六、 事故类别 (一) 事故的主要特征
本次事故具有以下主要特征: 1、事故巷道有大量煤(矸)抛出
根据盘江救护大队和盘南救护中队提供的突出堆积情况见图9。
66m56m36m6m掘进迎头(突出点)突出孔洞3.5m1135运输巷(事故巷道)第83节风筒6m充满第80-82节风筒30m煤(矸)厚1.5~3.5m第78-79节风筒20m煤(矸)厚0.7~1.5m从风机往里第77节风筒处10m粉尘厚0.1~0.7m
图9 突出堆积剖面示意图
堆积最大高度3.5m,堆积长度约66m,经计算该次突出煤量约为490t。 2、事故具有突发性,涌出了大量瓦斯
监测系统显示,事故时瓦斯涌出量突变,11月24日10时55分1135运输巷掘进迎头瓦斯传感器(T1)突然断线(见图5和表1)及1135运输巷掘进回风流瓦斯传感器(T2)浓度突然上升达最大量程4%(见图6和表2),11时05分可西采区总回风瓦斯传感器浓度突然上升达最大量程4%(见图7和表3),经计算得涌出瓦斯量约45000m3。
3、事故巷道迎头呈现突出孔洞
根据现场勘查突出孔洞位于1135运输巷掘进迎头下帮斜向下前方约45°方向(见图10),呈现口小腔大特征,从外向里呈向下倾斜趋势,经测量孔洞口宽3.58m,目测孔洞深度约12~15m,孔洞内最大宽度约10m,因孔洞未清理完,未测出孔洞高度。
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突出地点(工作面)突出方向 图10 突出孔洞位置、方向、堆积情况平面示意图
4、抛出物呈现分选特征
根据救护队提供的救援报告描述,突出堆积物具有分选性。 5、有明显的瓦斯动力现象
(1)迎头支架破坏、变形严重,迎头风筒被破坏。 (2)有5名遇难人员和部分设备被抛出物掩埋。 (3)巷壁、支柱、顶梁等有突出煤粉堆积。
(二) 事故类型认定
根据以上主要特征,按照行业标准《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》(AQ1024-2006)和《防治煤与瓦斯突出规定》(国家安全生产监督管理总局第19号令),认定本次事故为瓦斯动力现象中的突出类型,事故为煤与瓦斯突出事故。
七、 突出煤(岩)量、涌出瓦斯量、波及范围
经计算该次突出煤量约为490t。 经计算得涌出瓦斯量约45000m3。
据监控系统、人员伤亡分布情况及相关人员笔录,本次事故波及范围为事故巷道回风流系统巷道即1135运输巷、1135运输联络巷、井底联络巷、回风斜井。
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八、 直接原因分析
(一) 河西采区3号煤层为突出煤层
根据2007年1月煤炭科学研究总院抚顺分院提交的《贵州响水矿井河西采区及播土区煤层瓦斯赋存参数及突出危险性鉴定研究报告》的鉴定结论:响水矿井河西采区3号煤层为煤与瓦斯突出危险性煤层,3号煤层的瓦斯压力较大、瓦斯含量高。
突出鉴定报告测定3号煤层+1237.54m标高其瓦斯含量为13.909m3/t、瓦斯压力P(表压)1.65MPa、煤的坚固性系数f最小值0.33、煤的破坏类型为III类、瓦斯放散初速度△P最大值18.24。
在贵州省能源局文件“黔能源煤炭[2011]732号”中,响水矿井2011年矿井瓦斯等级鉴定批复为“突出矿井”。
(二) 事故区域地质构造和3号煤层结构较复杂
根据现场勘查,1135运输巷两帮煤层层理错乱、挠曲,事故地点附近煤层变厚、存在裂隙和错动(见照片21、22),煤质变化大,光泽由亮变暗、硬度由硬变软(见照片15、16)。
地质构造和煤层结构变化是本次发生突出的地质因素。
(三) 事故地点埋深达203m
对照井上下对照图和采掘工程平面图,事故地点1135运输巷迎头标高约+1225m,地形标高约+1428m,埋深约203m,地应力和瓦斯压力较大。
(四) 防突措施不到位
事故巷道采用本煤层顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施,1135运输巷布置有瓦斯抽放管,施工有抽放钻孔,实施了瓦斯预抽。
(1)巷道下帮抽采钻孔控制范围不符合规定:事故前掘至巷道控制点B12+65.6m处施工了79个钻孔,其中76个抽采钻孔、3个测压孔(见图4)。其中①只有6个钻孔长度超过60m,分别为21#、22#、24#、25#、27#、28#
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号;②巷道下帮最深的3个孔(18-1#、17-1#、19#孔)深度均为51m;③图中可知超前距20m,允许掘进距离22m,即控制的条带长度42m。可知巷道下帮抽采钻孔控制范围不符合《防治煤与瓦斯突出规定》第四十九条第(五)款“顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m”之规定。
(2)效果检验方法不合理,抽采不达标:“河西采区1135运输巷B12+65.6m处抽采效果评价报告”中原始瓦斯含量采用安全专篇提供的平均瓦斯含量梯度推算结果(8.24m3/t),计算残余瓦斯含量为5.30m3/t,评价结论达到消突;应采用突出危险性鉴定报告提供的最新瓦斯含量数据(13.909m3/t)计算残余瓦斯含量为10.969m3/t。也未直接测定残余瓦斯含量;瓦斯压力测定采用被动测定法,且测定时间从11月9日~11月22日(共14天)不满足AQ1047-2007第8.3.2第b)条“采用被动测压法,则视煤层瓦斯压力及透性大小的不同,其观测时间一般需20~30d以上”之规定。
(3)钻孔验收不规范,突出孔洞范围无钻孔控制:事故最后一轮区域防突抽放钻孔实施位置为B12+65.6m,迎头到B12点71.2m,即迎头位置距最后一轮区域防突抽放钻孔实施位置5.6m,突出孔洞范围应由前一轮区域防突抽放钻孔进行控制,但只有打钻深度日报表,无抽采钻孔验收报告,无钻孔方位角验收记录,经分析钻孔未控制突出孔洞范围。
(五) 使用风镐作业是本次煤与瓦斯突出的诱发因素
1、根据救援报告和咨询救护队员了解,清理突出堆积物过程中迎头附近只发现风镐,而煤电钻、凿岩机和液压钻机均距突出地点较远,可排除打抽、排放孔或炮眼诱发突出的可能。
2、根据调查事故前一班于3时25分放炮,事故班于10时10分接班还未打眼,可排除放炮诱发突出的可能。
3、据河西采区掘三队验收员何俊伟取证笔录,24日0点班10时20分
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验收完离开时迎头支护已到位,排除架棚作业诱发突出的可能。
4、现场勘查突出点顶板完整无冒落,可排除冒顶诱发突出的可能。 5、迎头附近发现了1台风镐,根据取证笔录和询问当班受伤工人证实本掘进头用风镐刷帮、脚窝及清平迎头、底板等作业。
6、据河西采区掘三队验收员何俊伟取证笔录,24日0点班验收完毕离开时煤壁上半部分是齐的,下半部分有斜脚(高0.5m左右,长度1m左右),由此分析事故前在使用风镐将煤壁下半部分斜脚刷平。
通过以上排除和工序分析认定:使用风镐刷平煤壁下半部分斜脚是本次煤与瓦斯突出的诱发因素。
(六) 突出物掩埋和瓦斯窒息是导致人员伤亡的主要原因
本次事故的伤亡人员主要是抛出的破碎煤体掩埋及瓦斯窒息所致。
经以上分析论证认为,本次事故的直接原因是:3号煤层为突出煤层,1135运输巷掘进工作面遇煤层变厚、裂隙和错动、煤质变软,巷道下帮抽采钻孔控制范围不符合规定,无钻孔方位角验收记录,突出孔洞范围无钻孔控制,区域效果检验方法也不符合规定,抽采不达标,未消除突出危险,使用风镐刷平煤壁下半部分斜脚诱发煤与瓦斯突出事故。
九、 事故教训及建议 (一) 事故教训
(1) 该矿在突出煤层中进行煤巷掘进采用本煤层顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯作为区域防突措施,应优先采用保护层开采和穿层钻孔预抽煤层瓦斯作为区域防突措施。
(2) 抽采钻孔控制范围不符合规定,钻孔验收不规范,效果检验方法不合理,抽采不达标,导致瓦斯治理和消突不到位。
(3) 在突出煤层中违规使用风镐作业导致事故的发生。
(4) 巷道设有压风自救系统、工人配备有自救器,但未使用,工人逃生与自救培训须加强。
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