煤与瓦斯突出事故案例分析

煤与瓦斯突出事故案例分析提纲第1部分前言第2部分事故案例第3部分主要困境第4部分应对之策-4-我国瓦斯矿区分布示意图-5-截止2014年底，我国发生突出近16800次，并以近100次/年的速度递增，突出累计数占全世界的70~80%。1993~2014年期间，10人以上的突出事故发生10余次，死亡人数约40~50人/次。我国突出矿井较多，全国有10%的煤矿为突出矿井。而从瓦斯矿井上升为高瓦斯矿井、高瓦斯矿井上升为突出矿井的速度也在不断地增加。中国是世界上煤与瓦斯突出灾害最严重的国家-6-突出矿井1141处，占矿井总数的10%。-7-“十一五”期间我国较大以上瓦斯事故统计-8-“十一五”期间我国较大以上瓦斯事故统计1、淮南矿业集团望峰岗矿“1.5”特大事故-11-1谢桥矿顾桥矿潘三矿潘一矿潘二矿新庄孜矿望峰岗矿丁集矿潘北矿顾北矿朱集矿潘一东张集矿-12-1矿井采用立井开拓，井田主要可采煤层6层：C13、B11、B9、B8、B7、B4，平均可采总厚为22.46m。设计工广内布置五个井筒，分别是主井、一号副井、二号副井、一号风井、二号风井。全井田划分两个水平开拓，其中一水平标高-960m，二水平标高-1200m。基本情况望峰岗矿井是一对设计年生产能力为3Mt的基建矿井，地质储量561.32Mt，可采储量320.197Mt。矿井1984年由合肥煤矿设计研究院设计。-13-1矿井为煤与瓦斯突出矿井，C13、B11b、B4b为突出煤层，矿井瓦斯涌出量为108~200m3/min，C13煤层瓦斯含量为8~17.5m3/t，矿井最大瓦斯压力6.0MPa。基本情况1989年12月26日一号风井开工，之后相继开工了一号副井和二号风井（原主井）。1997年，因煤炭市场疲软、煤炭行业整体经济效益差、国家停贷而停缓建，停缓建时一号风井和一号副井均已施工到-848m，二号风井施工到-548m。2004年7月恢复建设，风井与副井于2005年12月贯通。主井于2005年1月15日正式开挖，事故发生时已施工至-928m。-14-1望峰岗矿主井设计深992.8m（井口标高+27.5m），井筒净直径φ7.6m，井壁设计为素砼浇注，砼强度等级C30，壁厚500-600mm，浇注砼采用液压式整体滑移模板，有效段高4.5m。基本情况主井通风采用局部通风机压入式供风，局扇安装在地面主井井口西部，距主井口20m，型号为FD№7.1/45×2（一用一备）。井筒内采用φ1000mm抗静电、阻燃的柔性胶质风筒向工作面供风，风量685m3/min，主井井筒揭C13煤前绝对瓦斯涌出量2.0m3/min。事故发生时，双层吊盘（间距4m）离工作面约18m。-15-1基本情况2005年1月15日正式开挖，至事故发生时已施工到井深956m处，进入揭C13-C12煤层阶段。C13煤厚5.77m，倾角19°，C12煤厚1.32m，两煤层间距0.76m。事故发生时工作面已进入C13煤层，上帮见煤约3.5m，下帮见煤约0.5m。-16-11月5日早班主井施工累计深度约至956m，施工项目部8点班接班后，根据班前会记录，当班出勤10人，任务为出货、跟帮、喷浆和绑筋。另有望峰岗项目部防突员1名，瓦检员1名。事故概况13点40分，主井T1探头瓦斯浓度上升至1.3%时突然信号中断（量程为4.0%），井口人员发现井盖门上下翻动数下，管路、稳绳晃动，井口拐弯处风筒破裂，检测瓦斯浓度大于10%。-17-1在吊盘下层盘北边发现第一名遇难者，死者穿着雨衣，衣服完好，呈弯腰半直立状，背靠水箱，面向东。在吊盘下方正西侧操作室（-917m）发现第二名遇难者，死者衣服完好，一只鞋丢失，呈蹲式，面向西南。事故现场-18-1-920.5m井壁向下周边立有模板，模板高4.7m，模板下方为井壁荒断面，高为3.3m。模板正南面下口缺少一块底刃角，模板裂开向井筒内侧呈三角状翻起，裂开口高度为1.4m，下口宽度为0.8m，裂口内混凝土井壁破坏外移约1m，未见明显孔洞。事故现场-928m处倾倒一只2#空吊桶，沿口向北，紧挨2#吊桶北偏东为1只正立挂勾头的3#吊桶，沿口已被挤压变形，呈椭圆状，沿罐梁方向直径减小约200mm，吊桶被挤在北边模板下方。10名遇难者（含1名防突名，1名瓦检员）均在3#吊桶内，遇难者呈站立状，身体无明显损伤。-19-1-20-1被揭煤层埋藏深度大，瓦斯压力高，煤质松软，具有严重的瓦斯突出危险性。矿井主井揭C13煤地点煤层埋藏深度为954m，是淮南矿区和安徽省揭煤深度最大的井筒。主井井筒施工至距C13煤层顶板法距5m时，通过前探钻孔进行了煤层原始瓦斯压力、瓦斯放散初速度、坚固性系数等指标测定，测定结果表明C13煤层具有严重的瓦斯突出危险性。-21-1规程措施执行不到位。瓦斯压力测定不符合要求。实际施工测压孔距C13煤顶板法距5.0m，且测压钻孔施工后紧接着施工卸压钻孔，测压钻孔测得的数值不能真实反映实际值。煤层瓦斯未得到充分卸压。实际卸压排放钻孔在井筒距C13煤法距5m位置，施工完后未给予排放时间。防突措施效果检验不真实。第二次效果检验孔只施工了3个钻孔，深度只有4.5m，未穿过C13-C12全煤层，进入C13煤体只有0.25-1.7m。-22-1施工措施不符合《主井井筒揭C13-C12煤层揭煤设计》要求。揭煤设计要求距C13煤顶板法距2.0m时实行远距离放炮，至C12煤底板法距2.0m结束。而《望峰岗主井井筒过C13煤掘砌措施》规定：掘砌施工方法采用普通钻爆法施工，由于C13煤层松软，掘进爆破过程中，尽量减少对煤壁的扰动，煤层内以松动为主，尽可能使用中转直接抓挖。-23-1瓦斯涌出异常未及时进行分析，采取相应措施。2006年1月2日15时第一次揭煤远距离放炮瓦斯浓度最大0.77%，1月4日15时开始，主井井筒瓦斯涌出持续增加，并出现了瓦斯忽大忽小等瓦斯突出前的征兆，1月5日上午9时05分，监测监控系统反映工作面瓦斯浓度最大接近1.0%，没有引起望峰岗项目部有关部门注意，未及时组织有关人员分析原因，提出针对性的安全防范措施。安全教育和技能培训不到位。-24-1要严格落实瓦斯治理“十二字”方针，井巷揭穿煤层前要对井巷周围煤体进行瓦斯抽放，并给予足够的抽放时间。事故教训严格落实井巷揭穿煤层远距离震动放炮措施，震动爆破应一次全断面揭穿或揭开煤层。如果未能一次揭穿煤层，在掘进剩余部分时（包括掘进煤层和进入底（顶）板2m范围内），必须按震动爆破的安全要求进行爆破作业。-25-1严格按照行业技术规范和揭煤设计等规定要求制定揭煤施工措施和安全技术措施。揭煤施工措施和安全技术措施的编制、会审不得降低标准和要求，更不得与行业技术规范和揭煤设计要求相违背。事故教训现场施工要严格落实规程措施，现场条件发生变化必须编制补充措施经原审批单位审批。同时要建立健全落实规程措施的各项管理制度，保证规程措施真正落实到现场。-26-1针对淮南煤田深部煤层（埋深1000m左右）瓦斯赋存规律，瓦斯地质，煤结构与瓦斯解吸，地压与瓦斯解吸，深部矿井瓦斯涌出规律，煤与瓦斯突出敏感指标与临界值的测定与确认方法，地质构造、作业方式与突出的关系，瓦斯排放率、地质应力与防突效果等进行深入的研究，以保障深部煤层的开采安全。事故教训加强深部防突技术理论的研究工作。应与有关科研院校合作，加大科研力度，在深井过突出煤层必须对防突工作进行认真的分析研究，采取必须要的手段提供科学参数以确认防突工作效果。2、淮南矿业集团新庄孜矿“4.21”重大事故-28-2谢桥矿顾桥矿潘三矿潘一矿潘二矿新庄孜矿望峰岗矿丁集矿潘北矿顾北矿朱集矿潘一东张集矿-29-2煤矿于1947年5月建成，2004年核定生产能力为300万吨/年。多水平分采区开采，共7个水平。目前四水平、五水平和六水平均有采场分布，六水平现为下山开采。可采煤层分A、B、C三组共10～13层，大部分为稳定和较稳定煤层。基本情况为煤与瓦斯突出矿井，突出煤层有B4、B6、B8、B11b、C13煤。矿井绝对瓦斯涌出量为116.6m3/min；相对瓦斯涌出量最大值为23.02m3/t·d，平均值为22.8m3/t·d。-30-2矿井通风系统为“三进三回”分区抽出式通风方式，矿井总回风为33000～34000m3/min。大二号回风风井安装两台JAF-25-16型扇风机，电机功率1250kW，风叶角度为+5度，总回风量11160m3/min。钱湖回风风井安装两台2K60-28轴流风机，电机功率800kW，风叶角度为350，总回风量7500～7800m3/min左右。毕五号回风风井安装两台GAF-28型扇风机，电机功率2000kW，风叶角度为00，总回风量14688m3/min。基本情况-31-266108S顺槽工作面为六六采区一区段下顺槽，标高-694m，走向800m。煤厚1.4～2.5m，平均2.0m，平均倾角28°，巷道设计宽度为4.6m，采用锚网支护。工作面情况局扇压入式通风（2×18.5kW），风筒直径为600～800mm，回风量360m3/min，风排绝对瓦斯涌出量1.27m3/min左右。2005年2月6日开工，综掘。2月28日前，迎头卸压排放钻孔配合巷帮钻场钻孔抽放进行消突，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，截止事故发生时共施工了85m。-32-2工作面情况突出地点通风系统图突出处煤层剖面图-33-2工作面情况突出孔洞及煤的堆积情况-34-266108S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，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。事故前后21日早班8时40分左右进行了效果检验，钻屑瓦斯解吸指标K1值为0.4mL/（g·min1/2），钻屑量Smax为4.4kg/m，7m深夹钻喷孔，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。-35-221日中班16时20分重新进行效果检验，钻屑瓦斯解吸指标K1值为0.4mL/（g·min1/2），钻屑量Smax为4.2kg/m，在5～7m处喷孔，继续施工卸压钻孔。17时24分左右，在套打第5个孔时，迎头发生片帮，矿通风副总安排先打锚网护好顶后再施工卸压钻孔。因迎头煤多，决定先出煤，当工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”音，同时被冲倒，回头什么也看不见，站起来后向外跑。19时25分，矿跟班人员蒋忠群向矿调度汇报：迎头突然见一股烟，可能是突出，有7人被困，反向风门以里瓦斯浓度达5～6%。事故前后-36-2事故原因-37-2对一些较为明显的预兆，重视不够；对事故隐患处理不当。在不到8小时内连续两次效果检验指标超标，未引起高度重视并认真分析研究；忽视异常严重的片帮情况，未采取针对性的护顶措施。事故原因“四位一体”综合防突措施执行不到位。卸压排放钻孔深度不够，未进行追查处理，且继续进行效果检验；未按措施要求施工穿层钻孔；矿井首次采用深孔预裂爆破技术加巷帮钻场钻孔抽采消突措施，未按要求对控制孔进行抽采，且随意减少钻孔数量，并在下帮抽放钻孔未施工完毕之前即进行深孔预裂爆破。-38-2技术管理不到位。3月26日编制的《补充安全技术措施》中未规定卸压排放钻孔的排放时间，违反《新庄孜矿防突管理规定》第23条的规定；有关规程措施会审和复审把关不严，《66108顺槽施工防突措施》复审手续不全，所附图纸为其它掘进面图纸；防突措施施工单位变更后相关安全技术措施无交接手续。事故原因对工作面卸压排放钻孔施工及巷帮钻场瓦斯抽采缺乏监督。工作面卸压排放钻孔由掘进队施工和管理，卸压排放钻孔的验收及效果考察制度存在缺陷。-39-2现场跟班管理人员责任心不强，对现场存在的安全隐患未引起高度重视，未采取有效措施进行处理。施工卸压排放钻孔时，未打迎面支柱，未背实工作面，工作面严重片帮，对钻孔深度不够、效果检验指标超标未采取有效措施进行处理。事故原因工作面卸压排放钻孔验收制度