瓦斯突出案例分析

Prof.Yu郑煤大平煤矿“10.20”特大型煤与瓦斯突出与特别重大瓦斯爆炸淮北芦岭煤矿“4.7”特大型煤与瓦斯突出沈阳红菱煤矿“8.14”大型煤与瓦斯突出案例分析郑煤集团大平煤矿“10.20”事故调查经过大平煤矿概况大平煤矿位于河南省郑州市西南60公里，2003年矿井核定生产能力为130万吨/年。2004年1～9月份累计生产原煤96万吨。矿井采用立井单水平上下山开拓方式，现有6个采区（2个生产采区、2个准备采区、2个掘进采区），2个采煤工作面和8个掘进工作面（5煤巷掘进工作面和3个岩巷掘进工作面）。郑煤集团大平煤矿“10.20”事故调查经过事故概况2004年10月20日22时09分，河南省郑州煤炭工业（集团）有限责任公司大平煤矿21岩石下山发生特大型煤与瓦斯突出，突出瓦斯逆流进入进风流，于22时40分发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡，21人受伤。22时09分53秒～22时12分26秒瓦斯0.1%到40%以上.大平煤矿“10.20”事故瓦斯突出及扩散过程演示22时29分~22时39分瓦斯1.29%到7.3%.22时34分~22时36分,瓦斯2.48%到4%.大平煤矿“10.20”瓦斯爆炸传播过程演示Prof.Yu郑煤集团大平煤矿“10.20”事故调查经过煤与瓦斯突出事故突出地点21岩石下山掘进工作面（标高-282m、距地表垂深612m）。突出时间2004年10月20日22时9分。突出类型特大型煤与瓦斯突出。突出强度初步估算，突出煤岩量约为1000t，突出瓦斯量约为25万m3。郑煤集团大平煤矿“10.20”事故调查经过瓦斯爆炸事故瓦斯爆炸时间2004年10月20日22时40分。瓦斯爆（火）源点在西大巷与11轨道石门交汇点附近的西大巷内。瓦斯爆炸波及范围矿井西翼进风系统，13、15、11、21四个采区和矿井回风系统。盖板托架取电弓残件主通讯电缆0.005.0010.0015.0020.0025.000100200300400500600700时间/min瓦斯浓度/%郑煤集团大平煤矿“10.20”事故调查经过初步结论郑煤集团大平煤矿“10.20”事故，是在地质构造复杂、距地表垂深达612m的岩石掘进工作面发生的特大型煤与瓦斯突出，并且像国内外特大型煤与瓦斯突出一样，这次突出也发生了瓦斯逆流，逆流到西大巷新鲜风流中的瓦斯，由架线电机车取电弓与架线产生的电火花，引发了特别重大的瓦斯爆炸事故。突出煤岩量约1000t、瓦斯量约25万m3，148人死亡、32人受伤（其中重伤5人）。煤与瓦斯突出事故发生时间是2004年10月20日22时9分，突出地点在21轨道下山岩石掘进工作面。瓦斯爆炸时间是2004年10月20日22时40分，瓦斯爆炸爆源点在西大巷与11轨道石门交汇点附近的西大巷内；引火源是架线电机车取电弓与架线产生的电火花。郑煤集团大平煤矿“10.20”事故调查经过煤与瓦斯突出的原因21岩石下山工作面进入矿井深部，处于地质构造复杂的地带。该矿为高瓦斯矿井，对矿井开采深度增加可能带来的瓦斯等级升高没有引起足够重视。煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象，到目前为止，各种地质、开采条件下煤与瓦斯突出发生的规律还没有完全掌握。郑煤集团大平煤矿“10.20”事故调查经过瓦斯爆炸的原因局部通风设施管理混乱，加大了瓦斯逆流，引起爆炸。瓦斯突出与瓦斯爆炸有30分钟的间隔时间，未能及时采取有效措施。该矿在安全管理上存在漏洞。淮北芦岭煤矿“4.7”特大煤与瓦斯突出事故芦岭煤矿突出采区生产概况芦岭煤矿为一煤与瓦斯突出矿井，自矿井投产以来共发生煤与瓦斯突出20次，其中溜煤斜巷（岩石上山）突出18次。此次特大型煤与瓦斯突出发生在Ⅱ81采区，该区于1995年10月投产，到2002年底共采煤232万t。Ⅱ81采区主要开采8、9＃煤层，其中8＃煤层厚7.36～11.53m，平均9.77m；9＃煤层厚0～3.59m，平均2.13m；煤层倾角平均为18-21°。现开采水平为-590m，实测煤层瓦斯压力为2.6MPa，瓦斯含量17m3/min；采区瓦斯涌出量为31.2m3/min，其中风排瓦斯量为29.2m3/min，抽放量为2.0m3/min。淮北芦岭煤矿“4.7”特大煤与瓦斯突出事故事故概况2002年4月7日04时18分，安徽省淮北矿业集团公司芦岭煤矿Ⅱ818-3#溜煤斜巷发生特大型煤与瓦斯突出，突出煤岩量8729t、瓦斯量93万m3。瓦斯逆转至Ⅱ82采区的Ⅱ824-1面，距突出点3120m；瓦斯涌出到Ⅱ81采区所有巷道。导致13人死亡。Prof.Yu芦岭煤矿Ⅱ采区四区段溜煤眼地质剖面图煤层局部柱状图芦岭煤矿“4.7”瓦斯突出抛出物充填情况图突出煤体抛出最远240m，累计填堵巷道796m，填堵体积7935m3，抛出煤量8729t。Prof.Yu中国矿业大学安全科学与消防工程系芦岭煤矿“4.7”瓦斯突出波及范围及人员伤亡示意图淮北芦岭煤矿“4.7”特大煤与瓦斯突出事故煤与瓦斯突出事故突出地点：Ⅱ81采区Ⅱ818-3#溜煤斜巷掘进工作面（距地表垂深600m）。突出时间：2002年4月7日。突出强度：突出煤体抛出最远240m，累计填堵巷道796m，填堵体积7935m3，抛出煤量8729t。突出瓦斯量为938199m3。突出抛出50公斤以上的岩块100多块，5t以上2块：分别为2.15m×0.8m×1.35m和2.1m×0.8m×1.5m。突出类型：特大型煤与瓦斯突出。淮北芦岭煤矿“4.7”特大煤与瓦斯突出事故煤与瓦斯突出事故的采掘工程背景通过对现场工作人员的调查取证和原始相关资料的核实：4月7日4时左右，工作面上部眼已施工完毕，突出前迎头工人正在用风锤打下部眼。通过对现场有关地质资料、及钻孔情况分析确定：Ⅱ818-3#溜煤斜巷迎头前方存在一个小型走向逆断层，该断层倾向南西，地层断距仅2.8m±，在3#溜煤斜巷附近尖灭，经计算Ⅱ818-3#溜煤斜巷迎头距9煤岩柱法距尚余11.2m。淮北芦岭煤矿“4.7”特大煤与瓦斯突出事故煤与瓦斯突出事故地质背景８、９煤层在３#溜煤斜巷附近厚达9.5ｍ左右,煤层被层间滑动搓揉成粉状,硬度小,在Ⅱ818岩石集中巷测得煤层瓦斯压力为2.41～2.65MPa。经核查在突出前，3#溜煤斜巷周边巷道及钻孔（上区段采掘工程平面图、11号地质剖面图、II818岩石轨道巷、集中运输巷及其间的联络巷，以及1#、2#溜煤斜巷等）均未发现地质构造异常。突出地点煤层埋深600m。位于Ⅱ816-1采场和３#溜煤斜巷工作面等采动集中应力影响范围内。小向斜轴部的弯曲应力与走向小断层的集中应力对突出也有一定的影响。淮北芦岭煤矿“4.7”特大煤与瓦斯突出事故煤与瓦斯突出事故的直接原因尽管煤层底板距工作面法线垂距达11.2m，但由于在工作面前方岩柱内，有与突出煤层相连的小断层弱面带作为突破口，在复杂、强大地应力和瓦斯压力联合作用下，用风镐打底部眼时，使断层附近的岩石和巷壁突然破坏，煤层瓦斯瞬间解吸，形成强大的瓦斯与煤粒风暴，沿断层弱面，挟带岩块冲向大范围的自由空间。上述导致突出的走向小断层，在无钻孔和巷道直接揭露条件下，从技术上分析，客观上难以预见和防治。淮北芦岭煤矿“4.7”特大煤与瓦斯突出事故煤与瓦斯突出事故的直接原因本区段煤层具有特厚而连片发育的构造煤（软煤），又有大于2.6MＰa高瓦斯压力和各种叠加地应力的共同作用，以及多路通畅的巷道，共同构成了这次突出原因，发生了这次高地压、瓦斯压力作用下的特大型煤与瓦斯突出。中国矿业大学安全科学与消防工程系淮北芦岭煤矿“4.7”特大煤与瓦斯突出事故煤与瓦斯突出事故的间接原因芦岭矿对II81四区段煤与瓦斯区域防治措施编制不严密，在三号溜煤眼岩巷东西共120米范围内，没有探明煤层赋存、地质构造、瓦斯等情况，没有结合上面三个区段小构造发育，对四区段已施工钻孔资料进行细致分析，进一步完善区域防突措施，提高地质钻孔施工计划的科学性;三号溜煤眼再次施工时，未按照《规程》第181条验证地质资料。三号溜煤眼开工具有随意性。矿下达的四月份生产计划中没有安排该头进尺，在基建一区12队施工的II817岩石集中巷因迎头冒顶、瓦斯大被迫停工情况下，未进行原因分析，没有进一步探明煤层赋存、地质构造、瓦斯等情况，又没有查清II818-3＃溜煤眼第一次施工情况，未采取任何技术补救措施，也没有执行集团公司及矿上关于四区段瓦斯防治计划都已明确确定2004年之前该区域应为底板穿层钻孔预抽期的规定，就盲目决定进入三号溜煤眼施工。淮北芦岭煤矿“4.7”特大煤与瓦斯突出事故煤与瓦斯突出事故的间接原因技术管理不严、不细。三号溜煤眼施工措施规定：施工见铝土层位后应及时通知技术科地质组，由地质组下达停头施工联系单。事实上2001年6月份施工的4.7米平巷内已见铝土层位，2002年4月3日再次掘进，刷帮时又发现铝土层后向地质组报告，地质组没有及时采取措施。沈阳红菱煤矿“8.14”大型煤与瓦斯突出事故前言2004年8月14日沈阳红菱煤矿发生突出事故，为了吸取事故教训，采取切实可行防突措施，避免同类事故再次发生。沈煤公司恳请国家煤矿安全监察局的领导、专家前来指导防突工作。国家局领导认为，“此事，事关重大”。煤监一司委托劳保学会组织中国矿大、煤科总院重庆分院、抚顺分院和焦作煤业（集团）公司的专家于9月17日至21日在沈煤公司进行了调研工作。沈阳红菱煤矿“8.14”大型煤与瓦斯突出事故近年来突出简况今年8月14日南翼-780中石门南十二煤运输顺槽掘进工作面前一个防突掘进循环（孔径90mm，20个，孔深12m）已经干完，在留有5米措施孔超前距的情况下进行下一个循环措施孔的打钻工作，该班为第一个打钻班，在打第4个钻孔时，发生煤与瓦斯突出事故，造成5人窒息死亡。经现场勘查，突出煤量701吨、瓦斯量66226m3。沈阳红菱煤矿“8.14”大型煤与瓦斯突出事故近年来突出简况红菱煤矿1976年投产，目前生产能力150万吨/年。该矿为煤与瓦斯突出矿井，1972年建井期间发生第一次煤与瓦斯突出以来至今共发生煤与瓦斯突出136次，平均突出强度166t，大型和特大型突出共7次，最大突出强度5390t。突出死亡55人，其中石门揭煤死亡43人。2003年矿井绝对瓦斯涌出量为79.3m3/min，相对瓦斯涌出量为39.3m3/t。煤层透气性系数为0.02～0.06m2/MPa2·d。12#煤瓦斯含量为22.5m３/t；煤层瓦斯压力为4.1～7.6MPa。沈阳红菱煤矿“8.14”大型煤与瓦斯突出事故防突工作的主要问题（红菱矿总结）瓦斯治理技术措施针对性不强、因煤层透气性低，抽放时间短，瓦斯抽放效果不好，抽放率不高。地质条件比较复杂、小构造发育、不能及时、准确的做出地质预报。在预测预报和临界指标的选择上进行认真研究。随着开采深度、范围的增加，防突工作与生产的矛盾日益突出。“四位一体”综合防突措施在认识和落实方面不够到位沈阳红菱煤矿“8.14”大型煤与瓦斯突出事故建议开采保护层——保护层选择红菱煤矿属开采煤层群矿井，共有3#、7#和12#三个煤层全矿可采，但这三个煤层都有突出危险，都发生过突出。3#煤层共突出2次，最大突出煤量190t、平均每次突出煤量97t/次，无死亡突出事故发生;7#煤层共突出10次，最大突出煤量270t、平均每次突出煤量75t/次，无死亡突出事故发生；12#煤层共突出124次，平均突出煤量174t/次，其中有死亡突出事故７次，死亡5５人。根据《细则》第46条，“矿井中所有煤层都有突出危险时，应选择突出危险程度较小的煤层作保护层”的规定，红菱煤矿应选择突出危险性较小的、距12#严重突出煤层最近的7#煤层作为12#煤层的上保护层。沈阳红菱煤矿“8.14”大型煤与瓦斯突出事故建议开采保护层——7#煤层先采对12#煤层的保护作用对于12#突出煤层而言，7#煤层是远距离上保护层，层间距达70m,7#煤层先采对12#煤层的卸压作用不足，通过层间采动裂隙自然排放12#煤层卸压瓦斯作用非常微弱，故保护作用不足