一通三防技术知识及管理

一通三防技术知识及安全管理周汝洪2015.102一、矿井基本概况•新庄孜矿位于安徽省中北部、淮南市西部，坐落于八公山东麓、淮河岸边，是一个有着68年开采历史的老矿，从1947年5月5日投产以来累计生产煤炭1.1亿吨，矿井剩余地质贮量2.2亿吨，剩余可采贮量1.2亿吨。矿井核定生产能力400万吨/年，2014年矿井实际产量309万吨。3•我矿瓦斯地质条件复杂，断层多、构造多，煤层倾角平均在30度；属于近距离煤层群开采，是煤与瓦斯突出矿井，所采煤层均为突出煤层，煤层最大原始瓦斯压力6.5MPa，最大原始瓦斯含量18m3/t。矿井绝对瓦斯涌出量165m3/min，抽采纯量120m3/min，瓦斯抽采率70%以上。历史上曾发生过瓦斯爆炸事故、煤与瓦斯突出事故。其中最大一次突出发生在2002年11月25日，突出煤量1110t、瓦斯量60684m3。4（一）矿井地质条件1、地质构造•本矿是一个地质条件复杂的矿井，煤岩层总体呈单斜构造，倾角12～54°，主要以断裂构造为主，局部发育有小型褶曲。矿井以F6～F7和F10-5～F11-9两个Ⅱ序次正断层组为界，将井田划分为三个构造区。地质构造复杂(属Ⅲ-Ⅲa型)。其中：F11-9～F10-5断层组地层断距350m～1200m，向深部发育，带宽160m～240m，控制程度低；F6～F7断层组地层断距65～0m，向深部尖灭。5•矿井主采A1、A3、B4、B6、B7a、B8、B10、B11b、C13共9个煤层均为突出煤层。随着开采深度的增加，矿井瓦斯涌出量增大，煤层突出危险性增强。•目前矿井有采掘活动的煤层有B4、B7a、B8、B10、B11b，B10煤为实体煤预抽后采掘，其它煤层均为被保护层面。6•B10煤原始最大瓦斯压力1.8Mpa、瓦斯含量11.2m3/t，现采掘块段残余瓦斯压力0.02Mpa、瓦斯含量3.83m3/t；B11b煤原始最大瓦斯压力2.9Mpa、瓦斯含量13m3/t，现采掘块段残余瓦斯压力0.1Mpa、瓦斯含量3.6m3/t；B8煤原始最大瓦斯压力3.3Mpa、瓦斯含量13.5m3/t，现采掘块段残余瓦斯压力0.03Mpa、瓦斯含量4.45m3/t；B6煤原始最大瓦斯压力3.2Mpa、瓦斯含量12.8m3/t，现采掘块段残余瓦斯压力0.2Mpa、瓦斯含量2.9m3/t。7二、矿井灾害程度及主要事故、危害新庄孜矿从建矿至今发生过26次煤与瓦斯突出。其中2005年我矿发生煤与瓦斯突出4次。包括掘进工作面3次，采煤工作面1次。•突出强度最大的一次为2002年11月25日5213I顺槽（-556m）煤与瓦斯突出，突出煤量1114t，瓦斯约6万m3。•突出事故造成人员伤亡的有1998年6月12日5606-8六号运煤石门发生的煤与瓦斯突出事故，造成2人死亡；2005年4月21日66108顺槽发生的煤与瓦斯突出事故，造成7人死亡，教训极为深刻。8表新庄孜矿各突出煤层始突地点和始突情况表时间地点巷道类别突出点标高/m距地表垂深/m煤层作业形式突出强度突出类型煤量/t瓦斯/m32005.756101工作面回采面-535556A1放炮401623压出1978.0246-310B4正石门石门-310340B4b放炮341000压出1994.054604N顺槽煤巷-383413B6放炮14027600突出2005.466108顺槽煤巷-692710B8打锚杆1505300压出1972.104106-C13反上山岩巷-338368B11b放炮1501440突出1983.125113N上开切眼煤上山-444472C13无人80840倾出9时间地点巷道类别突出点标高/m距地表垂深/m煤层作业形式突出强度突出类型煤量/t瓦斯/m31972.104106-C13反上山岩巷-338368B11b放炮1501440突出1974.0643-382B11b上山煤上山-372410B11b放炮301500压出1978.0644-412石门石门-412440B11b砌碹1572133压出1978.0246-310B4正石门石门-310340B4b放炮341000压出1978.0346-310正石门石门-310340B4b风镐煤粉250喷出1978.0546-310B4上山煤上山-310338B4b放炮103500压出1978.0546-310B4上山煤上山-310332B4b手镐231100压出1983.125113N上开切眼煤上山-444472C13无人80840倾出1984.035113N上开切眼煤上山-423457C13架棚12800倾出1984.055113N上开切眼煤上山-418446C13架棚20120倾出10时间地点巷道类别突出点标高/m距地表垂深/m煤层作业形式突出强度突出类型煤量/t瓦斯/m31987.02-612m北运道岩巷-612640B4b放炮1104240突出1987.105410-13回风石门石门-401430B11b放炮694254压出1994.054604N顺槽煤巷-383413B6放炮14027600突出1994.114604N顺槽煤巷-380405B4b放炮805000倾出1995.044604下顺槽煤巷-377410B4b放炮5110000突出1996.065604风桥煤巷-498517B4放炮3010000压出1996.085604风桥煤巷-498517B4放炮252160压出1996.105604风桥煤巷-498517B4放炮241800压出1998.065606-8石门(6#)石门-496526B6装矸64742274突出2002.115213下顺槽煤巷-546569C13放炮111460684突出2005.2.154211顺槽掘进煤巷-2005.4.2166108顺槽煤巷-700720B811（一）6.12”突出事故•1998年6月12日12日18分，新庄孜矿5606-8六号运煤石门（标高-506m）掘进工作面，发生一起岩石、B6煤与瓦斯突出事故。突出煤岩量647T，突出瓦斯量44227m3，3名作业人员被堵，经过3昼夜的奋力抢救，1人脱险，2人死亡，直接经济损失约24万元。12（一）6.12”突出事故突出煤层剖面图六号运煤石门7.5m20m突出孔洞及煤堆积情况19.5mB6B6皮带机道煤岩堆积图六号石门65m6m33m20m5m3.34新庄孜矿1998.06.12事故事故点突出地点通风示意图采五队5608Ⅰ-506mB10皮带机道B6~B10石门4#运煤石门s-412mB6回风道-380回风石门四六采区石门6#运煤石门7#运煤石门-506mB6皮带机道133.3419.5m突出孔洞及煤堆积情况20m7.5mB6突出煤层剖面图六号运煤石门145m20m33m6m65m六号石门B6皮带机道煤岩堆积图151、原因分析•（1）未按照石门揭煤要求进行施工和现场管理。主要表现在通风系统不独立，掘进回风串入5608采煤工作面；六号石门未测定瓦斯压力，而是根据五号石门的瓦斯压力进行预测，显然不可靠；-506B6底板巷距B6煤层底板法距预计为22m，实际只有19.5m。未按照规定采取安全防护措施。•（2）未采取提前探清煤位措施。巷道前方为隐伏向斜，向斜构造的存在使B6煤层在六号石门处向西平移近18m。该轴部为应力集中区，造成煤层层理特别紊乱，煤厚变化大。16•（3）未认真进行现场地质资料收集。岩层层位发生了变化，没有及时停下来探层位。当石门施工约18m处时的岩层中裂隙发育，未引起足够的注意，也未采取防范措施，巷道继续掘进。•（4）该区段未进行瓦斯预抽。该区段B6煤层没有采取开采保护层或预抽等消突措施。172、事故教训及防范措施•（1）加强地质预测预报工作。石门揭煤遇有地质变化要及时研究和处理，构造不清、层位不清的切勿盲目施工，避免低级错误。•（2）突出煤层顶底板掘进包括石门揭煤，应“先探后掘”，探清层位，防止距突出煤层的安全距离不足或误揭煤层。•（3）要加大瓦斯抽采力度，对类似B6煤层情况的突出煤层应采取先采保护层或预抽瓦斯措施，加大瓦斯抽采量，保证防突卸压要求。18•（4）在突出区域施工中，要要强化防突意识，严格执行《防突细则》和《煤矿安全规程》的规定。•（5）强化对职工安全教育和培训，特别是要加强煤与瓦斯突出知识的学习和培训，强化安全防护措施。19（二）“4.21”突出事故2005年4月21日19时18分，新庄孜矿66108S顺槽掘进工作面发生一起重大煤与瓦斯突出事故,突出煤量150吨，瓦斯量5300m3，造成7人死亡，直接经济损失125万元。这是新庄孜矿B8煤首次突出。201、工作面概况•66108S顺槽掘进工作面为六六采区B8一阶段下顺槽，位于F6断层以北，F5断层以南，标高-694m。煤厚平均2.0m，倾角28°，巷道宽度为4.6m，锚网支护。•采用压入式通风，回风量360m3/min，风排绝对瓦斯涌出量1.27m3/min左右。巷帮钻孔通过8″管与移动泵连接进行抽采。21•采用综掘机掘进。于2005年2月6日开工，2月28日前，采用迎头卸压排放钻孔配合巷帮钻场钻孔抽放进行消突。•2月28日后，采用深孔预裂松动爆破配合巷帮钻场钻孔抽放进行消突。截止事故发生时该巷道共施工了85m。22毕五号补套风井B--B倾向剖面示意图新庄孜矿4.21突出事故示意图B8-C13皮带机上山2.2m2.0m灰白色细砂岩-662～-612mC13皮带机上山4.6m施工断面示意图平面示意图-662mB10底板巷2.8m28°~30°2.2m1.2m锚索深灰色砂质泥岩锚杆5.3m-662mC13底板巷上帮钻场事故点-612mB4B8石门-692.6B4-692.8B5-695.4B7-694.0B6-612mB6底板巷-612mB4底板大巷待掘-612mB8风巷待掘-695mB8顺槽-612m五六石门66110轨道下山一号回风石门B8切眼五六北边界石门毕五号风井上帮钻场C----C倾向剖面示意图28°~30°下帮钻场B4B5上帮钻场28°~30°A----A走向剖面示意图上帮钻场70.0m上帮钻场B65.0m综掘机B710.0m2.0m14.0m-662mB10回风道至毕五号回风井B8一C13皮带机上山23.0mNAB4B521.0mB4.0m平面局部放大示意图4.0m3.0mB63.0m21.0m85.0m自移式皮带BB7综掘机35.0mCAC2.0mN4月20日56211顶区工作面回采位置-596-586232.0m10.0mB7综掘机5.0mB6上帮钻场70.0m上帮钻场A----A走向剖面示意图B5B4上帮钻场242、事故经过66108S顺槽掘进工作面4月21日夜班进尺0.8m后停头，准备施工上帮钻场距迎头3.2m），进尺前，施工单位利用轻型钻机（电动、钻杆直径为42mm）施工了18个卸压钻孔，孔深均为5m。21日早班8：40左右进行了效果检验，钻屑瓦斯解吸指标K1max值为0.4ml/g.min-1/2，钻屑量Smax为4.4kg/m，7m深夹钻喷孔，防突员向矿调度所汇报后，要求继续打卸压钻孔；早班接着施工了8个钻孔，孔深均为5m，然后重新套打了夜班施工的18个钻孔，打钻过程中迎头发生片帮，片帮宽约0.8m，采用锚网进行了护顶。2521日中班，约14：50到达现场，在套打了8个钻孔后，于16：20左右重新进行效果检验，钻屑瓦斯解吸指标K1值为0.4ml/g.min-1/2，钻屑量Smax为4.2kg/m，5～7m处喷孔，继续施工卸压钻孔。至17：24左右，套打第5个孔时，迎头发生片帮，深约700mm～800mm，高约1.5m，宽为钻场宽度，矿安排打锚网护好顶后再施工卸压钻孔。先在钻场左帮打了3根锚杆，然后在顶部打了3根锚杆，因迎头煤多，决定先出煤，班长安排两人清理好材料，准备出煤，当两人先后走至转载机处时，听到一声响，同时听到队长喊一声“跑”，接着又听到一声更大的“轰”的声音，同时被冲倒，回头什么也看不见，站起来后向外跑。19:25矿跟班人员向矿调度汇报：迎头突然见一股烟，可能是瓦斯突出