王家岭煤矿突水事故及救援之我见资源勘查工程0701姜涛2010年7月4日王家岭突水事故及救援之我见3月28日13时30分许,华晋焦煤有限责任公司王家岭煤矿发生一起透水事故。
王家岭煤矿处于在山西省临汾市乡宁县境内,属于河东煤田,为在建煤矿,隶属于中煤集团与山西焦煤集团合作组建的华晋煤业公司。
事故发生点为煤矿北翼盘101回风顺槽。
王家岭矿是中国中煤能源集团公司与山西焦煤集团公司合资组建的华晋焦煤有限责任公司投资开发的基建矿井,设计生产能力为每年600万吨,于2006年12月开工建设,计划于2010年10月建成投产。
也就是说,这个矿还未建成投产就发生了严重的透水事故。
这给煤矿在设计施工阶段对重大安全生产事故的防范提出了警告。
论文中将介绍以下几点内容:1.王家岭煤矿突水事故原因分析;2.王家岭煤矿突水事故援救措施;3.王家岭煤矿突水事故所暴露的一些问题。
具体内容分述如下:(一)王家岭煤矿突水事故原因1.王家岭透水事故的浅层原因经分析,事故原因为废弃小窑老空水。
老空水从学术上来说也叫做老窑水,主要是指由于过去的一些煤矿开采,包括本煤矿的开采,也包括其它一些小煤窑的开采,开采完以后遗留下一部分采空区,这部分采空区被后期的地下水或地表水充满,就形成了一些老窑积水。
如果后期的地下采掘工程触及到这种老窑水的水体的边缘的时候,这部分老窑水就会以突然溃入的方式溃入到井下,造成一些突发性的水害事故。
老窑水导致的水害事故主要有三大特点:一是突发性,因为老窑水不是一种赋存于地下介质的含水层的水,它是一个小的地表水体,所以一旦采掘工程触及它,它就会以溃入的方式突然涌入到井下。
第二特点就是由于老窑积水常年处于一种封闭、缺氧的环境,它是一种高度的还原环境,所以老窑水往往是呈酸性状态,PH值都是非常低的。
第三个特点,就是由于这种高度还原环境,老窑积水里面往往富含有一些硫化氢的气体,而且硫化氢气体的浓度非常高。
有些老窑水冲入之后,这种硫化氢气体由于浓度比较高,有时候也会给现场的接触的人员造成一些窒息性的死亡或者伤害。
2.王家岭透水事故的深层原因1)该矿施工中存在违规违章行为,劳动组织管理混乱,施工安全措施不落实,隐患排查治理不力。
发现透水征兆,却未及时撤人。
2)煤炭行业“国企垄断”的制度,从根本上导致了王家岭矿难的发生。
3)存在因赶进度、抢进尺而忽视安全生产的问题。
(二)突水事故援救措施矿井一旦发生突水事故,事故地点人员应按《矿井灾害预防处理计划》的规定及时汇报调度室,并通知、组织受灾影响范围人员按避灾路线撤离灾区。
矿调度室接到事故电话后应向矿领导汇报,通知救护队及相关部门。
成立救灾指挥部,有组织按步骤处理灾害。
救灾指挥部成立后,应迅速判定水灾性质、了解突水点、影响范围、搞清事故前人员分布、统计撤离出井人员,分析被困人员躲避地点;根据突水量大小和矿井排水能力,积极采取排、堵、截水的技术措施。
1.排水老窑积水,积水量受老窑井巷空间限制,可选择排水方法处理涌水。
在王家岭煤矿突水事故中,采用4个方案同步实施:一是将井下水抽排向地面;二是利用井下可利用空间排水;三是井下水平钻孔泄水;四是从地面直接打钻排水。
(1)老窑水探放原则依老窑积水数量的多少,矿井现有排水能力、老窑水的动力补给量、水质和疏放后可能解放煤炭的资源量等因素,综合考虑,以安全、经济、合理为原则。
对老窑水探放,视具体情况还可细分为:1)积极探放老窑区不位于河流或重要建筑物之下,排放老窑水不会过分加重矿井排水负担,且积水区下尚有大量矿产资源急待开采时,应积极探放,以彻底解除隐伏水患。
2)先堵后探放老窑区为强含水层或因其他水源水所淹没且出水点动力补给量大,应先堵住水点后再进行探放水。
3)先降压后探放对以静储存量为主,水量大、水压高的老窑积水区,应先从顶、底板岩层打穿层放水孔,待水压下降后,再沿煤层打探水钻孔。
4)先隔离后探放老窑积水量较大,水质差(酸性大),或为避免长期负担排水费用,则应留设煤(岩)柱与生产区隔离,待到矿井生产后期再作处理。
(2)探放水程序老窑水探放一般是在正式探水前,对小窑或老窑积水区进行调查,圈定采空区范围,确定积水边界,随后划定探水线,编制探、放水设计,确定掘进超前距离。
完成上述内容后进行探水和整理探水资料,随后确定掘进距离,通知开拓单位掘进,然后再探水,依此类推,循环进行,直到揭露老窑区,放尽积水为止。
1)积水边界线的确定将调查所行小窑、老窑分布资料,经物探资料,经物探及钻探核定后,划定积水范围,圈定积水边界,其深部界线应根据小窑或老窑的最深下山划定。
2)水线的确定沿积水线水平外推60m~150m距离划一条线即为探水线(上山掘进时为顺层的斜距)。
此数值视积水边界线的可靠程度、水压力大小、煤的坚硬程度等因素来确定。
当掘进巷道至此线时,开始探水。
3)警戒线由探水线再平行外推50m~150(在上山掘进时指倾斜距离)即为警戒线。
当巷道掘进至此线后,应警惕积水威胁,注意掘进时工作面水情变化,如发现有透(突)水征兆,提前探放水。
(3)探放水钻孔布置探放老空水钻孔,应按巷道的设计方向在其水平面和竖直面内呈扇形布置;钻孔应成组布设,其孔数视超前距和帮距而定。
1)竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过1.5m。
2)水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。
3)探水钻孔的最小超前距或帮距10m。
4)一般倾斜煤层平巷的探放水孔,应呈半扇面形布置在巷道正前和上帮。
5)倾斜煤层上山巷道探放水孔,呈扇面形布置在巷道的前方。
(4)探放水钻孔孔口安全装置探放水钻孔应安设孔口安全装置。
孔口安全装置由孔口管、泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀。
(必要时安装)等组成。
1)孔口管的安装与固定:※选择岩层坚硬完整地段开孔,孔径应大于孔口管直径1~2 级,钻至预定深度后,将孔内冲洗干净。
注浆使孔口管(管周围应焊扶正肋骨片)与孔壁间充满水泥浆。
待孔口管周围水泥浆凝固后扫孔,扫孔深度应超过孔口管长度0.5m。
※扫孔后对孔口管必须进行耐压试验。
试验压力应大于预计水压并稳定30min后,孔口管周围不漏水时,方可钻进。
※节理裂隙发育,岩石松软或破碎,无条件另选放水地点时,应注浆加固后,再安设孔口管。
2)探放强含水层水或需要收集放水时的水量、水压等资料时,应在孔口管上安装水压表、水门(闸门)和汇水短管等。
3)对水压高于1 MPa且水量较大的积水或强含水层进行探放水时,孔口应安设防喷逆止阀。
4)在高压水喷出条件下继续钻进时,斜孔应使用孔口防喷逆止阀,倾角50°~90°的钻孔可使用“孔口防喷帽”或“盘根密封防喷器”,钻具可使用“防喷接头”,上下钻可用“孔口反压装置”。
5)探得水压高于2MPa、水量大于60m3/h,需长期保留时,孔口应使用双水门,下门备用。
(5)探放水施工中的技术要求1)钻进中应做好岩芯的采取和编录工作;必要时可保留岩芯。
2)钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。
一般每钻进10m或更换钻具时,测量一次钻杆并核实孔深。
终孔前再复核一次,如有可能应进行孔斜测量。
3)钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大,以及有顶钻等现象时,必须立即停钻,记录其孔深并同时将钻杆固定。
要立即向矿调度室汇报,及时采取措施,进行处理。
4)钻进中发现有害气体喷出时,应立即停止钻进、切断电源,将人员撤到有新鲜风流的地点。
立即报告矿调度室,采取措施。
5)钻孔内水压过大或喷高压水时,应采用反压和防喷装置的方法钻进,应有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施:※背紧工作面,在拦板外面加设顶柱或木垛,必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙,之后方可放水。
※对于水压大于2MPa,中间要穿过煤层的探断层水钻孔,在打穿断层或含水层前,还应下第二层孔口管并超过煤层1 m以上。
6)在探水孔施工中,见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前,应停止钻进,安好水门后再继续钻进。
7)遇高压水顶钻杆时,可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆,使其慢慢地顶出孔口,操作时禁止人员直对钻杆站立。
8)应做到交接班时不停钻。
9)探放断层水的探水孔终孔后,孔内有水应进行放水试验。
孔内无水时应选择一个孔进行压水试验,检验断层隔水性能;压力一般应略大于断层所承受的静水压力。
10)探放水钻孔,完成探测任务后必须全孔注浆封闭,并做好封孔记录。
(6)探放水的安全措施1)探水的上山、下山及平巷,中间不得有低洼积水段。
2)探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进,探水孔的超前距、帮距及孔间距应符合设计要求。
每次探水后、掘进前,应在起点处设置标志,并建立挂牌制度。
3)巷道支护应牢固,顶、帮背实,无高吊棚脚,倾斜巷有撑杆,使巷道有较强的抗水流冲击能力。
4)探放水地点必须安设电话和报警装置。
5)必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交待报警信号及避灾路线。
6)探水巷道应加强出水征兆的观察,一旦发现异常应立即停止工作,及时处理。
情况紧急时必须立即发出警报,撤出所有受水威胁地区的人员。
7)“钻孔接近老空,预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时,必须有瓦斯检查员或矿山救护队员在现场值班,检查空气成分。
如果瓦斯或其他有害气体超过本规程有关条文规定时,必须立即停止打钻,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,采取措施,进行处理。
”8)上山探水时,一般应双巷掘进。
其中一条超前探水、汇水,另一条随后用来安全撤人。
双巷间每隔30~50m掘一联络巷并设挡水半墙。
9)放水工作应尽量避免在雨季进行。
10)探放水人员必须按照批准的设计施工,未经审批单位允许,不得擅自改变设计。
2.救人透水事故发生后,应正确判断遇险人员可能躲避的地点,科学分析该地点是否具有人员生存的条件,然后积极组织力量进行抢救。
(1)当躲避地点比外部水位高时,遇险人员可能生存,对于这些地点的人员,应利用一切可能的方法(打钻或掘一段巷道)向他们输送新鲜空气、饮料和食物,以延长待救时间。
(2)当避难地点比外部水位低时,存在两种情况:1)突水时洪水能直接涌入位于突水点下部的巷道(如平巷、下山),并把他们淹没,一般情况下,这些地点不会有空气存在,也就不具备人员生存的条件。
然而,多次出现过人员躲在这些巷道高冒处获救的案例。
2)当突水点下部巷道全断面被水淹没后,与该巷道相通的独头上山等上部独头巷道,如不漏气,即使低于外部最高水位时也不会全部被淹没,仍有空气存在。
在这些地点躲避的人员具备生存的条件。
如果避难方法正确(心情平静、适量喝水、躺卧待救)是能生还的。
(三)水事故所暴露的一些问题1. 事发矿施工过程中存在违规违章行为事发矿施工过程中存在违规违章行为,未严格执行《煤矿防治水规定》(国家安全监管总局令第28号),掘进工作面探放水措施不落实;2.劳动组织管理混乱施工过程就存在隐患为了赶工期、赶进度,当班安排14个掘进队同时作业,作业人员过度集中,且领导干部带班制度不落实;工人工作量太大、超能力生产、赶进度,井下的通风、排水等设施不能满足工作面开展的数量。