煤与瓦斯阳突出典型案例分析.ppt
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1、我国煤与瓦斯突出 典型案例分析,俞启香 (教授、博导、国家安全生产专家) 中国矿业大学 国家煤矿瓦斯治理工程研究中心,主 要 内 容 1.我国煤矿煤与瓦斯突出简况 2.南桐鱼田堡矿1988“10.16”石门岩柱自破突出 3.松藻同华矿2009“5.30”揭煤突出 4.沈阳红菱煤矿1998“12.24”揭煤突出 5.焦作演马庄矿1975“8.4”过煤门突出爆炸事故 6.南桐鱼田堡矿+150m主石门两次突出事故 7.天府磨心坡矿1970“3.10”石门对掘揭煤突出 8.丰城建新矿2001“12.30”切眼炮掘突出 9.南桐东林矿1983“6.20”煤门拆除支架突出 10.峰峰大淑村矿2007“4.
2、19” 突出 11.邯郸陶二矿2007“4.20”突出,石门揭煤突出案例与分析,1.我国煤矿突出简况 1.1 19512003突出事故简况 全国国有重点煤矿192处矿井突出总次数:12164次 全国国有重点煤矿突出平均强度76.8t/次 最大突出:1975年8月8日三汇坝一矿+280m主平硐揭煤爆破突出煤岩量12780t,瓦斯140万m3。 我国16个省、自治区、直辖市有突出矿井600多处。主要分布在重庆、辽宁、湖南、河南、山西、江西、贵州、四川、黑龙江、安徽、河北、吉林、甘肃等省市。,石门揭煤突出案例与分析,1.我国煤矿突出简况 1.2 19511981突出事故统计及石门突出的严重性 突出次
3、数:9845次 掘进突出:8049次,占 81.8%; 其中石门突出567次,占5.8%,平均强度316.5t/次最大强度12780t/次。 石门掘进在接近突出煤层尚有岩柱时、揭开岩柱时、掘煤过程和过完煤层进入顶(底)板等各阶段都有瓦斯突出危险,而且突出的煤岩量可达成千上万t,瓦斯量可达数百万m3。可使整个矿井甚至井口地面成灾,故揭煤全过程对其防范应慎之又慎,不可有丝毫麻痹。以下选出各阶段突出实例并进行分析。,突出案例与分析,1.我国煤矿突出简况 1.3 19951996三人死亡以上突出事故统计,1.4 20002004年死亡10人以上的突出事故统计表,1.5、2007年煤矿重大煤与瓦斯突出事
4、故统计,突出案例与分析,1.6、2008年煤矿重、特大煤与瓦斯突出事故统计,突出案例与分析,1988年10月16日14时20分,鱼田堡矿二水平东三采区+20m四石门岩柱厚度太薄,用风钻打震动爆破炮眼时岩柱自然破坏发生煤与瓦斯突出。突出煤量8765t,岩石61m3,瓦斯201万m3,煤粉堵塞巷道1388m,瓦斯逆流1846m,波及井下两翼3个采区5个掘进工作面,死亡15人(煤粉埋没14人,瓦斯窒息1人)轻伤28人。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.1 矿井概况 鱼田堡煤矿于1956年建井,1959年投
5、产。矿井设计能力为60万t/a。1988年实际生产能力为54万t/a。 矿井开采晚二叠世龙潭组煤系,其地层总厚lOOm左右,含煤6层,自上而下4号与6号层全井可采,5号层局部可采。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.1 矿井概况 4号层平均厚2.5m。6号层厚1.1m,5号层厚0.5一1.Om。6号层距5号层15m,5号层距4号层25m,6号层距4号层约40m。煤层倾角为30一35o,两翼部分区域50-90o。 井田两翼东受鸦雀岩扭褶带,西受鱼塘角扭褶带影响,中部开采八面山向斜部分,走向东西走向长约4.2km。形成了复杂而恶劣的开采条件。,2. 南桐鱼田堡矿“1
6、0.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.1 矿井概况 矿井采用中央竖井、主石门、双翼底板集中茅口灰岩大巷、分区石门、阶段开采的开拓方式。 矿井第一水平+150m已采毕,正在开采第二水平 -100m ,采区内布置三条底板岩石上山,双石门双巷道形成独立通风系统。 在4号和5号煤层间的硅质灰岩中分段布置了4条抽放巷道,用于保护层开采后抽4号层卸压瓦斯。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.1 矿井概况 该矿是严重突出矿井。自1958年6月3日+150m水平主石门揭4号煤层发生第一次突出以来到1988年底止,共发生突出507次,突出煤量44474t,最大突出强度876
7、5t,瓦斯涌出量350万m3,平均突出强度100t。 4号煤层为普遍性强突出煤层,5号、6号为局部弱突出煤层。矿井相对瓦斯涌出量为61m3/t。瓦斯压力为3.925.88MPa(瓦斯压力梯度约为8m)。矿井选择先开采5号、6号煤层作为4号层的下保护层。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.1 矿井概况 发生事故的2-3区是井田东翼边界采区,处于猫岩背斜与鸦雀岩向斜之间的鸦雀岩扭褶带西翼。采区走向长700m,倾斜长400-450m,开采4号、6号煤层。该区东翼由于受扭褶构造影响,突出危险非常严重,从+150m水平到- 100m水平都决定滞采。+20m石门是第三亚阶段
8、的回风石门,要求石门揭穿4号煤层进入煤层布置第三亚阶段的回风巷。石门断面7 M2,揭煤处距鸦雀岩向斜轴312m,距扭转轴150m。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.1 矿井概况 6号层(保护层)的第三、四亚阶段未跨石门开采(第三亚阶段采至石门边缘,第四亚段距石门水平距4.5m)。4号层西第二亚阶段采止线距+25m石门水平距30m,距+20m石门斜距37m,故石门揭穿口的4号煤层不受保护,决定采用水力冲孔作为揭开石门的防突措施。 该区+94m、+86m、+25m、一26m的四个石门均用水力冲孔、震动爆破措施先后安全地揭开了4号煤层。,2. 南桐鱼田堡矿“10.1
9、6”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.1 矿井概况 1988年8月,+20m石门是从底板掘进接近4号煤层的。在制定石门掘进措施时认为十20m石门距十25m水平石门垂距仅为6.4m,斜长10.4m;安全揭+25石门是对4号煤层采用了水力冲孔和瓦斯预抽等措施,因此,在程序上未要求距煤层lOm处打地质探孔和距煤层5m外打测压孔,而采用4号煤层底板垂距4.8m、煤厚0.1m闷连煤层作标志层来控制层位并在此进行水冲钻孔,煤层瓦斯压力采用十25m石门测得的压力3.63MPa作为参考依据。+20m石门在掘至闷连层(厚0.1m)标志层时停头,此时左帮(西帮)棚顶距4号层矸下煤水平距为6.87m,岩柱真厚3.8
10、5m。矿防突区按照矿编制并批准的水力冲孔措施,实施了打钻和水力冲孔工作。,南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故通风系统图,1 突出点距地表垂深445m;瓦斯压力3.7MPa; 2 受向斜与扭转构造影响以及开采应力叠加作用; 3 大面积构造煤。,南桐鱼田堡矿石门自行破岩突出,2.鱼田堡矿“10.16”石门自行破岩突出,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.2 事故经过 9月23日夜班,矿组织防突区专业队伍对+20m石门掘进工作面实施水力冲孔工作,至10月1日下中班,共打水力冲孔钻孔9个。10月3日上中班至10月5日下中班进行水力冲孔,总共冲出煤量7t
11、,瓦斯5800m。冲孔时4号、7号孔发生中喷,6号、9号孔发生小喷,引排风流最大瓦斯浓度为3.92%。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.2 事故经过 冲孔工作完成后,矿技术负责人于10月6日召集生产技术、瓦斯、安监等部门对水力冲孔情况进行分析研究,最后作出了“本次水冲效果较好,冲孔时间充分,煤与瓦斯排放冲刷良好”和“该石门揭煤时突出可能性很小,即使突出,逆流也不会波及到相邻采区,只采取一般性震动爆破揭开4号煤层”等三点技术结论,并制定了十20m石门震动爆破揭开4号煤层的措施,于10月8日报局审批。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,
12、2.2 事故经过 矿务局于10月1日对措施作了“批复”,指出“该石门东翼仍为未受解放的煤层,钻孔控制有限,冲孔时间较短,一个班冲完2个孔的就有6个钻孔。因此,该石门揭煤过程中存在发生煤与瓦斯突出的危险性,对此要高度重视”。并强调“组织措施上要具体明确负贵人,落实责任。”10月15日下午,矿副总工程师受总工程师的委托召开会议,对震动爆破措施进行了研究、布置。准备于17日震动爆破揭开4号煤层。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.2 事故经过 10月15日早班,掘进103队开始刷斜面,每班棚顶炮眼逐渐下移,至16日早班,以巷道底部收尺计,共进2.7m。 10月16日上
13、中班,掘进103队开始在+20m石门打震动炮眼。当班出勤12人,其中5人打震动炮眼,7人清理材料上山。12时,掘进工作面的5人开始用两台风钻同时打眼。 14时20分左右,十20m石门发生了煤与瓦斯突出事故。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.3 事故原因 (一)安全岩柱留设不合理 在留设岩柱时,没有将+20m石门煤层中夹矸和矸下煤的厚度与其他石门作综合分析比较,也忽视了4号煤层底板铝土页岩遇水膨胀,强度降低且与砂页岩、矸下煤粘结性差等问题,而是沿袭历来均把夹矸作为岩柱处理的作法。虽然岩柱总厚度已达到,但实际安全岩柱厚度只有1.26m,未达到煤矿安全规程中规定的1
14、.5m。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.3 事故原因 (二)刷斜面时预留的安全岩柱被超掘 在掘进刷斜面过程中,从10月15日早班至10月16日早班停止掘进的位置(16日早班按最少进尺0.3m计算),在立面上已超越设计警戒线0.6m。斜面上距4号煤层矸下煤最近点岩柱真厚仅为0.88m,使本来就较为脆弱的安全岩柱因超掘受到了进一步削弱。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.3 事故原因 (三)对+20m石门所处区域的特殊性认识不足 酿成这次事故的原因是多方面的,究其根本原因,主要是对该区十20m石门所处区域的特殊性认识不足,对在这种
15、情况下,仍有如此大的后续突出能量估计不足。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.3 事故原因 (三)对+20m石门所处区域的特殊性认识不足 1技术判断失误 (1)2-3区+20m石门处于地质构造区域,应力集中程度非常高。转入二水平开采以后,共安全采完西翼6号层的4个亚阶段和4号层的第1、2亚阶段,特别是用水力冲孔工艺在23区安全揭石门4次,因而只看到了+20m石门与该区域已安全揭开的4个石门的相同点,而忽视了该石门受到三个采动集中压力叠加影响的特殊性和严重性,,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.3 事故原因 (三)对+20m石门所处
16、区域的特殊性认识不足 1技术判断失误。 1)对采掘集中应力叠加失察 揭煤点与十25m石门高差仅6.4m,处于后者的集中应力带 揭煤点距下保护层(6号层)的终采线 4m左右,处于下邻近层开采集中应力带; 揭煤点距本煤层西二段(有严重煤与瓦斯突出危险)终采线仅32m,又处于本层开采集中应力带。对于这些应力叠加问题,在技术方面失察,故没有采取强有力的预防事故技术措施。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.3 事故原因 (三)对+20m石门所处区域的特殊性认识不足 1技术判断失误。 2)错误地将夹矸作为岩柱看待。鱼田堡矿4号煤层中一般均含有一层夹矸,为了减少震动爆破后过门
17、坎所带来的危险性,过去历来都将夹矸视为岩柱对待,但却忽视了不同区域煤层所含夹矸的厚度和部位均有较大差异,而这种差异正是决定震动爆破留设安全岩柱的重要依据。+20m石门夹矸厚度为0.3m,均小于其他石门;矸下煤厚为0.2m,均大于或等于其他石门。对于这种情况,未予以认真分析,就沿袭过去的作法,将+20m石门的夹矸和矸下煤作为岩柱对待和处理。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.3 事故原因 (三)对+20m石门所处区域的特殊性认识不足 1技术判断失误。 3)对水力冲孔的效果判断失误。鱼田堡煤矿是水力冲孔措施的发源地,从1970年以来,全局采用水力冲孔措施,石门已安全
18、揭开4号层60次,其中鱼田堡矿安全揭开15次。在对+20m石门进行水力冲孔的过程中,由于未很好坚持对角冲孔的原则,未按规定顺序冲孔,致使煤体结构发生变化,影响了冲孔效果。对冲孔中5个孔未喷的原因没有作认真分析,反而把是否喷孔当成检验卸压效果的主要标志,被假象所迷惑。对冲孔过程中冲出煤量仅为规定检测指标的1/6这个情况,没有引起应有重视而采取补救措施,而是根据以往揭石门的“经验”,判断失误,作出厂“本次冲孔时间充分,冲孔效果较好,突出可能性很小,即使突出,逆流也不会波及相邻采区,只采取一般性震动爆破”这个与实际情况不符的错误结论。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2
19、.3 事故原因 (三)对+20m石门所处区域的特殊性认识不足 2,未按照规程规定的技术程序操作。 按照规程规定,石门揭穿突出煤层前5m以外,要打测压孔并测压。但+20m石门揭煤前没有按这个技术程序操作,仅凭以往的“经验”,错误地借用相邻的+25m石门的瓦斯压力作为依据。这样既无法准确了解揭煤地点瓦斯压力变化情况,又无法正确鉴别和检验该处的水力冲孔效果。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.3 事故原因 (三)对+20m石门所处区域的特殊性认识不足 3,管理松懈,现场失控。 石门揭煤是煤矿防突管理的重要环节,特别是在接近煤层刷斜面到穿过煤层进入顶(底)板垂距2m期间
20、,更应严格地实行统一指挥,落实职责,严格监控,以弥补技术上的疏漏,做到即使在爆破时发生突出也不会伤人。但是,由于在水力冲孔工艺上的屡次成功,加之对水力冲孔效果的错误判断,从而导致思想麻痹,管理松懈,现场失控。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.3 事故原因 (三)对+20m石门所处区域的特殊性认识不足 3,管理松懈,现场失控。 1)在+20m石门刷斜面期间,有关技术管理和生产管理人员及施工队,均未认真履行职责,严格监控。施工队技术员外出学习后,本应由生产技术科另派技术人员负责岩柱的控制,但因科内分管掘进的技术员另有任务,也未采取补救措施,致使此项重要职责无人履行
21、。 2)矿调度室也没有按业务保安的规定,将+20m石门揭4号层纳入重点调度,对该头每班实际进度掌握不清、不准。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.3 事故原因 (三)对+20m石门所处区域的特殊性认识不足 3,管理松懈,现场失控。 3)矿安全科、局驻矿安监处在刷斜面期间,均未指派专人去+20m石门掘进头检查和监督。 4)施工队未严格执行无措施不开工的规定。10月15日,矿有关领导和部门才收到局的批复,但施工队10月12日就开始了掘进。刷斜面期间,尤其是在+20m石门与煤层走向斜交63o的特殊情况下,没有技术人员在现场把关。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩
22、柱自然破坏发生突出事故,2.3 事故原因 (三)对+20m石门所处区域的特殊性认识不足 3,管理松懈,现场失控。 5)10月14日晚,矿有关领导和主要业务部门负责人接到刷斜面通知单后,都认为+20m石门突出可能性很小,即使突出,其强度也不大,因此忙于其他工作面的防突工作。除一名生产副科长到过现场外,其他人均未到该掘进头了解情况,甚至不清楚开始刷斜面的时间。,2. 南桐鱼田堡矿“10.16”石门岩柱自然破坏发生突出事故,2.4 事故性质 这是一起重大责任事故。 石门揭煤是煤矿防突管理的重要环节,特别是从接近煤层刷斜面到进入煤层顶(底)板垂距2m各个阶段期间,更应严格地实行统一指挥、落实职责、严格
23、控制。如果该矿负责人高度重视石门揭煤,认真执行矿务局“批复”,严格按照规程要求,确保安全岩柱1.5m以上,加强调度,加强现场管理、安监人员职责,采取必要的防突措施,即使技术上判断失误,仍可做到发生突出而不伤人。,3、重庆松藻同华煤矿 2009“530”石门爆破揭煤引发突出事故,3.1 事故简况 2009年5月30日10时49分,重庆市能源投资集团公司松藻煤电公司同华煤矿(简称同华煤矿)三区+100水平安稳皮带斜井揭煤工作面爆破引发煤与瓦斯突出事故。突出煤量约 3000t,突出瓦斯28.2万m3,造成30人死亡,79人受伤 (其中12人重伤),直接经济损失1219万元。,3、重庆松藻同华煤矿“5
24、30”事故,3.2 矿井与工程概况 同华煤矿是重庆能源投资集团公司所属松藻煤电有限公司的国有重点煤矿,设计生产能力30万吨/年,该矿将接替的三区建设工程承包给同属重庆能源投资集团的川久建设公司。 建设单位:重庆松藻煤电有限责任公司 监理单位:精工监理公司同华监理部 施工单位:重庆川久建设有限责任公司第九项目部 这起事故是皮带斜井掘进工作面放炮揭突出危险煤层K3煤层时发生的。,3、重庆松藻同华煤矿“530”事故,3.2 矿井与工程概况 该矿平硐开拓,暗斜井延深,走向长壁式开采。矿井开拓水平为+352m水平、+100m水平和-420m三个水平,+352m水平已回采完毕,+100m水平的一、二采区正
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