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特大型煤與瓦斯突出事故發生條件及防范措施

放大字體  縮小字體 2020-04-03  來源:技術資料
特大型煤與瓦斯突出事故發生條件及防范措施

?2002年4月7日前,蘆嶺煤礦共發生煤與瓦斯突出14起,突出總煤量僅為1 329 t,突出總瓦斯量為24 788m3;最大一次突出煤量314t,平均突出煤量95 t/次,瓦斯量1 770 m3/次,基本上均為小型突出,其中大多數為壓出和傾出類型。2002年4月7日04:18,818—3#溜煤巖石斜巷掘進工作面發生了突出煤量10.5 kt、瓦斯量930 km3、死亡14人的特大型煤(巖)與瓦斯突出,而且是在石門前方有11.2 m巖柱的條件下發生的,這在我國尚屬首次。因此,對這次事故的發生條件、發生原因、經驗教訓以及防范措施進行分析,對防止類似事故的發生具有重要的指導意義。

1? 礦井概況

??? 蘆嶺煤礦屬宿東煤田,井田東西走向長8.2 km,傾斜寬3.6 km,面積29.5 km2,設計生產能力為1 500kt/a。從1988年起,對礦井進行改擴建,改擴建后年設計生產能力為2 400 kt?a,2001年實現擴建達產,實際生產能力為2 460kt/a。
??? 礦井開拓方式為立井石門開拓,分3個水平,一水平標高為—400 m,二水平標高為—590 m,三水平標高暫定—700 m。礦井為高瓦斯突出礦井, 2001年礦井絕對瓦斯涌出量129.25 m3/min,相對瓦斯涌出量31.49m3/t,礦井總進風量13 000m3/ min。
礦井開采煤層有8煤、9煤、10煤3層。其中,8煤平均厚度9.0m,9煤平均厚度3;0 m,8煤、9煤間距平均為3.5m,采用聯合布置,在9煤底板巖石中布置采區上山及區段集中軌道平巷和集中運煤平巷,采用斜上山與煤層的運輸巷、回風巷聯絡。10層煤平均厚度2.1m,獨立布置。

2? 事故區域概況

??? 發生事故的Ⅱ81采區走向長1 100 m,傾向寬 550m,開采標高下限為—590 m。采區可采儲量為 9 000 kt,采區共有2個采煤面、6個掘進面(煤巷4個,巖巷2個),設計生產能力為500 kt/a。在采區中部9煤底板布置有人行、運輸、軌道3條上山(見圖1),采區上山與區段巖石集中巷間通過石門聯接。采區沿傾斜方向劃分為4個區段。事故發生時,三區段為生產區段,四區段為巖巷準備區段。采區從一水平和二水平同時進風,東、西2翼各布置了 1條回風上山,采區總配風量為5 417m3/min。
采區實測煤層瓦斯壓力為2.41—2.70MPa,按壓力梯度預測,三區段瓦斯壓力為3.68MPa,—590 m水平最大瓦斯壓力達4.10 MPa。至2002年3月底共施工鉆場30個,鉆孔295個,連孔抽放283個鉆孔。采區一至三區段生產揭露小型斷裂構造較為發育,四區段在突出前尚未發現較大的地質構造。

3? 事取經過

??? 發生突出的是Ⅱ818—3#溜煤斜巷掘進工作面。該巷在2001年6月施工Ⅱ818—3#聯巷時,已施工平巷4.7m,2002年4月2日恢復掘進施工。4月6日23:30瓦檢員在迎頭裝藥前測定CH4濃度為:工作面0.20%,回風流0.26%;23:40—24:00放炮,放炮后測定C1厶濃度為:工作面0.20%? ,回風流0.26%。4月6日零點班(4月7日00:00— 06:00)該掘進工作面出勤7人,4人在工作面打錨桿,2人在車場卸石子,1人看工具及充電。零點班人行下口風門時,發現風門有異常扇動,隨即撤出;驗收員在做炮泥時發現1股煙霧涌出;也隨即撤離; 2名在石門卸碴子的工人同時跟著撤離現場。跟班的1位區隊工會主席在Ⅱ817軌道巷發現風筒有異響,遂帶領該工作面施工人員撤離,在經過石門變電所時,發現該處煤塵較大,能見度很低,他將工人帶至副井下口向礦調度匯報后又只身返回,發現石門變電所段已被煤巖堵塞。此時,因風流逆轉,高濃度瓦斯已波及Ⅱ81和Ⅱ82 2個采區。瓦斯逆流3 120多米,事故發生2 h后(7日06:30)在風井擴散口測定瓦斯濃度為9%,26h后降到1%,58 h后才降到事故前的正常值,即到4月9日10:00瓦斯濃度才降到0.6%。
??? 突出時煤層底板距工作面法線垂距達11.2 m,突出是以小斷層弱面帶為突破口的。據統計,這次突出煤巖量總計10 500 t,突出瓦斯量為938.2 km3;填堵全巷道總長度796 m,堆積煤厚超過200 mm以上巷道34m(見圖1);拋出50kg以上的巖塊達100多塊,其中重量超過5 t的有2塊:尺寸分別為2.15mX0.8mXl.35m和2.1mX0.8mXl.5?m.
??? 由于突出強度大,瓦斯逆流往東沖毀Ⅱ818車場3道正反向風門,進入Ⅱ81軌道上山及Ⅱ81運輸上山,然后彼及整個Ⅱ81采區;瓦斯流往西沖毀Ⅱ 818巖石軌道巷2道正反向風門,逆流至Ⅱ81返煤下山,進入301皮帶機巷和Ⅱ82返煤皮帶巷,至Ⅱ 82一區段皮帶機巷,波及Ⅱ822—2工作面及8413的隊里驗收員于7日03:30到掘進工作面,看到頂板完好,錨桿鉆眼已打完,正在安裝錨桿,工作面上部鉆眼已打完,2臺鑿巖機正在打下部鉆眼。
??? 4月7日凌晨04:00,1名工人尋找炮棍至Ⅱ81等掘進工作面,瓦斯逆流最遠距離3 120m。nload="javascript:resizepic(this)" onmousewheel="return bbimg(this)" src="http://www.ohfqtxnk.buzz/file/upload/202004/03/162917411.jpg" style="width: 485px; zoom: 110%; height: 247px" width="588" />

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