貴州某礦一次煤與瓦斯延期突出事故的調(diào)查與分析

1、 專業(yè)技術(shù)文件 / Technical documentation 編號(hào)： 貴州某礦一次煤與瓦斯延期突出事故的調(diào)查與分析Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.編制：_日期：_貴州某礦一次煤與瓦斯延期突出事故的調(diào)查與分析溫馨提示：該文件為本公司員工進(jìn)行生產(chǎn)和各項(xiàng)管理工作共同的技術(shù)依據(jù)，通過(guò)對(duì)具體的工作環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范、約束，

2、以確保生產(chǎn)、管理活動(dòng)的正常、有序、優(yōu)質(zhì)進(jìn)行。本文檔可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改和使用。 0 前 言1997年3月29日16時(shí)30分, 貴州某煤礦二采區(qū)7529右采面機(jī)巷距采面煤壁12m處, 放炮擴(kuò)幫5小時(shí)20分后, 發(fā)生一次煤與瓦斯延期突出, 突出煤量480T, 突出瓦斯量40564m3, 死亡18人, 輕傷8人, 造成直接經(jīng)濟(jì)損失170余萬(wàn)元, 事故的教訓(xùn)極為深刻。1 礦井及采區(qū)概況該礦原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150Kt/a, 改擴(kuò)建后, 礦井生產(chǎn)能力為300Kt/a, 走向平硐分區(qū)開(kāi)拓, 單一煤層開(kāi)采。通風(fēng)方式為分區(qū)抽出式。礦井未建瓦斯抽放系統(tǒng), 瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)目前正在組織實(shí)施。建立了專業(yè)防突隊(duì)伍, 采用“

3、四位一體”防突措施防治煤與瓦斯突出。礦井瓦斯等級(jí)為煤與瓦斯突出礦井, 絕對(duì)瓦斯涌出量4.6m3/min, 相對(duì)瓦斯涌出量為15.67m3/Td。礦井1978年投產(chǎn)至今共發(fā)生突出86次, 其中采面突出51次, 最大突出煤量544T。7529右采面為二采區(qū)最后一個(gè)采面, 斜長(zhǎng)40177m, 走向長(zhǎng)350m, 煤層厚度2m, 傾角21, 全部冒落法管理頂板。該工作面延期突出發(fā)生時(shí), 已回采推進(jìn)282m, 剩余68m, 突出點(diǎn)距地表垂深467m。2 事故經(jīng)過(guò)1997年3月29日8時(shí), 采煤隊(duì)原先安排在7529右采面下段出口以上30m和工作面上段SGW-34型運(yùn)輸機(jī)段進(jìn)行正常推進(jìn)工作。由于運(yùn)輸機(jī)故障不能

4、出煤而臨時(shí)改為:一是在采面下出口往上38m段進(jìn)行回采推進(jìn), 二是在采面下出口往外25m段機(jī)巷內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)幫, 擴(kuò)寬人行道。當(dāng)班共打50個(gè)炮眼, 采面、機(jī)巷各25個(gè), 眼深1.21.5m, 裝藥15Kg, 用同一段毫秒雷管一次起爆。11時(shí)10分放完炮后, 工人開(kāi)始攉煤、移溜, 在拉線打柱接近尾聲時(shí), 16時(shí)30分(距放炮后5小時(shí)20分鐘)機(jī)巷距采面下出口12m處發(fā)出了煤與瓦斯延期突出。在機(jī)巷和采面下出口附近作業(yè)的18名工人被突出煤炭壓埋遇難。(突出地點(diǎn)見(jiàn)圖1)圖1 突出現(xiàn)場(chǎng)示意圖3 事故分析煤與瓦斯延期突出是一種復(fù)雜的瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象, 這種突出不是在剛剛爆破時(shí)發(fā)生, 而是在爆破幾個(gè)小時(shí)后發(fā)生的, 此時(shí)

5、工作人員正好在進(jìn)行作業(yè)沒(méi)有思想準(zhǔn)備, 所以延期突出具有極嚴(yán)重的危害性。該礦二采區(qū)7529右采面具備了煤與瓦斯延期突出的必要條件和有利條件。 3.1 含瓦斯煤層可能發(fā)生煤與瓦斯突出的能量條件是:W1+W2+W3V+A (1)式中:W1圍巖的彈性變形潛能；W2煤的彈性能；W瓦斯內(nèi)能；V煤被破碎至粉煤的能量；A碎煤拋出的能量。由于7529采面距地表垂深有467 m, 在采面上伏巖體中的自重應(yīng)力(rH)及工作面前方超前集中應(yīng)力(35rH)的作用下, 圍巖及煤體中儲(chǔ)存了較高的彈性能(W1, W2)；所采煤層本身的瓦斯含量較高, 突出區(qū)域又正處于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜帶, 不僅殘存了較高的構(gòu)造應(yīng)力, 而且瓦斯易于集

6、聚。加之煤層的透氣性系數(shù)較低, 使得瓦斯不易放散而使其內(nèi)能(W3)大幅度升高, 從而在煤體內(nèi)具備了使煤體破碎成粉煤的能量(V)及碎煤被拋出的能量(A)。因此該區(qū)域具備了煤與瓦斯突出的客觀條件。3.2 延期突出發(fā)生點(diǎn)所在區(qū)域采掘工程引起地應(yīng)力發(fā)生變化。該區(qū)域回采工作面距下出口38 m條段在進(jìn)行采煤, 而回采工作面下出口機(jī)巷往外25 m條段同時(shí)在進(jìn)行擴(kuò)幫拓寬人行道, 采用同一段毫秒雷管起爆, 致使該區(qū)域應(yīng)力影響相互交叉?；夭晒ぷ髅媲胺降募兄С袎毫蜋C(jī)巷擴(kuò)幫引起的往工作面一側(cè)的集中支承壓力相互迭加, 造成一個(gè)應(yīng)力高峰值；而且此處的煤體受到劇烈地應(yīng)力作用, 使得軟煤的透氣性系數(shù)按負(fù)指數(shù)規(guī)律降低, 瓦

7、斯運(yùn)移的泄漏通道被阻斷, 煤層中得以保存大量瓦斯而形成高壓瓦斯集聚。3.3 延期突出點(diǎn)所在的7529采面區(qū)域, 斷層和褶曲發(fā)育。其中落差大于30 m的斷層一條, 落差為0.33 m的斷層四條；采面煤壁至突出孔有小褶曲三個(gè)。由于在地質(zhì)構(gòu)造形成過(guò)程中, 構(gòu)造附近的煤層受到較大的破壞和柔皺, 煤體強(qiáng)度大大降低, 同時(shí)地質(zhì)構(gòu)造帶儲(chǔ)存著很高的構(gòu)造應(yīng)力, 一般構(gòu)造應(yīng)力和巖體自重應(yīng)力有如下關(guān)系:構(gòu)=(1.11.2)自 (2)式中:構(gòu)構(gòu)造應(yīng)力；自巖體自重應(yīng)力。這樣, 使得煤體的彈性潛能增高。突出發(fā)生在該區(qū)域, 符合突出井田多數(shù)具有構(gòu)造復(fù)雜, 小斷層發(fā)育, 小褶曲發(fā)育的特點(diǎn)。地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成了具有突出危險(xiǎn)的軟煤

8、, 并使之形成區(qū)域展布, 為突出的形成提供了必要條件。3.4 7529采面下出口往上38 m條段及機(jī)巷25 m條段同時(shí)放炮后并未立即引起煤與瓦斯突出, 而是放炮后5個(gè)多小時(shí)在機(jī)巷12 m處發(fā)生延期突出, 這說(shuō)明該次突出經(jīng)歷了一定時(shí)間的孕育準(zhǔn)備階段, 其中包括能量的逐漸儲(chǔ)備及煤體的相繼破碎。在采場(chǎng)的前方煤體內(nèi), 由于上伏巖體的自重應(yīng)力(rH)及超前集中應(yīng)力(35rH), 使得煤、巖體具有很高的彈性潛能, 而這種潛能更多的是儲(chǔ)存于圍巖厚度較大的砂巖或砂質(zhì)頁(yè)巖中, 傳遞給煤層并使之破壞, 需要經(jīng)歷一定的過(guò)程和延緩一定的時(shí)間, 它是這次突出延期的一個(gè)重要原因。3.5 突出易發(fā)生在軟煤中。在地質(zhì)構(gòu)造力的

9、作用下, 煤層受到擠壓和搓揉, 煤層層面發(fā)生錯(cuò)動(dòng), 煤層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。部分煤體變軟, 強(qiáng)度降低并且形成結(jié)構(gòu)不均的煤質(zhì)。軟煤往往不是獨(dú)立存在而是與未被破壞的硬煤相互包裹共存于煤層中。爆破后還殘存的部分硬煤形成阻擋層, 使得軟煤不能馬上暴露。盡管由于地應(yīng)力施加在這部分硬煤上載荷高于硬煤的長(zhǎng)期強(qiáng)度, 但又與這部分硬煤的長(zhǎng)期強(qiáng)度比較接近, 硬煤不能馬上破壞, 支撐著來(lái)自周圍巖體的集中應(yīng)力。由于地應(yīng)力傳遞的延續(xù)作用, 隨著時(shí)間的延長(zhǎng), 硬煤阻擋層發(fā)生流變破壞, 此時(shí)軟煤暴露的面積突然增大, 當(dāng)軟煤暴露的厚度達(dá)到發(fā)生延期突出所需的厚度時(shí), 便釋放出大量的初始釋放瓦斯膨脹能, 延期突出便發(fā)生了。這時(shí)突出延期

10、的時(shí)間與作用在硬煤上的地應(yīng)力大小, 硬煤的力學(xué)性質(zhì)、產(chǎn)狀, 瓦斯能的積儲(chǔ)等因素有關(guān)。 3.6 沒(méi)有嚴(yán)格貫徹執(zhí)行煤礦安全規(guī)程和防治煤與瓦斯突出細(xì)則。在7529右采面下出口往上38 m左右回采和下出口25 m左右機(jī)巷擴(kuò)幫時(shí), 沒(méi)有執(zhí)行防突措施的效果檢驗(yàn), “四位一體”防突綜合措施不完善, 形同虛設(shè)。3.7作業(yè)規(guī)程執(zhí)行不嚴(yán), 現(xiàn)場(chǎng)管理失控。事故當(dāng)班由于SGW-34運(yùn)輸機(jī)故障不能出煤, 班長(zhǎng)未征求調(diào)度同意, 在措施未制定的情況下, 擅自安排工人在機(jī)巷放炮擴(kuò)幫, 且未按規(guī)程進(jìn)行超前支護(hù)。破碎帶的冒落, 為具有突出危險(xiǎn)的軟煤突然暴露創(chuàng)造了條件。因此, 是自然客觀因素和人為因素的共同作用, 導(dǎo)致了這次煤與瓦斯延期突出事故的發(fā)生。4 延期突出的防治對(duì)策4.1 認(rèn)真貫徹“安全第一, 預(yù)防為主”的方針, 強(qiáng)化安全管理和安全監(jiān)督檢查, 堅(jiān)決杜絕“三違”現(xiàn)象的發(fā)生。4.2 盡快建立瓦斯抽放系統(tǒng), 在抽放瓦斯的同時(shí), 進(jìn)行煤體注水, 使煤層的內(nèi)在水分增大到5%時(shí), 可起到超前防止突出的作用, 同時(shí)可以降低煤塵。4.3 通過(guò)打鉆準(zhǔn)確了解工作面前方的地質(zhì)賦存條件, 了解到軟煤的距離及軟煤厚度的變化, 準(zhǔn)確控制放炮尺寸。在工作面與軟煤之間留下足夠厚的硬煤層。盡管這些硬煤在地應(yīng)力作用下也會(huì)破壞, 但只要硬煤層