鄭煤集團(tuán)李糧店煤礦井筒透水事故案例

鄭煤集團(tuán)李糧店煤礦井筒透水事故

案例監(jiān)察一處任玉卿2021年8月一、根本情況〔一〕礦井概況鄭州華轅煤業(yè)是由鄭州煤炭工業(yè)〔集團(tuán)〕有限責(zé)任公司和華潤電力燃料〔中國〕合作組建的股份公司，由鄭州煤炭工業(yè)〔集團(tuán)〕有限責(zé)任公司控股。李糧店井田東西走向長16公里，南北傾斜寬1.8～6.8公里，地質(zhì)儲量3.6億噸，可采儲量約1.6億噸。李糧店煤礦位于河南省新鄭市、長葛市、尉氏縣三地交界處，主副井工業(yè)廣場位于新鄭市和莊鎮(zhèn)四前劉村南。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力2.40Mt/a，效勞年限48.2年。礦井設(shè)計(jì)采用立井開拓，設(shè)主井、副井、風(fēng)井三個井筒?！捕忱罴Z店煤礦建設(shè)工程審批情況2003年8月19日，鄭煤集團(tuán)獲得李糧店井田探礦權(quán)。2005年成立新鄭勘探開發(fā)工程部，開始勘探。2006年?河南省新密煤田李糧店礦區(qū)勘探報(bào)告?報(bào)國土資源部評審備案。2021年1月22日，國家開展和改革委員同意李糧店煤礦按240萬噸/年建設(shè)規(guī)模開展前期工作。12月30日，國土資源部對李糧店煤礦劃定礦區(qū)范圍進(jìn)行了批復(fù)。2021年2月25日，河南省國土資源廳對礦井地質(zhì)災(zāi)害危險性評估報(bào)告進(jìn)行了備案，2021年4月河南省國土資源廳批復(fù)礦井建設(shè)用地。2021年5月21日，水利部復(fù)函同意李糧店礦井水土保持方案。2021年12月1日，環(huán)境保護(hù)部對李糧店礦井及選煤廠環(huán)境影響報(bào)告書進(jìn)行了批復(fù)；12月31日，國土資源部通過李糧店煤礦建設(shè)用地預(yù)審。2021年3月9日，河南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳審核同意對李糧店礦井建設(shè)工程選址。2021年8月27日，國家開展和改革委員會對李糧店煤礦工程核準(zhǔn)進(jìn)行了批復(fù)；10月21日，河南省能源規(guī)劃建設(shè)局對李糧店礦井初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了批復(fù)?！踩忱罴Z店煤礦建設(shè)進(jìn)展情況李糧店煤礦建設(shè)單位為鄭州華轅煤業(yè)。該公司為鄭煤集團(tuán)和華潤電力燃料〔中國〕合作組建的股份公司，鄭煤集團(tuán)控股；鄭州華轅煤業(yè)只有李糧店煤礦一個工程，使用鄭州華轅煤業(yè)李糧店煤礦〔礦井〕的名稱辦理有關(guān)證件和手續(xù)，鄭州華轅煤業(yè)與李糧店煤礦實(shí)為一體，設(shè)置一套領(lǐng)導(dǎo)班子和管理機(jī)構(gòu)。2021年5月12日，李糧店煤礦工業(yè)廣場開工建設(shè)，12月26日風(fēng)井正式開挖，2021年2月20日副井正式開挖，3月24日主井正式開挖。截止到2021年10月井巷工程累計(jì)完成11615米，硐室11181立方米，其中主、副、風(fēng)井井筒工程量2105米。

主要完成主井、副井、風(fēng)井、井底車場巷道及硐室、井底水倉、局部采區(qū)上山等，主副井區(qū)與風(fēng)井區(qū)剩余1700米巷道未貫穿。3個井筒均已通過驗(yàn)收、并經(jīng)煤炭工業(yè)鄭州礦區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站認(rèn)證，井底中央變電所和水泵房已投入使用?！菜摹掣本彩┕で闆r副井筒設(shè)計(jì)凈直徑6.5米，采用全井深凍結(jié)方法施工，井深788.5米，凍結(jié)深度800米。由中煤第五建設(shè)〔集團(tuán)〕有限責(zé)任公司第三工程處負(fù)責(zé)凍結(jié)工程，由河南煤炭建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)井筒掘砌工程。于2021年12月9日開始凍結(jié)，2021年2月20日正式開挖。2021年3月29日副井井筒外壁掘進(jìn)至320.0米時，由于地質(zhì)和凍脹力等原因，外層井壁發(fā)現(xiàn)多處環(huán)狀裂縫。為保證施工平安，停止外壁掘砌施工，對破裂部位采用打錨桿加掛網(wǎng)加25#槽鋼井圈進(jìn)行加固。加固工作自2021年4月2日開始，至4月20日完成，在48.5米至261.3米之間共架設(shè)井圈59架。2021年4月20日恢復(fù)掘砌，5月6日，因凍結(jié)尚處在積極凍結(jié)期，壁后融土回凍持續(xù)膨脹，導(dǎo)致110.0米～130.0米段原裂縫位置架設(shè)的井圈出現(xiàn)受壓變形現(xiàn)象，280米處外層井壁掉塊、向井筒內(nèi)鼓出厚度約50毫米。為保證井壁質(zhì)量和施工平安，5月16日掘進(jìn)至394.0米位置時停止外壁掘砌施工，5月18日開始套砌內(nèi)層井壁。內(nèi)層井壁施工時，經(jīng)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可后，在對應(yīng)外層井壁破裂部位通過提高混凝土強(qiáng)度加強(qiáng)內(nèi)層井壁支護(hù)。6月22日套砌內(nèi)層井壁結(jié)束，套壁段高為井深8.0米至394.0米，高度386米。2021年8月16日外壁掘砌施工至522米時，開始進(jìn)行壁座段施工〔壁座段：522.0米～537.0米〕。8月20日18時10分井筒工作面組裝上行模板和綁扎壁座外層鋼筋時，發(fā)現(xiàn)在井幫527米左右西南方向出水，水量2立方米/小時；隨后又在526.87m～529.87米段發(fā)現(xiàn)多個出水點(diǎn)，水量及水壓增大，至8月21日5時，涌水量達(dá)40立方米/小時，經(jīng)建設(shè)、監(jiān)理、凍結(jié)和掘砌施工單位共同研究制定了工作面注漿堵水和強(qiáng)化凍結(jié)搶險方案。8月27日止水墊施工完成，9月8日完成工作面注漿，累計(jì)施工鉆孔219.5米，共注入水泥518噸、水玻璃31.28噸。9月8日-9月19日對521.0米～394.0米段進(jìn)行了內(nèi)壁套砌。10月24日壁座及壁基施工完成。2021年1月13日副井井筒落底。2021年7月，副井涌水量增至20立方米/小時，2021年8月，河南煤炭建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司進(jìn)行了副井筒壁座及基巖段壁后注漿充填堵水。2021年10月12日通過了由鄭州華轅煤業(yè)組織施工單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位參加的副井筒竣工驗(yàn)收，2021年1月5日，煤炭工業(yè)鄭州礦區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站工程質(zhì)量認(rèn)證為優(yōu)良工程。(五)事故前副井井筒注漿堵水工程情況2021年10月12日,副井井筒竣工驗(yàn)收時井壁涌水量為2.17立方米/小時，井筒在使用過程中涌水量增加到21.6立方米/小時，于2021年7月對出水點(diǎn)進(jìn)行了注漿，注漿后涌水量根本穩(wěn)定，實(shí)測為1.68立方米/小時。2021年10月7日實(shí)測涌水量為5.3立方米/小時，10月15日后涌水量突然增大，10月19日到達(dá)12立方米/小時，10月23日經(jīng)查井口以下180米、200米、206米、280米出現(xiàn)4處明顯出水點(diǎn)，水量增至28.5立方米/小時，其中280米處出水量15立方米/小時左右。2021年10月26日，李糧店煤礦與河南鄭煤礦業(yè)建設(shè)〔鄭煤集團(tuán)下屬企業(yè)，為獨(dú)立法人，以下簡稱鄭煤礦建公司〕簽訂了注漿堵水協(xié)議，成立了河南鄭煤礦業(yè)建設(shè)李糧店煤礦副井注漿堵水工程部，任命外單位且無資質(zhì)人員擔(dān)任工程部經(jīng)理，作業(yè)人員沒有經(jīng)過培訓(xùn)。10月28日該工程部編制了?鄭州華轅煤業(yè)李糧店煤礦副井井筒注漿施工組織設(shè)計(jì)?，鄭煤礦建公司對設(shè)計(jì)進(jìn)行了審批。10月31日開始實(shí)施副井井筒注漿堵水。截止11月16日副井井筒210.0米以上的3處出水點(diǎn)得到有效封堵。11月18日在副井井筒井深272.0米處對井深280.0米處出水點(diǎn)進(jìn)行注漿作業(yè)時，施工鉆孔過程中發(fā)生了透水事故?！擦忱罴Z店煤礦建設(shè)工程與石武高鐵的關(guān)系2006年7月，國家開展改革委員會批復(fù)同意新建石家莊至武漢鐵路客運(yùn)專線(京廣客專全線通車后改為京廣客專石武段，根底設(shè)施為京廣客專河南有限責(zé)任公司管理，運(yùn)營委托鄭州鐵路局管理，以下簡稱石武高鐵)工程建議書，石武高鐵規(guī)劃線路方案從李糧店煤礦井田西部穿過，鄭煤集團(tuán)與高鐵建設(shè)方屢次協(xié)商，建議高鐵走向應(yīng)沿井田西部邊界靠近京廣客專石武段布置，以減少占壓煤炭資源，但雙方協(xié)商無果。經(jīng)河南省政府大型工程建設(shè)辦公室召開專門會議協(xié)調(diào)，確定高鐵線路仍按原線路規(guī)劃從井田中西部穿過，鄭州華轅煤業(yè)與京廣客專河南有限責(zé)任公司于2021年9月10日簽訂了?京廣鐵路客運(yùn)專線壓覆河南新密煤田李糧店井田局部資源補(bǔ)償協(xié)議?，對于高鐵及兩側(cè)各600米范圍內(nèi)壓覆的井田局部資源前期探礦費(fèi)用，京廣客專河南向鄭州華轅煤業(yè)給予補(bǔ)償6547萬元，截止2021年11月該款項(xiàng)繳付完畢。2021年9月28日，石武高鐵鄭州至武漢段建成并開通運(yùn)營。煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)院根據(jù)國土資源部批復(fù)的礦區(qū)范圍，按照?石家莊至武漢客運(yùn)專線鐵路〔鄭州至武漢段河南省境內(nèi)〕壓覆礦產(chǎn)資源儲量核查評估報(bào)告?中的壓覆范圍留設(shè)石武高鐵保護(hù)煤柱。調(diào)整了礦井開拓布置，以石武高鐵壓覆范圍為界分為東、西翼開拓，共布置七個采區(qū)，其中西翼布置三個采區(qū)，東翼布置四個采區(qū)。礦井工業(yè)廣場位于高鐵以東，主井中心距石武高鐵324米；副井中心西距石武高鐵407米。2021年4月20日，針對李梁店煤礦在石武高鐵東西兩側(cè)建設(shè)主、副井及風(fēng)井，并有兩條巷道下穿石武高鐵的情況。京廣客專河南有限責(zé)任公司向鄭州華轅煤業(yè)發(fā)函要求解釋說明，鄭州華轅煤業(yè)經(jīng)咨詢設(shè)計(jì)單位后復(fù)函認(rèn)為，設(shè)計(jì)進(jìn)行的采掘活動不會造成高鐵線路沉降，也不會對運(yùn)營造成平安隱患。2021年10月23日，河南省重點(diǎn)工程辦召開協(xié)調(diào)會，明確了京廣客專河南有限責(zé)任公司商煤礦方委托具有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位開展平安評估，鐵路與煤礦兩方面要簽訂平安協(xié)議，報(bào)河南省平安監(jiān)管局備案。受京廣客專河南有限責(zé)任公司的委托，中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)〔以下簡稱鐵四院〕聯(lián)合河南省地質(zhì)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)院對李糧店煤礦開采可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害對石武客運(yùn)專線影響進(jìn)行了評估，2021年6月提交了?李糧店煤礦開采可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害對石武客運(yùn)專線影響評估報(bào)告?。2021年7月，河南省平安監(jiān)管局組織了評審，提出了修編意見；2021年10月鐵四院完成了評估報(bào)告的修編。但修編后的評估報(bào)告結(jié)論在事故發(fā)生前尚未向河南省安監(jiān)局備案，鐵路與煤礦雙方也未簽訂平安協(xié)議。二、事故發(fā)生及搶險經(jīng)過2021年11月18日八點(diǎn)班，當(dāng)班井下共8人。其中，3人在副井井筒井口往下272.0米處對280.0米處出水點(diǎn)進(jìn)行注漿。10時10分，兩名工人在副井筒272米處站在罐籠上方的操作平臺上用風(fēng)鉆對預(yù)埋好的孔口管透孔。透孔至450毫米深后對孔口管固結(jié)強(qiáng)度做清水耐壓試驗(yàn)，終壓4MPa,穩(wěn)壓10分鐘左右。

10時40分，用直徑32毫米鉆頭延伸鉆孔；10時50分，該孔鉆進(jìn)至內(nèi)壁730毫米左右時孔內(nèi)突然噴出水、砂，鉆桿被頂出，2名工人和鉆機(jī)被沖倒，水、砂涌出量20立方米/小時左右。其中一人連忙用手去關(guān)孔口管上的閥門，但發(fā)現(xiàn)閥門無法關(guān)閉,隨后便用孔口管套在閥門的手柄上用力轉(zhuǎn)動、關(guān)閥門,閥門手柄轉(zhuǎn)動了,但向外噴射的水砂混合物未減少,判斷閥門有可能損壞,然后升井。12時，3名工人帶著分水器準(zhǔn)備乘罐籠再次下井處理透水時，副井提升機(jī)房匯報(bào)副井絞車負(fù)荷超載無法啟動。隨后礦方派地測科人員帶上對講機(jī)沿梯子間下至出水點(diǎn)附近查看情況，李偉濤查看完情況后通過對講機(jī)匯報(bào)“水砂從孔中噴出呈發(fā)射狀,出水點(diǎn)在排水管第45根托梁下0.5～1.0米，水砂噴出量時大時小,呈黃褐色,水內(nèi)含顆粒狀礫石〞。11時50分，李糧店煤礦董事長李建平、總經(jīng)理李先海趕到副井口，立即組織人員搶救。12時28分，又安排5人下井安裝泥沙泵。

13時13分，李糧店煤礦向鄭煤集團(tuán)匯報(bào)，并確定了井下人員撤退路線。

13時24分，泥沙淤滿井底水窩，井下工人放棄安裝泥沙泵。

14時10分，井下8人通過主井平安升井，井下仍有2人繼續(xù)在水泵房和中央變電所值守。接到李糧店副井透水險情匯報(bào)后，鄭煤集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)帶著相關(guān)部門立即趕赴現(xiàn)場，啟動應(yīng)急預(yù)案，成立了事故搶險領(lǐng)導(dǎo)小組，并聘請專家成立專家組參加搶險工作。21時50分，副井臨時提升系統(tǒng)安裝好后，又組織4名工人下井實(shí)施注漿堵水，但無法靠近出水點(diǎn)，工人隨后升井。19日12時20分，井筒水砂涌出量增至200立方米/小時，13時井下最后值守的2名人員撤出地面。17時40分，水砂涌出量到達(dá)350立方米/小時。在專家組的指導(dǎo)下，搶險領(lǐng)導(dǎo)小組制訂了在副井井筒出水鉆孔處直接堵水和向副井投料充填兩套方案?？紤]到直接堵水方案需搭建操作平臺，副井筒出水孔內(nèi)水砂噴射壓力較大，出水孔已被刷大，人員靠近困難，難以保證平安，且當(dāng)時副井井口附近開始出現(xiàn)沉降，為防止地面繼續(xù)沉降，搶險領(lǐng)導(dǎo)小組決定實(shí)施投料充填副井方案，盡快使井壁內(nèi)外水位、水壓持平，阻止水沙繼續(xù)噴涌。同時，以副井為中心布置測點(diǎn)，向西延伸至附近石武高鐵沿線，監(jiān)測地表沉降情況。11月19日20時，開始副井充填作業(yè)。11月19日晚，鄭州鐵路局接到鄭煤集團(tuán)報(bào)告，李糧店煤礦副井井筒上部地面出現(xiàn)沉降。19日20時55分，鄭州鐵路局封鎖高鐵線路并通知京廣鐵路客運(yùn)專線河南有限責(zé)任公司。經(jīng)對橋梁墩臺、橋下地面檢查后，認(rèn)為能滿足120公里/小時運(yùn)行要求，決定自22時15分起暫時按120公里/小時限速運(yùn)行，并加強(qiáng)檢查和觀測。20日下午至21日凌晨，副井井筒附近地表及井架變形進(jìn)一步加劇。21日5時52分，因地面變電站地基沉降明顯，設(shè)備受損、線路短路斷電，搶險工作中斷。21日上午，鄭煤集團(tuán)向河南省政府和鄭州市政府緊急報(bào)告了事故情況，請求支援，并加強(qiáng)了地面監(jiān)測。21日下午，河南省副省長張維寧帶著有關(guān)部門趕赴事故現(xiàn)場，指導(dǎo)搶險工作。22日12時，副井投料充填作業(yè)完成，實(shí)測副井充填物上平面距井口72米，水面距井口20米。為防止主井筒遭破壞引發(fā)新的透水，于11月22日實(shí)施主井灌水方案。11月24日7時50分，主井灌水結(jié)束，灌水至井口以下30米，主井筒井壁內(nèi)外水壓到達(dá)平衡，搶險措施效果明顯，礦井副井筒及副井周圍地表沉降得到控制，搶險工作根本結(jié)束。據(jù)河南省時代測繪技術(shù)自11月20日至12月6日觀測，以副井筒為中心形成的沉降漏斗區(qū)，最大沉降量2.7米，地表沉陷邊界點(diǎn)〔沉降20毫米〕西至西2觀測點(diǎn)〔距高鐵169米處〕。據(jù)2021年6月16日中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)提供的?京廣高鐵李糧店煤礦相關(guān)區(qū)段橋墩沉降觀測技術(shù)總結(jié)報(bào)告〔第二期〕?，“測量周期內(nèi)，橋墩差異沉降未到達(dá)?京廣高鐵李糧店煤礦相關(guān)區(qū)段橋墩沉降觀測技術(shù)方案?〔2021年6月〕規(guī)定的3mm預(yù)警值〞。三、調(diào)查過程接到事故報(bào)告后，河南省副省長張維寧帶著省直有關(guān)部門、鄭州市