淮南突出事故分析终.doc

1淮南矿业集团公司望峰岗矿井“1·5”特大煤与瓦斯突出事故技术原因分析（专家组）淮南矿业集团公司望峰岗矿井“1·5”特大煤与瓦斯突出事故调查专家组，通 过事故现场实地勘察、查阅相关原始资料、访问有关人员等工作，在认真分析研究的基础上，对事故技术原因分析如下一、矿井及事故概况1、矿井概况淮南矿业集团公司望峰岗矿井地处安徽省淮南市谢家集区，井田位于淮南复向斜的南翼，阜凤断层的上盘，舜耕山断层的下盘矿井东南自 IV 线 及隗店断层，西北至新庄孜矿东部边界及 F11-9 断层，浅部起 A1 煤层-660m 底板等高线，深部止 C13 煤层-1200m 底板等高线，井田走向长约 8.1km，倾斜平均宽 2.4km，面积约 19.56km2全井田可采储量为 284.593Mt，其中：第一水平（-660m～-960m）可采储量为 149.364Mt，第二水平（-960m～-1200m）可采储量为77.299Mt全井田划分为两个水平开拓，其中一水平标高-960m，二水平标高-1200m，在-820m 水平设辅助水平矿井设计生产能力为 3.0Mt/a，矿井服务年限 67.8 年，其中一水平35.6 年，二水平 32.2 年。

矿井采用立井分区开拓方式，布置有主井、1 副井、2 副井、1 风井、2 风井共 5 个立井井筒主井井筒特征：井筒净直径 ø=7.6m，净断面 S=45.36m2，荒径ø=8.6～8.8m，荒断面 S=60.82m2，井口标高+28.0m ，井底标高-960.0m，井深 988.0m该井由 鸡西建设工程公司第三 凿井公司施工主井井筒2于 2005 年 1 月 15 日正式开挖，发生事故时，主井井深 956m，已经揭开 C13 煤 所揭 C13～ C12 煤层 走向 330°，倾角 18°～20°C13 煤层顶板标高为-925.6m ，厚度 5.86m，煤层顶、底板均 为粉砂质泥岩；C12 煤层底板标高为-937.2m ，厚度 0.70m，顶底板均 为粉砂质泥岩2、事故概况2006 年 1 月 5 日 13 时 48 分，淮南矿业集团公司望峰岗矿井主井工作面在揭开 C13 煤 层后继续施工作业过程中，发生了一起造成 12名井下作业人员全部遇难的特大型煤与瓦斯突出事故，计算突出煤量2831t、涌出瓦斯 29.27 万 m3（计算依据见 附件）二、 “1.5”瓦斯突出事故前采取的防突措施及突出前作业情况1、揭煤防突设计望峰岗矿井主井井筒揭 C13～C12 煤层前，编制了«淮南矿业集团公司望峰岗矿井建设项目部主井井筒揭 C13～C12 煤层揭煤设计»，主要内容如下：1）C13～C12 煤层作 为一组煤进行揭煤；2）在主井井筒工作面距 C13 煤层顶板法距 10m 位置，布置三个前探钻孔，全孔取芯以探明 C13、C12 煤层层位及巷道前方煤（岩）层赋存状况，并取 C13 煤样化验，测定煤层坚固性系数 f、瓦斯放散初速度△P，同 时利用 1#、2#前探孔作为测压孔，测定 C13、C12 煤层综合瓦斯压力。

利用综合指标 K 值、D 值、煤层瓦斯 压力值和动力现象预测揭煤地点的瓦斯突出危险性3）采用卸压排放钻孔为主、注浆和金属骨架为辅的综合防治突出措施，钻孔在井筒工作面距 C13 煤层顶板法距 6.0m 位置施工，钻孔穿透 C12 煤层 并进入煤 层底板不少于 0.5m，钻孔孔底间距不得大于2m，终 孔控制到井筒荒断面 轮廓线外 3m 范围；防突措施实施后，采用钻屑瓦斯解吸指标法、残余瓦斯压力测值进行效果检验若3K1≥0.5ml/(g.min0.5)，P≥0.74MPa，则认为措施无效，必须重新补打卸压排放钻孔（所补钻孔应布置在原钻孔之间，不得套孔），直到效果检验有效4）主井工作面距 C13 煤层顶板法距 2m 位置，采用 Smax 和 K1进一步验证瓦斯突出危险性，如果验证指标超标，需采取补充消突措施5）主井工作面距 C13 煤层法距 2.0m 起至工作面距 C12 煤层底板法距 2m 位置为揭煤区域，揭煤区域内 实 行远距离放炮、佩戴隔离式自救器等安全防护措施2、揭煤过程防突措施实施情况1）前探钻孔施工2005 年 12 月 7 日，主井井筒施工至距 C13 煤层顶板法距 10m 时停掘，由望峰岗矿井建设项目部通风打钻队于 7 日晚班开始施工 3 个前探钻孔，至 8 日夜班结束，3 个钻孔都穿过 C12 煤层，并进入 C12 煤层底板 0.7m～1.2m，施工过程中曾发生瓦斯 喷出动力现象，没有发现构造带和破碎带，并据此编写了地质说明书。

1 ＃ 前探钻孔全程取芯，采取的 C13 煤 层煤芯送淮南矿业集团公司通风实验室进行瓦斯吸附常数和瓦斯突出预测指标测定，测定结果为：a=21.7101m 3/t、b=0.9721MPa-1、f=0.29、ΔP=10、K=34.482）测压钻孔施工2005 年 12 月 9 日早班，主井井筒恢复掘进，12 月 10 日 16 时，主井工作面掘进至距 C13 煤层顶板法距 5m 处停掘12 月 12 日，望峰岗矿井建设项目部通风打钻队开始施工测压孔，测压孔共布置 3 个，NE方向布置了 2 个，WS 方向布置 1 个，其中，NE 方向 1 个测压钻孔由于钻杆掉入孔内而报废，其余两个钻孔穿透 C12 煤层并进入煤层底板0.5m，钻孔施工过程中均 发生了瓦斯喷出孔 动力现象成孔后，开始封孔，封孔材料为胶囊封孔器，封孔长度 7m；13 日 6 时，安装压力表，煤层瓦斯压力最终稳定值分别为 0.8MPa（测压表坏、 ）和 1.8MPa（稳定 44小时然后下降）3）卸压排放钻孔施工13 日早班开始，由外到里施工卸压排放钻孔，共施工 6 圈，第一圈 32 个钻孔，第二圈 26 个钻孔，第三圈 20 个钻孔，第四圈 14 个钻孔，第五圈 8 个钻孔，第六圈 1 个钻孔。

卸压排放钻孔孔径 Φ93mm，所有钻孔均穿透 C12 煤层 并进入煤层底板 0.5m，终孔间距 2.0m，其中，最外圈钻孔控制到 C12 煤层底板井筒周界外 3.0m在施工第一圈钻孔前 12 个孔发生了较严重的瓦斯喷出动力现象，随着钻孔的施工，喷孔现象逐渐减弱直至消失4）金属骨架注浆孔施工、下金属骨架和注浆24 日早班开始，在第一圈和第二圈之间开始施工金属骨架注浆孔，至 29 日中班施工完毕，共施工金属骨架注浆孔 34 个，钻孔终孔间距1m金属骨架注浆孔施工 结束后，在钻孔内下 Φ50mm 钻杆作为金属骨架（孔底为花杆），金属骨架伸入 C13 煤层底板 1.0m，在岩石孔段从孔口向下 1m 塞上棉 纱，灌注马丽散，封堵孔口34 个注浆孔共灌注马丽散 4t 多5）第一次防突措施效果检验2005 年 12 月 27 日中班，施工了 4 个效果检验孔（钻孔具体位置无记录），方位角分别为 261°、356°、71°和 155°，倾角 90°，实测K1max=0.44ml/（g.min0.5）; 此时，原测压 孔显示的残余瓦斯压力 P 残=0.26MPa6）第二次防突措施效果检验2006 年元月 2 日，主井工作面施工至距 C13 煤层顶板法距 2m 时，项目部通风打钻队用伞钻在工作面又施工了 3 个 Φ55mm 的防突措施效果检验孔（钻孔具体位置无记录），检验孔与揭煤炮眼同时一次六个孔 施 工 ，取 其 中 之 一 作 为 检 验 孔 ，检 验 孔 倾 角 80°，方 位 角 分 别 为 150°、240°和 330°，深度 4.5m，进入煤层仅 1.0m 多，3 个检验孔实测5K1max=0.04ml/g.min0.5，Smax=4.0 kg/m。

7）井筒揭煤2006 年 1 月 2 日下午 17 时左右，工作面实施远距离放炮（两次调查提供的炮眼数量分别为 146 个和 181 个，未提供炮眼布置图）揭煤，成功揭开井筒西侧 C13 煤层3 日下午 17 时 37 分，工作面实施第二次远距离放炮揭煤，井筒东侧岩石段布置了 30 多个深度 4.5m 的炮眼，井筒西侧已揭开煤层中沿帮侧布置有 10 多个深度 2.0m 的炮眼（有 4～5 个炮眼因变形无法装药），46 个炮眼装药总量不到 50kg， C13 煤层被全部揭开3、“1.5 突出事故”发生前作业情况由于 2006 年 1 月 5 日八点班主井作业人员全部遇难，无从知道发生瓦斯突出时的井下具体作业情况据有关人员调查笔录资料：2006年 1 月 5 日零点班（0 时～8 时），主井工作面实施井壁喷浆； 5 日 8 时，八点班工人下井作业，8～9 时左右，淮南矿业集团公司组织人员下井进行质量标准化检查，当时工人没有进行作业，检查团于 10 时 30 分左右升井后，主井一直在不间断地进行提升，提升总量约 15 桶计30m3由此推断，发生突出前，主井工作面正在用中心回转抓岩机进行抓挖出煤作业。

三、 “1.5”突出事故现场勘察情况专家组于 2006 年 1 月 11 日对事故现场进行了勘察，勘察路线为：中央风井→-820m 风 井车场→-820m 轨道大巷→-820m ～-867m 主井煤仓联络斜巷→-867m 主井转载机巷→-867m 主井转载硐室，主要情况如下：主井井筒有大量积水，水面距-867m 主井转载硐室平台约 1m 左右，水面上漂浮有部分粉煤但未见瓦斯涌出气泡，主井提升钢丝绳严重扭曲变形另据有关人员介绍，事故发生前，井下向地面发出申请吊桶提人6升井信号，地面提升主控人员接到信号后，随即开动绞车提升吊桶时，已无法提动吊桶；事故发生后，井筒煤（岩）堆积高度 48m 左右，顶部可见块度较大的岩块，井筒内设备严重破坏；预计主井井筒突出现场需要 1 个月左右的时间才能清理完毕因此， “1.5”突出现场情况不 详四、 “1.5”事故的技术原因分析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望峰岗矿井是淮南煤业集团公司谢一、谢二和谢三矿的深部矿井，谢一、 谢二和谢三矿在开采浅部的 C13 煤层时，均发生过多次煤与瓦斯突出，最大突出强度为煤（岩）量 1576 吨。

望峰岗矿井主井揭 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，测定结果为：瓦斯原始压力 P＝1.9MPa（表压力 1.8MPa）,瓦斯放散初速度△ P＝10,坚固性系数 f＝0.29根据上述测定结果和《防治煤与瓦斯突出细则》给出的计算公式，计算煤与瓦斯突出危险性综合预测指标为 D=25.14、K= 34.48计算结果表明，主井要揭的 C13 煤层瓦斯突出危险性综合预测指标 D、K 值大于《防治煤与瓦斯突出细则 》所规定的预测临界值，具有严重的瓦斯突出危险性2、煤层透气性差，排放时间短，被揭煤层瓦斯没有充分卸压排放主井工作面在揭 C13 煤层前未实测煤层原始瓦斯含量根据谢一矿-790mC13 ～C15 石门实测的 C13 煤层瓦斯含量（17.5m3/t）和 C13 煤层瓦斯含量梯度（1.44m 3/t/100m）推算，主井揭 C13煤层地点煤层原始瓦斯含量为：17.5＋（926－790）÷100×1.44＝19.46m 3/t7按最外一圈卸压钻孔距井筒中心距离 7.4m 计算，卸压钻孔有效控制 C13、C12 煤层总煤量 为 3.14×7.42×（5.8＋0.7）× 1.45＝1754.78 吨，有效控制煤体的瓦斯储量为 34148m3。

自 2005 年 12 月 13 日施工卸压排放钻孔开始，至 2006 年 1 月 5日发生瓦斯突出事故为止，按照主井回风量和矿井监测监控系统所记录的主井 T2 瓦斯探 头瓦斯浓度，计算卸压排放钻孔排放瓦斯为量11806m3（计算依据见 附件），瓦斯排放率 为 35.57%，卸 压排放钻孔有效影响范围。