煤礦22402工作面“7.28”潰水潰沙事故案例分析
8.1事故經(jīng)過
8.1.1工作面基本情況
22402工作面為哈拉溝煤礦四盤區(qū)首采工作面，工作面長度為300m，推進(jìn)長度2144.5m。工作面設(shè)計采高5.2m。工作面于2010年7月6日開始安裝，7月18日開始試生產(chǎn)，7月20日早班進(jìn)行了初次放頂工作。放頂效果良好，工作面未出現(xiàn)異常情況。
哈拉溝煤礦22402綜采工作面位于哈拉溝井田中部第七勘探線以南，地表起伏較大，總體呈南東低，北西高趨勢，大部分被風(fēng)積沙所覆蓋。東鄰22403工作面，西鄰22401工作面，南鄰22402旺采工作面。上覆基巖厚25～70m，松散層厚20～60m。工作面距切眼100m范圍內(nèi)地面標(biāo)高為1182～1208m;松散層厚度15～40m;含水層厚度25～30m;上覆基巖厚度29.5～64.7m，基巖及松散層厚度最小處為工作面切眼處。
8.1.2開采前期準(zhǔn)備工作
8.1.2.1 22402工作面原設(shè)計切眼位置處于哈拉溝水源地溝底，由于受征地的制約，地表水導(dǎo)流工程及相關(guān)疏放水工程無法實施，為了保證工作面的安全生產(chǎn)，根據(jù)地質(zhì)資料，經(jīng)公司領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)部門同意，將22402工作面切眼沿回采方向后退80m。
8.1.2.2為防止工作面回采時發(fā)生潰水潰沙事故，工作面按正常計劃施工了疏放水鉆孔。22402工作面設(shè)計施工疏放水孔19個。分別在22402新切眼布置5個，22402回順、22403回順由切眼向回撤通道方向各布置7個。實際施工疏放水鉆孔16個，總進(jìn)尺1042m。疏放水工程于2010年4月25日開工，2010年5月31日竣工。鉆孔初始涌水量除T7孔為11.5m3/h外，其它鉆孔涌水量均小于10m3/h，涌水量總計為58 m3/h。截止6月21日，疏放水鉆孔總涌水量為22.24m3/h，累計泄水量18373m3，截止工作面初采時累計泄水量約30000 m3。22402工作面主要是松散層含水，且富水性較弱;通過施工疏放水鉆孔，使松散層水層水量顯著減小，探放水效果明顯。
8.1.2.3 22402工作面初采前，哈拉溝礦制定了詳細(xì)的防治水方案，完善了22402工作面排水系統(tǒng)，工作面排水設(shè)防能力1000m3/h。
8.1.3潰沙經(jīng)過
2010年7月28日下午16點07分，調(diào)度室接到綜采隊跟班隊干趙某匯報，22402工作面在92架左右頂板出現(xiàn)潰沙現(xiàn)象。
28日19點左右，工作面150-160架間頂板淋水量增加，潰沙范圍很快擴(kuò)大至工作面機(jī)尾段，晚上21點左右，工作面150-160架支架較為嚴(yán)重，潰沙高度已達(dá)到了工作面運輸機(jī)電纜槽高度(1.5米)，導(dǎo)致支架立柱與電纜槽的距離全部被潰沙封堵，支架推移油缸無法伸縮，造成支架及溜槽無法進(jìn)行正常移動。
井下潰沙地點對應(yīng)地表位置在距工作面回順約50m，運順約197m處，形成了一個直徑約47m左右的圓形塌陷區(qū)。塌陷區(qū)呈漏斗狀，漏斗深度約12m左右。
7月30日四點班，由于工作面機(jī)頭段頂板來壓，在工作面20-47架處出現(xiàn)了潰沙現(xiàn)象，在及時對工作面潰水潰沙進(jìn)行處理的同時陸續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。7月31日8點左右，工作面潰沙現(xiàn)象基本停止。22402工作面對應(yīng)地表在距工作面運順側(cè)約50m處形成了一處直徑約23m、深約9m的圓形漏斗狀塌陷區(qū)。地面共計潰沙約6000立方。這次潰水潰沙事故，未造成人員傷亡和設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)一個班。
8.2原因分析
8.2.1直接原因：
哈拉溝煤礦22402面切眼附近對應(yīng)地表為哈拉溝，溝內(nèi)徑流量達(dá)170m3/h，屬強(qiáng)富水區(qū)域。該區(qū)域基巖厚度約29.5-40m，含水層厚度25-30m，松散層厚度約40m左右，且松散層均為黃沙，上覆基巖相對較薄，巖層完整性差，存在巖層裂隙或基巖凹陷甚至小型天窗，導(dǎo)致采空后提早冒落導(dǎo)通上覆松散沙層漏入井下，導(dǎo)致采空區(qū)潰水潰沙。
8.2.2間接原因：
8.2.2.1哈拉溝煤礦四盤區(qū)工作面布置在哈拉溝水源地，切眼布置在哈拉溝附近，此區(qū)域含水層較厚，由于礦井接續(xù)緊張，工作面掘進(jìn)工作于5月初準(zhǔn)備完成，各項礦務(wù)工程及疏放水工程于5月31日完成，工作面疏放水時間僅一個半月，疏放水時間短。
8.2.2.2 22402工作面對應(yīng)地表因征地等原因，未能施工水文觀測孔對含水層水位進(jìn)行及時觀察，導(dǎo)致對該區(qū)域含水層厚度及含水層凈水量變化情況掌握不準(zhǔn)。
8.2.2.3 22402工作面切眼處地質(zhì)資料不詳，鉆孔數(shù)量少，補(bǔ)勘計劃和地面疏放水工程因與地方政府協(xié)調(diào)未果，無法實施，也是發(fā)生潰沙的一個原因。
8.2.2.4地測公司和哈啦溝礦對可能發(fā)生的潰沙潰水沒有引起高度重視，從提供的地質(zhì)資料到作業(yè)規(guī)程編制都沒有提出防治措施，沒有提出加固頂板等安全技術(shù)方案，現(xiàn)場無應(yīng)急措施。
8.3防范措施
8.3.1哈拉溝礦綜采隊要加強(qiáng)現(xiàn)場工程質(zhì)量管理，合理調(diào)整工作面采高，調(diào)整工作面底板平緩，保證水沙自流到采空區(qū)或兩順槽，同時在潰沙段采取加刀的方式快速推進(jìn)，拉架采取帶壓移架或超前移架，防止工作面出現(xiàn)漏頂現(xiàn)象。
8.3.2哈拉溝煤礦在可能出現(xiàn)潰水潰沙情況時，加強(qiáng)采面地表警戒，防止人員、動物掉入塌陷坑。
8.3.3哈拉溝煤礦要做好工作面相關(guān)應(yīng)急物資、材料、設(shè)備、工具等的準(zhǔn)備工作，同時保證人員、材料、設(shè)備等及時到位，及時清理兩巷煤泥，保證正常排水。
8.3.4哈拉溝煤礦繼續(xù)完善《安全生產(chǎn)事故應(yīng)急救援預(yù)案》中水災(zāi)事故的預(yù)防與處理計劃，進(jìn)一步組織實施礦井水災(zāi)救援演習(xí)計劃及安全技術(shù)措施，確保事故發(fā)生后，應(yīng)急響應(yīng)及處理措施到位。
8.3.5地測公司對22402工作面的基巖及松散層情況及時進(jìn)行打鉆補(bǔ)勘，提供科學(xué)、準(zhǔn)確、詳實的地質(zhì)資料;根據(jù)等高線圖，在低洼處做好探放水工作。保證22402工作面的安全正?；夭?。地測公司加強(qiáng)礦井的水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報;駐礦地測站要及時對采空區(qū)地表塌陷情況進(jìn)行觀測，同時負(fù)責(zé)對工作面涌水量進(jìn)行測量分析。
8.3.6哈啦溝礦對22402工作面在主運及回順32-40聯(lián)巷間由井下打鉆，對此區(qū)域內(nèi)的上覆基巖、松散層、含水層厚度及直接頂、老頂?shù)膸r性等進(jìn)行詳細(xì)補(bǔ)勘;同時地測部門要對此區(qū)域的地表、地形現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)寫實，形成詳實、準(zhǔn)確的井上下地質(zhì)及水文地質(zhì)資料。
8.3.7各礦要加強(qiáng)綜采工作面在通過薄基巖及上覆流沙含水層的研究。根據(jù)工作面地表情況及上覆基巖、松散層巖性情況，采取提前“注漿固沙”措施。通過注漿鉆孔或置入其中的注漿管，將水泥漿、水泥-粉煤灰漿、水泥-水玻璃漿、馬麗散等材料，注入地層中的裂隙、孔隙或洞穴之中，使松散層固結(jié)，形成固結(jié)體，達(dá)到加固頂板防止?jié)⑸车哪康摹?/p>
8.3.8各煤礦要根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》和兩級公司防治水相關(guān)要求。采掘工作面在回采前必須根據(jù)工作面水文地質(zhì)條件編制疏放水設(shè)計，并按要求嚴(yán)格進(jìn)行疏放水工程施工，及時疏放工作面含水層水量及采空區(qū)積水，并要有充足疏放水時間，防水后要進(jìn)行驗收和安全評價。
8.3.9各礦井綜采工作面在基巖厚度小于8-10倍采高，且存在含水沙層的地質(zhì)條件時，應(yīng)提前探明工作面上覆基巖、松散層巖性及含水層含水情況，及時采取防潰水、潰沙措施，確保工作面正常回采時的安全。
8.3.10各礦采煤工作面在回采前必須在地表設(shè)計施工水文觀測孔，對含水層厚度及含水層水量變化情況進(jìn)行實時觀測，根據(jù)觀測結(jié)果及含水層水量變化情況指導(dǎo)礦井防治水工作。