2004年元月23日，淮南礦業(yè)集團(tuán)謝李公司一井-660 m WlEB11b底區(qū)工作面發(fā)生一起頂板事故，工作面上口向下56 m至70 m處發(fā)生推垮，現(xiàn)場2名采煤工被埋，其中1人經(jīng)搶救脫險，另1名采煤工經(jīng)搶救無效死亡。通過對這起事故的分析，將有助于吸取事故教訓(xùn)，加強現(xiàn)場安全生產(chǎn)和技術(shù)管理，防止類似事故的再次發(fā)生。

    1 工作面概況

    -660 m WlEB11b底區(qū)工作面走向長295 m，傾斜長127 m，煤層傾角18°，底區(qū)剩余煤厚0.5～2.5 m，采用DZ-22型單體支柱配合HDJB-1000型鉸接梁一梁一柱正懸臂走向棚支護(hù)頂板，柱距0.6 m，排距1 m，“三、四”排全部冒落落法管理頂板。

    2 事故經(jīng)過

    2004年元月22日該面夜班裝齊三梁三柱后開始初采，至23日發(fā)生頂板事故時，工作面向采空區(qū)反采了一排，事故點以上向煤壁采了一排，打上貼幫柱后尚未支設(shè)正規(guī)支柱，事故點以下打眼裝藥后準(zhǔn)備放炮。事故發(fā)生時，2名被埋的采煤工正在煤壁持梁接頂管理漏頂，如圖1所示。

圖1 工作面示意圖

    3 事故原因分析

    3.1 直接原因

    1）該面發(fā)生推垮段支柱呈向下推倒?fàn)睿瑥牟煽諈^(qū)至迎頭煤壁，老頂均懸空未冒落，直接頂垮落后全部壓在倒下單體和鉸接梁上。從事故發(fā)生前該面當(dāng)班安檢員的測壓記錄及事故后的現(xiàn)場測壓情況看，該面發(fā)生事故時，大部分單體支柱初撐力和工作阻力均不足7 MPa，遠(yuǎn)小于《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的支柱初撐力大于90 kN（約合11.4 MPa）的要求。因此，支柱支撐力不足是造成垮面的直接原因。

    2）該面頂區(qū)直接頂為2～3 m厚砂質(zhì)頁巖，回柱后較易冒落，老頂為8～11 m厚砂巖，較堅硬，頂區(qū)放頂后呈大塊垮落，甚至大面積懸頂。底區(qū)直接頂較為破碎，而底區(qū)老頂雖經(jīng)過一次垮落，巖塊間整體咬合結(jié)構(gòu)仍比較完整。工作面初采時，采空區(qū)和迎頭的煤壁對老頂支撐形成“梁”或“裂隙體梁”結(jié)構(gòu)，此時，直接頂受到豎直向下的自身重力G、垂直層面向上的單體支撐力F和老頂對直接頂?shù)哪Σ亮?的共同作用（如圖2所示），當(dāng)單體支撐力F＜Gcosθ時，老頂和直接頂離層，?=0，直接頂受其重力平行于層面方向的分力Gcinθ的作用，對單體、頂梁產(chǎn)生向下的推力，導(dǎo)致支架失穩(wěn)并發(fā)生推垮。

圖2 直接頂沿工作面方向受力示意圖

    3）初采期間由于兩側(cè)煤壁對老頂梁結(jié)構(gòu)的支撐，經(jīng)計算，2～3 m的直接頂作用于每棵單位上的壓力量大為43 kN。如果單體支設(shè)后初撐力大于43 kN，由于沒有增壓過程，工作阻力將等于初撐力；若單體初撐力小于43 kN，增壓后最大工作阻力只能達(dá)到43 kN。因此，如果工作面單體初撐力上不去，就會導(dǎo)致整個工作面單體支撐力達(dá)不到要求。

    3.2 間接原因

    1）工作面單體初撐力不足，一方面是由于工人支設(shè)單體時圖省事，支柱初撐力未加到位時即停止注液；另一方面是由于該面頂區(qū)回采時假頂連接不好、局部沒有鋪設(shè)笆片，采空區(qū)灌灑黃泥漿也不到位，造成底區(qū)工作面人工假頂質(zhì)量較差，回采時容易發(fā)生漏頂，導(dǎo)致工作面局部頂空，支柱初撐力難以加上去。

    2）如圖1所示，工作面切眼在迎頭煤壁方向布置了5個躲避硐室，發(fā)生事故段就布置有2個，而硐室掘進(jìn)時間較長，切眼裝面擴(kuò)棚及初采時，容易造成迎頭頂板破碎發(fā)生漏頂。

    3）由于該面切眼呈仰斜狀態(tài)，直接頂受到其重力沿層面、垂直煤壁向下的分力作用。減少了工作面上覆直接頂巖塊與煤壁上方巖塊間的摩擦力，而采空區(qū)方向為直接頂冒落后產(chǎn)生的自由面，造成直接頂容易向下滑動、失穩(wěn)，并對支架產(chǎn)生垂直煤壁向下的推力，較之與俯斜狀態(tài)，工作面更易發(fā)生推垮；并且工作面仰斜時，煤壁易片幫，造成頂板暴露面大而發(fā)生漏頂，對提高支柱初撐力十分不利。

    4 防范措施

    1）嚴(yán)格工作面工程規(guī)格質(zhì)量管理，特別是初采期間更要加強支柱壓力和頂板動態(tài)的監(jiān)測工作，并認(rèn)真分析處理，及時將結(jié)果反饋到生產(chǎn)現(xiàn)場，以便采取針對性措施進(jìn)行處理。

    2）對于頂板破碎及頂空處，要用笆片等材料將頂接實；煤壁易片幫處，可在原支架棚檔內(nèi)隔棚加套一架一梁兩柱2.4 mΠ型鋼梁，保證梁頭及時距到煤壁，減少頂板暴露面和空頂時間。并且要求職工支設(shè)單體時要將初撐力一次加打到位，不能“等勁”，確保工作面支柱有效。

    3）鑒于B11b底區(qū)工作面老頂和直接頂?shù)奶厥庑裕�工作面初放期間，除切頂保持一排順山挑棚外應(yīng)每隔10～15 m接一木垛，增加支架的穩(wěn)定性和支護(hù)強度。

    4）切眼內(nèi)需布置躲避硐室時，應(yīng)改在靠采空區(qū)側(cè)，以減少對迎頭頂板的破壞。

    5）走向長壁工作面切眼宜布置成正傾斜或俯斜。下順槽走向長度少于上順槽長度時，切眼應(yīng)布置成下段仰斜、上段正傾斜的方式，初采時工作面逐步向下伸長，避免由于仰采頂板對支架產(chǎn)生的垂直煤壁向下的推力。