1、关于 7112 工作面压架的反思作者：傅昆岚 7112 工作面位于祁东井田东翼一水平一采区，工作面开切眼长度 85m，推进 320m 后，将加长到 146m。开切眼最高点标高即回采上限为-441.8m，最小基岩柱为 88m。在工作面开采范围内，煤层厚度 0.5-3.0m，其中适合综采的 600m段平均煤厚 2.6m, 煤层倾角 6-15。 ，平均 8。 ，直接顶为深灰色泥岩，破碎不稳定，厚度 2.68-9.24m，老顶为浅灰色细砂岩，局部为粉砂岩及中砂岩，厚度为4.23-21.3m，平均 10.65m。该工作面采煤工艺为综合机械化，装备ZZ4400/17/35 型四立柱支撑掩护式支架支护顶板。
2、7112 工作面于 8 月 1 日开始正式生产，鉴于其相邻的 7114 工作面压架出水的教训，开采前，我们在做瞬变电磁探查赋水性、施工顶板探放砂岩水钻孔的基础上，请北京开采所和中国矿业大学的有关专家、教授对工作面开采的安全性进行评估，专家、教授们通过与 7114 工作面的开采条件进行对比得出结论：1、7 112 工作面在开切眼推进 20m 范围内采高控制在 2.6m 的情况下，四含水对工作面开采不构成威胁，推进 50m 后便可采全高。2、当工作面采长不超过 80m，最小基岩柱大于 90m 时不存在压架危险，但对于该工作面的参数与回采条件，在第一次来压至推进 80m 范围内可能存在压架危险，过了
3、这个区域工作面的回采将是安全的。为此，为了安全起见，我们把安全系数放大到 1.5 倍，把工作面推进 120m范围内定为压架的危险区域，同时制定了应急处理预案，强化现场跟班与压力观测以确保工作面的安全回采。当工作面推进 120m 后，最小基岩柱已达104m，大家认为是安全的，就可以进入正常回采程序。但事实出乎我们的预料，10 月 1 日，当工作面已推进 244.5m、最小基岩柱已达 120m 时，大顶突然来压，在一个半小时内工作面第 21-56 支架迅速被压死，紧接着煤机、运输机被压住，涌水量从 20m3/h 猛增到 65m3/h，工作面被迫停产。压架事故发生后，矿上立即制定了快速复面的有效措施
4、，组织各方力量积极投入复面工作，仅仅 12 天就恢复了生产。与此同时，集团公司领导及有关部室人员，北京开采所、中矿大以及四维集团的专家教授相继来矿现场看察分析，大家一致认为此次压架十分出乎意料，这是一个特殊的地质环境下的一个特例，在这么厚（120 m）的基岩柱下顶板破断产生这幺大（峰值超过 60Mp）的压力造成工作面大面积压架实属首例，超出了我们以往的认知范围，这是一起不可预见的自然事故。尽管各方对这起事故作出了科学而客观的定性，认为这是一起不可预见的自然事故，但事故毕竟发生了，它不仅使我矿经济上受损，同时我矿的形象也受到了影响，虽然集团公司就这起事故没有说什幺，但人们的一句“祁东矿为什幺总压
5、架”的疑问，不由得我们不进行深刻的反思：事故必然要发生吗？真的是不可避免的吗？要回答这个问题首先要弄清为什幺会压架，简单的解释就是顶板的压力超过了支架的最大工作阻力就会压架，7 112 工作面装备的是ZZ4400/17/35 型四立柱支撑掩护式支架，它的最大工作阻力是 4400kN，也就是说每架支架最大能够支撑 400 余吨的压力。对于综采支架来说，正常回采时它承受的仅是工作面直接顶破断的压力，或者是工作面老顶在弹性变形范围内的压力，只要初撑力足够对支架几乎没什幺影响，支架的最大工作阻力的选择是依据能够承受周期来压时工作面老顶破断时产生的压力，7 112 工作面的支架通过计算能够承受煤层上部
6、40m 厚岩层破断产生的压力，7 112 工作面直接顶与老顶之和的最大厚度是 30m，应该是满足要求的，但此次压架我们观察到所有支架的压力表峰值都超过了 60MPa，它是支架工作阻力的 1.7 倍甚至更高（压力表的量程只有 60MPa），由此推算上覆岩层破断高度超过 68m，也就是说 7 煤的岩梁与 6 煤的岩梁产生了复合破断，出现这种情况的原因是由于该区域上覆巨厚承压松散含水层以及 7 煤上覆较厚的坚硬砂岩老顶造成的，可以说是造成压架的根本原因。由此，我们回过头来看一看一采区 7 煤的三次压架：04 年 7 月 29 日 7114工作面在开采推进 44m 时，工作面来压压死 116 架，停产
7、 52 天；05 年元月 16日 7114 工作面在开采推进 184m 时，工作面来压压死 22 架，影响 5 天；再就是这次 7112 工作面压架停产 12 天。通过与 7114 工作面两次压架事故发生与处理过程的对比，抛开客观的自然因素的影响，对于 7112 工作面的压架，我们有很多可借鉴的经验与教训。1、 成功的经成验1.1、在设计上吸取 7114 工作面的教训采取了煤、水分流。7 114 工作面在回采前虽预计到可能出水,但却没有采取煤、水分流措施,也没有建立有效的排水系统,致使工作面出水后,机巷淤煤积水,皮带机无法运转,使复面工作延长了20 余天, 7 112 工作面机巷设计在上方,且
8、在开采前即建立了完善的排水系统,尽管压架时出水 65m3/h，对工作面几乎没产生多大影响。1.2、开采前，建立了严格的压力观测制度和事故应急处理预案。要求一旦在检修班出现来压迹象，系统必须在 20min 内运转起来，以此来防止压架事故的发生。1.3、压架后充分借鉴 7114 工作面的经验，处理得当，措施有效。各方积极协作迅速地开展复面工作，地面后勤服务到位，设备、材料、备件供应快速及时，井下现场救架、排水、物资运送组织有序，有条不紊，经过各方共同努力，特别是采二区员工艰苦奋战迅速地完成了复面工作，从压架到恢复生产仅用了 12 天的时间，由此，也反映出我矿在事故后的应急处理能力上有较大的提高。2
9、、存在的问题与教训2.1、四个错误认识2.1.1、工作面推进速度越快越好，越快越不会压架。7 112 工作面今年 8 月份开始生产，到 10 月 1 日压架时共推进 244.5m，其中 8 月份推进 120m，平均日进 3.87m/d，九月份推进 124m，平均日进 4m/d，但是由于 1 至 19 日因机械事故和机巷超前管理不到位的影响，推进速度较慢，平均日进 3.5m/d，最慢时平均日进仅 1.9m/d，到 23 日工作面整体才推进 82m，而到了 24 日工作面开始快速推进，平均日进达 6m/d，特别是 29 日一天就推进 8.25 m，结果 29 日工作面及风巷淋水增大，10 月 1
10、日工作面大面积来压。由此可见，由于工作面推进过快，直接顶、老顶冒落不及时，周期来压步距加大，从而造成工作面上覆的关键的第一岩梁、第二岩梁产生复合破断，压架事故就发生了。如果工作面推进速度适中，直接顶冒落就充分，就可能使两关键层顶板破断错开,避免或减轻事故。我们都有这样的体认，较破碎或随采随冒的顶板的工作面周期来压不明显，其因是老塘冒落的矸石支撑住了断裂的大顶，使其不能继续失稳下沉，从而减少了支架的承压。我们从 7114 与 7112 工作面压架时显现的情况对比就可以看到这一点，7 114 工作面从 7 月 29 日压架开始，压力一直持续近一个星期直至部分支架被压穿才稳定，而 7112 工作面在
11、第二天压力就基本稳定，就是因为7114 工作面是初放期间老塘冒落不充分，有较大的空间，而 7112 工作面是正常回采，老塘冒落的高度远较 7114 工作面大，冒落的矸石将破断的大顶支撑住的结果。因此，要想在顶板产生复合破断时，支架不被压死，就要确保直接顶的冒落高度，而不是一味地加快工作面的推进度。2.1.2、7 112 工作面压架是由于支架的工作阻力不够，支架选型错误。这一点在上述的为什幺会压架就已经说明，工作面在压架前安全推进 244.5m 就证明支架选择没有问题，因为支架应能承受的最大压力是工作面初次来压和第一、第二周期来压，在这个时候并没有出现问题。另外，从压架后压力瞬时最大值都超过压力
12、表的最大量程来看，压力已超过支架最大工作阻力两倍甚至更高，单单要靠增大支架工作阻力来抵抗这种特殊地质条件下的顶板复合破断的压力是不现实的。2.1.3、来压若发生在生产班就不会压架。每次压架我们都看到顶板的切断线就在煤壁，大家觉得如果来压时能迅速地推进二、三米就能逃过去，我认为这不大可能，顶板产生复合破断时的切断线永远都在支架的前方，因为老顶的支撑点不是支架，而是前方的煤体，随着工作面的推进它是向前移动的，另外顶板复合破断时来压迅猛，工作面很难在个把小时内推进3m，况且移架过程就是对顶板的松动过程，会加速顶板的下沉，煤机很快就会过不去，这时候最要紧的是保煤机和运输机，将煤机放至压力较小机巷口处，
13、这样即使被压住处理起来也比较快些。而为什幺压架经常发生在检修班？我认为这是因为在工作面接近周期来压时，生产班对顶板的破坏是剧烈的，而检修班工作面停止推进，煤体和支架对顶板起静态的支撑作用，延缓了工作面老顶也就是第一岩梁的下沉破断，从而，增加了第一岩梁、第二岩梁产生复合破断的机会。因此，要想支架不被压死，就要避免顶板产生复合破断，或者采取措施增加直接顶的冒落高度，以冒落的矸石来支撑顶板复合破断的压力。2.1.4、防水基岩柱超过 90m 后就没有压架危险。科研部门认为 90m 是顶板产生复合破断的极限基岩柱高度，这次压架将它彻底打破，事故发生位置的基岩柱高度是 120m，其实，早在 05 年元月
14、16 日 7114 工作面的二次压架基岩柱就是这个高度，只是因为当时处理很快，对生产没有产生多大影响而忽视了。由此看出我矿一采区 7 煤顶板产生复合破断的基岩柱高度极限值是 120130m 之间，超过 130m 则不会发生顶板的复合破断，这从 7112 工作面现在的回采以及7114 工作面的回采已得到证实。2.2、现场管理上存在的两个问题2.2.1、对现场危险警示信号反映迟钝，安全敏感性不强。29 日工作面5054 架和风巷抹帽段淋水突然非同以往的大幅增加，且工作面又接近周期来压位置，这正是上覆岩层深部塑变产生裂隙所致，却没能引起我们的重视，没有采取任何措施，错过了避免或者是减轻事故的机会。2
15、.2.2、事故发生前应急处理失误。首先是在日常管理上思想松懈，在工作面接近周期来压位置且又有来压警示的情况下，区队主要领导没有做到盯班到现场，甚至没有安排副科级干部跟班，仅派一个机电技术员跟班，造成工作面来压时不知如何应对，现场的指挥者与操作者对应急处理预案的具体规定不清楚，信息传递不及时不到位，应急处理措施失当，致使煤机被压运输机被卡死，至少使事故处理延长了 5 天。2.3、对事故的发生缺乏系统思考与分析05 年元月 16 日 7114 工作面的二次压架，其实就告诉我们了 7112 工作面可能发生压架的危险区域，但是因为那次压架被迅速地救起，我们只采取事件反映式的措施，压架则救架，而没有系统
16、思考，没有去探究分析产生压架的根本性影响因素与发生条件，因而错过了事故提示我们认识自然规律的一个机会。从而造成了我们在 7112 工作面回采安全措施上的决策失误。总之，7 112 工作面的压架是由于我们对自然规律认知不足而造成的，从这个意义上说事故发生是不可预见的，也是不可避免的，但是让我们回过头来系统地深刻反思一下，就会发现自然规律在我们的实践经历中就已经显现出来了，只是由于我们没有认真地进行系统的分析与总结而与我们擦肩而过。由此可见系统思考在我们工作中的重要性，它是我们从事煤矿安全生产管理应该必须具备和不断提高的基本能力，我们整天忙于琐碎的事物性工作，很少能真正静下心来思考问题，这正是我们在管理中经常、反复出现问题和失误的一个很重要的原因，因此，每当我们完成一项工作或完成工作的一个阶段，或者经历了某种事故的发生无论大小都应对其经验和教训进行认真的总结，对其影响因素进行系统的分析与思索，肯定会有所收获，这样做是十分必要的，也是我们提高工作质量和工作能力所必须的一项修炼。2006 年 11 月 8 日
