱配合1.0m的铰接顶梁支护，特殊支护为切顶排单排抬棚，最大控顶距为4.0m，最小控顶距为3.0m，三、四排管理顶板。 二、冲击地压事故 3406（1）工作面“7.5”冲击地压经过 2001年7月5日4点05分，在3406（1）工作面下出口发生一次ML1.7级冲击地压，当时工作面正在回柱。冲击影响范围为工作面下头60m及下平巷超前60m，严重影响区为工作面下头40m及下平巷超前40m，工作面底臌1.0～1.5m，支柱底端向采空区侧推移0.3～0.7m，造成工作面断、弯支柱多棵，支架结构严重变形；下平巷40m范围内端面收缩50～70，巷道底臌1.0～1.5m，运输设备向下帮位移0.5～0.8m，严重影响工作面的安全生产，造成3人重伤，9人轻伤。 3407（1）工作面“11.3”冲击地压经过 华丰矿3406（1）工作面“7.5”冲击地压发生后，为协调开采，放慢工作面推进速度，2001年8月投产了3407（1）工作面，至11月3日3407（1）工作面推进80m，11月3日夜班23时22分，工作面下端放头炮后发生了一起严重冲击地压事故。冲击地压产生严重影响，范围为工作面下部50m、下平巷超前50m。工作面下部50m内的支柱底端向采空区侧推移0.5～0.8m，底臌0.4～0.8m，下部10m内的正规支柱和特殊支护几乎全部推倒。端柱53棵；工作面下平巷底臌达0.8～1.2m，端面收缩率达50～90，超前20m巷道被全部摧毁，下平巷运输设备发生发生严重变形、位移。造成一人死亡，多人受伤。 三、原因分析 （1）煤层具有强烈冲击倾向 四煤层冲击倾向性鉴定结果如下动态破坏时间33.3ms、弹性能指数13.1、冲击能指数10.1；直接顶弯曲强度22.2MPa、弯曲能量指数49.5。 （2）砾岩层活动是发生冲击的主要力源和重要原因 随着3406（1）与3407（1）工作面的推进，上方70m厚的砾岩层周期性破断、垮落，其上的红土层随基本顶的垮落而弯曲下沉，上部的巨厚砾岩层整体性较强，完整性系数为0.92，抗压强度为20.6MPa，抗拉强度为2.74MPa，采后不易冒落下沉而在与红土层界面产生离层，随着采空面积的增加，巨厚砾岩层形成板状悬空岩梁，砾岩层原来的应力状态发生改变，从而增加了工作面的应力水平。当板状砾岩层悬露面积达到一定程度后，开始缓慢下沉并周期性断裂垮落，垮落步距在110～130m。“7.5”和“11.3”冲击地压事故均是砾岩层对下部煤层的突然加载加剧了工作面煤体的应力状态而导致了冲击地压。 （3）采深大、应力高 两次冲击地压发生位置的垂深分别为775m、880m，自重应力已经超过了四煤层的抗压强度，同时华丰矿水平地应力较高。 （4）采掘活动过于集中为冲击地压创造条件 3406（1）、3407（1）工作面所在的三采区是主要生产采区，共有3406（1）、3407（1）和3405（1）三个回采工作面，2个掘进工作面同时生产，开采强度较大，煤层内积聚的大量弹性能来不及释放，应力水平较高。 （5）工作面回柱放顶、放炮是冲击地压的诱发因素 3406（1）工作面“7.5”冲击地压就是发生在回柱后，回柱时导致处于断裂极限平衡的砾岩层垮落失稳，瞬间释放大量弹性能，诱发煤体冲击。同样3407（1）工作面“11.3”冲击地压是发生在放炮后，放炮诱发煤体内积聚的大量弹性能释放，但由于卸压爆破参数不合理，尤其是装药量和钻孔深度。