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超化煤矿“4〃11”透水事故 2004年4月11日,超化煤矿21051上付巷掘进工作面发生透水事故,12人被困。事故发生后超化矿和集团公司迅速启动应急救援预案实施救援。经过109个小时紧张有序的艰苦奋战,4月16日7点50分,成功救出12名被困人员。该事故累计出水量约3万m3,全矿井停产5天,影响产量3.4万吨,直接经济损失46.65万元。 一、矿井简介 1、矿井基本情况 超化矿为郑煤集团公司主力矿井之一。1983年开始建矿,1993年底投产,原生产能力90万t/a,通过多次技术改造,到2004年生产能力达到220万t/a。 矿井采用立井单水平上下山开拓方式。对角式通风。有4个井筒,主井、副井为立井,井田东西两翼北部分别布臵一条回风斜井。开采水平为-100m,开采深度485m。井田面积11.29km2,地质储量16262.2万t,工业储量13293.8万t。 矿井开采煤层为二迭系山西组二1煤,厚度0.39~24.11m,平均9.05m;煤层倾角3~28°,平均18°;煤层直接顶为泥岩,次为砂质泥岩,个别为砂岩,厚度5~7m,不稳定,易垮落;老顶为大占砂岩,距煤层顶板0~10m,底板为泥岩或粉砂岩,厚5~6m。开采煤层为“三软”煤层 1 矿井水文地质条件中等,正常涌水量460m3/h,最大涌水量769m3/h。 井田内主要有奥陶系灰岩含水层,L7-8灰岩含水层,顶板砂岩含水层和第四系砾石含水层。其中奥陶系灰岩含水层距二1煤层较远,间接补给井田;顶板砂岩含水层富水性弱,径流条件差,不会给矿井生产造成重大危害。第四系含水层富水程度直接受大气地表水控制,涌水量一般为10m3/h左右,但在积水盆地,涌水量会有百吨左右;L7-8灰岩含水层距二1煤底板5.65~12.86米,厚度为4~12.15米,富水性较强,活动剧烈,是矿井防治水的主要对象。 井田范围内主要有超化断层和崔庄断层。超化断层导水性弱或不导水;崔庄断层有导水性,井田东南部龟山东段的奥陶系含水层补给崔庄断层下盘的石炭系各含水层通过崔庄断层补给L7-8灰岩含水层。 2、事故地点概况 21051工作面由该矿416掘进队,该面为矿22081综采接替工作面,北邻13031采空区,南邻21071工作面采空区,东部为地方小煤窑采空区,西邻工业广场及21下山保护煤柱。工作面赋存比较稳定,结构复杂。煤层厚度为1.5~23m,平均9.9m;倾角4~16.5度,平均10.25度;老顶为细砂岩,厚度1.25~8.59m,平均5.23m;直接顶为砂质泥岩,厚度0.49~4.24m,平均1.79m;伪顶不发育;直接底为砂质泥岩, 厚度2.64~9.61m,平均6.17m;老底为灰岩。 2003年9月初该工作面设计完成,原上付巷设计长度965m,下付巷1122m,切巷141m,其它巷道170m,总工程量2372m。上付巷于2003年9月20日开始施工,2004年元月8日施工到设计切巷位臵。为扩大储量,经矿研究决定,工作面走向延长715m,上付巷工程量增加到1700m。至4月11日出水时,上付巷已掘进1488m,其中:1354m采用10.5m2U型钢支护,134m采用3.2×3.0m矿用工字钢支护。 该工作面水文地质条件简单。影响施工的主要含水层为煤层底板L7-8灰岩含水层和顶板砂岩含水层,在底板灰岩含水层没有构造导通时,一般不会对采掘构成威胁。上付巷在施工时,会受到东部周天润矿老空影响。 从2003年12月22日在距怀疑小窑老空位臵30m时,进行第一次探放水,到2004年3月19日共进行7次探放水,施工钻孔41个,钻进进尺1100米,其中第3次和第5次探出老空水共约4000m3。其中第5次探水为煤电钻补钻放出小窑老空区积水2600m3。然后进入原始煤层掘进。由于怀疑前方可能有小窑老空水,矿总工办2004年4月9日下发停止掘进通知书,要求416队再向前掘进60m后,由抽探队进行探放水。但至4月11日透水时,实际向前掘进37.7米,距预定探水位臵还有22.3m。 二、事故经过 2004年4月11日14时30分,超化矿416掘进队由常务副队长李录贤主持召开4点班班前会,安排当班安全生产工作。当班实际下井25人,具体分工是:跟班队长邢国遂(困)、任洪印(困)、杨银安(困)等10人在上付巷掘进头掘进。杜朝东、郑振东(困)、郭伟等3人在上付巷负责铺溜子;代理跟班队长赵跟喜和工人韩思龙(困)等7人在瓦斯排放巷掘进头掘进;当班下井的还有送馍工史新岗、皮带司机张留申、溜子司机余春州、倒料工张增良、电工张伟富等5人。 上付巷施工人员到达工作地点接班后,首先清挖机尾、拔皮带,朱广伟、李小娃、任洪印到迎头用煤电钻在上帮打孔探水,王红雨开掘进机,另外4人运料。朱广伟、李小娃、任洪印三人在沿帮距底板约1.8m处打探水孔,约钻进0.7~ 0.8m深时,钻孔出水,水顺钻杆成线状流出,遂停止钻进(钻杆未拔出),向邢国遂汇报。邢察看水情后,立即安排撤人,并于16时32分向矿调度室汇报,安监员张志杰向信息中心、安监大队进行了汇报。 矿调度室通知副矿长王登星、常用根、卢志愿,副总工程师周定栓、李爱斌、刘建军等矿领导,说明了情况。王登星赶到调度室后,17时13分,安排调度室通知416队加固迎头工程,清理水沟。接到安监员汇报后,安监大队副大队长钱同栓立即下井,与在井底遇见的掘进科长刘建敏一同去21051掘进头,在皮带机头处遇见安监员王云峰。17时 20分左右,矿副总工程师李爱彬、调度室主任路广、总工办副主任黄丙寅、416队队长王宝库等人下井察看水情。 17时18分周定栓在郑州赶回矿上的路上打电话到调度室,安排把迎头打紧背牢。矿调度室给撤到高抽巷附近的邢国遂打电话,要求加固迎头、清理水沟。邢国遂和王红雨、任洪印、马德才等人就返回上付巷打迎头蓖子、清挖水沟,安排朱广伟、赵中祥、吕泽民、杨银安和刘国群5人去运旧皮带铺水沟。约18时10分,周定栓下井 王宝库、路广、李爱彬、黄丙寅等人到达迎头后,见迎头蓖子已打五分之三,路广等人让王宝库安排铺水沟。王随后出去催料和安排清挖水沟。刘建敏、路广出来走到中联巷,碰到周定栓,向周汇报了迎头情况,随后出井。李爱彬、黄丙寅等人行至排放巷口外50~70米处遇见周定栓说明情况后,又去掘进头。 邢国遂、王红雨、任洪印和马德才打好迎头蓖子后,就去清挖水沟,不到20分钟,王红雨听到迎头有人喊:出水了!人员就往外跑。此时,周定栓、李爱斌、黄丙银、钱同栓、徐克民等人刚走到排放巷口,水突然增大。邢国遂、韩四龙、杨银安、郑振东也避到高抽巷,王云峰、张志杰、任红印跑过了高抽巷口,分别上到皮带架子、扒到挡车器和U 型钢拉手上。周急忙打电话到调度室要求命令21、23下山撤人,随后电话中断。周等人看到,来水开始较小,后突然 增大,最大时1米多高。待水减小,他们从排放巷出来向外走,走约100米左右,走到前面的人见到煤尘扑来,感到是巷道冒顶,又返回来,经清点,共12人。 19时30分左右,矿领导王登星、卢志愿、赵中锋等人随后下井,在副井底安排人员加固中联巷十头和在东二车场堵水,同时于19:42分下令撤出21下山、23皮带下山和-300水平大巷所有人员。21时25分,在清点人员时,发现416队邢国遂、任洪印、韩思龙、郑振东、杨银安5人和周定栓、李爱斌、黄丙银,安监员钱同栓、张志杰、徐克民、王云峰等7人共计12人没有撤出。 2004年4月11日20点01分,超化矿向集团公司总调度室汇报:超化矿21051掘进工作面发生水灾事故。集团公司接到事故报告后,立即启动事故应急救援预案,集团公司领导和有关部门人员立即赶往超化矿,成立了超化矿“4〃11”事故抢险指挥部,下设技术、救护、后勤保障、治安保卫、善后处理、稳定与接待六个工作组,分头开展工作。安监局章禹海盈、副总经理杨松君、总工程师宋建成等立即下井到现场指挥工作。 12日6时28分,救护人员通过了第一淤积区,进入巷道进行侦察,未发现遇险人员;7时11分,侦察至距迎头约300米处发现巷道冒顶,侦察工作受阻。按照抢险救灾指挥部部署,组织力量清挖淤积巷道,加固受损巷道,恢复巷道 局部通风。巷道恢复局部通风后,抢险指挥人员进行了现场勘察,发现现场冒落大量大块矸石,冒落区继续向外涌水,涌水量219m3/h,巷道冒落长度难以确定,直接通过冒落区十分困难。冒落区50米外有40棚支架悬空,并有40米巷道淤积严重,影响抢险人员安全。 根据现场情况,抢险指挥部制订了五套抢险,同时实施: 一是从上付巷开掘绕巷,绕过冒落区。预计绕巷长度约50m,每进5m向上付巷打钻进行一次探察。同时利用防尘管路向灾区压风。 二是利用下付巷现有运输系统,从下付巷开掘联巷同被困人员可能所在地点贯通救人。巷道设计长度147m。 三是查清小窑补给水源和越界开采情况,由当地政府安排,启动邻近所有小煤窑排水设施,实施强力排水,减少小窑向超化矿涌水量;同时从小窑井下寻找可能的营救遇险人员的最短路径(后经救护队员下井侦察因条件不具备而放弃)。 四是采用快速冲击钻进技术,从地面向巷道打钻孔,向遇险人员可能避灾的地点输送新鲜空气和食品,利用窥视仪探察灾区情况。 五是紧急调用平煤集团MK-4大型钻机,从下付巷向上付巷打直径300mm的钻孔,一是超前探水,掩护下联巷掘进; 二是与上付巷贯通,实现输送空气和与被困人员联系。 根据现场情况变化,指挥部及时调整施工力量,采取多轮次作业方式,保持抢险人员有充沛的体力,提高抢险效率,加快了掘进施工进度。 4月15日13点16分,抢险指挥部接到抢险现场报告,上付巷绕巷掘进过程中,现场人员听到上付巷被困人员敲打水管传递的信号,随后又听到喊话。指挥部果断命令改变绕巷方向,加快掘进速度,以最短时间与被困人员所在上付巷贯通;确保向人员受困区域连续压风;构筑绕巷水沟,保证安全放出上付巷积水,为营救人员创造条件;在井下建立2个急救站,地面设臵14台救护车编号待命。 16日6时34分,绕巷与上付巷贯透,7 时50分成功营救出12名被困人员。人员升井后,立即送往集团公司总医院。 另外,在外界紧张抢救的同时,被困人员一直在有组织地积极实施自救。“4〃11”事故遇险人员在副总工程师周定栓指挥下,及时躲避到位臵较高的瓦斯抽放巷,避开了大水的冲击;当巷道冒落、通风中断、抽放巷瓦斯不断升高情况下,他们撤离到上付巷,在抽放巷口设臵风幛,防止瓦斯向上付巷涌出;12盏矿灯集中使用,只保留一盏矿灯照明,他们获救时还有4盏矿灯尚未动用;两人一组值班巡查,其他人员休息待命,保存体力;采用敲打水管,喊话,往流水中 放纸条、倾倒煤油等多种方式向救援人员传递信号。这些措施为最终获救创造了重要条件。 由于营救方案周密、措施得当、组织有序,12名遇险人员全部得救并恢复了健康。 三、原因分析 1、水源分析 21051工作面上付巷4月11日出水后,技术组专业人员对矿井水文长观孔和地面水井进行观测,水位未见发生变化;出水瞬时水量大、水势猛,水有臭味,1小时40分后测得水量400m3/h,以后逐步衰减至106m3/h,截止4月22日累计出水量28082m3;水质化验指标分析符合老空水特征;掘进头无地质构造。由此确定出水水源是老空积水。 据调查,21051工作面掘进头附近不存在本矿老空区,有周天润矿和黄固寺二矿采空区。周天润煤矿主井井底标高+48.1m,21051上付巷掘进时揭露该矿采空区200m,放出水量4000m3,+7.3m标高以上空区积水放出后,进入原始煤体掘进,根据此次出水点标高及出水量计算,周天润矿采空区与黄固寺二矿采空区不连通。 经查阅黄固寺二矿实际井上下对照图,发现其越界进入超化矿井田300多米,同时发现该矿下山西侧20m以外标注有采空区,经计算该采空区积水面积约61720m2,预计积水量约28000m3。该采空区上方地表有斑缝、沉陷及民宅变形, 并且黄固寺二矿于2001年前后对受损的黄固寺一组(黄固寺寨)民宅进行了赔偿。 综上所述,认定本次出水水源为黄固寺二矿老空区积水。 2、管理原因分析 ⑴、矿有关人员对小煤窑调查工作不认真,轻信小煤窑提供的情况,导致资料掌握不准。在做21051综采工作面设计和上副巷掘进过程中,超化矿曾先后五次对小煤窑进行调查,但都仅仅是在地面查看和对小井人员询问,没有进行井下实际测量。盲目听信矿长许金发的保证:“因南部有黄固寺寨和大队部,俺矿一直未向南越界”,而没有下井进行实际测量,发生事故后,调查证实该小矿巷道和工作面已进入21051工作面,并且对小井的调查资料掌握在少数人手中,没有组织有关部门进行集体分析论证。致使21051上副巷以虚假的资料为依据,一直向前掘进,没有及时进行探放水,遭遇小窑老空区出水。 ⑵、探放水设计、执行不。21051上付巷此前曾进行7次探放水,其中第二次到第七次都没有做正规设计,也未经有关领导签批;因怀疑前方有小井老空水,2004年4月9日矿下发停止掘进通知书,要求21051上付巷再向前掘进60m后停止掘进,由抽探队进行探放水。但仅隔2天至4月11日,实际只向前掘进了33.7米,距预定停掘探水位臵还 有22.3m就出水了。说明探放水设计不认真,依据资料不准,设计严重偏差。 ⑶、21051工作面没有按规定进行设计和审批。21051设计为综采工作面,没有工作面设计说明书,没有按照规定报集团公司批准。在对东部小窑没有调查清楚情况下,矿研究决定(无记录档案)工作面向东延长715m,也没有编制正规设计,履行有关报批手续。 ⑷、重大技术问题的会签、会审执行不好,对重大问题集体研究不够,没有形成齐抓共管的探放水工作机制。如,对小煤窑的调查情况,只掌握在少数人手里,没有组织有关方面广泛深入分析,导致信息不准,决策失误;探放水工作只有总工办负责,相关业务部门监督把关作用没有发挥出来。21051综采工作面设计在没有说明书的情况下,就组织了会签,变更设计没有组织正式的专题研究。技术管理科室和生产区队相关的技术资料不统一,不齐全,业务部门之间的沟通、协调不够。 ⑸、超化矿在处理“4〃11”事故发生初期,指挥处理措施不当。在井下汇报出水时,未对现场情况详细询问,没有及时、果断、彻底地组织人员撤退。 四、处理结果 1、胡××,超化矿矿长,矿安全生产第一责任者,对矿井防治水工作重视不够,以致安全防范措施滞后于现场实 际,对事故发生负有领导责任,给予行政记大过处分。 2、王××,总工程师,协助矿长负责协调安全生产工作。接到井下出水情况汇报后,未及时撤出险区人员,对事故负有指挥处理不当的责任,给予行政记过处分。 3、周××,副总工程师,负责矿井防治水和技术管理工作,对周边小煤窑采空区调查中,轻信小煤窑方提供的越界开采情况,导致采取探放水措施滞后,对事故发生负有主要责任,给予撤消副总工程师职务处分。 4、李××,总工程师办公室主任,负责矿井防治水业务保安工作,对小井采空区调查和地表斑陷情况调查工作不认真,采取探放水措施滞后,对事故发生负有重要责任,给予行政降一级处分。 5、詹×,集团公司地测处处长,负责集团公司防治水业务保安工作,对集团公司各单位防治水技术工作抓得不力,对超化矿防治水工作管理不严,对事故发生负业务保安责任,给予行政警告处分。 6、刘××,地测处副处长,分管矿井防治水工作和小井办工作,对小井的调查工作工作监管不细致,情况掌握不准,对探放水设计审查把关不严,监督不力,对事故发生负业务保安责任,给予行政记大过处分。 7、责成集团公司总工程师宋××写出书面检查。 五、防范措施 1、毫不动摇地把矿井防治水同一通三防工作一样作为安全工作的重中之重,抓好预防重大水害事故。从隐患的预测预报、措施的制订到现场的落实等各个环节过细做工作,对重大技术问题,必须集体研究和审查,堵塞管理上的漏洞。加大准备采区的开拓掘进力度,尽量避免“剃头开采”。对工作面走向长度超过800米的要每隔一段开掘连通上、下付巷的联巷,或开掘避灾硐室,配上压风设施,以利于紧急避灾。 2、切实做好矿区小煤窑采空区的调查工作,对小煤窑的调查一定要深入细致,不能轻信对方提供的资料和所做的保证,一定要进行实地测量核查,必要时申请政府有关部门支持,千方百计获得真实的信息和资料。资料难以弄准时必须做到有掘必探。 3、进一步加强技术管理工作,集团公司制订出台探放水技术规范。对探放水地区积水范围、水量、水压的计算,探放水巷道加固,水沟的布臵,探水钻孔的布臵,操作方法,探水安全措施,避灾方法,探放水总结等作出明确规定,规范探放水工作。在进行探放水时,应尽量撤出受威胁区域的人员,至少要明确人员快速撤离的路线。 4、完善重大事故应急救援预案,保证抢险救灾工作有序高效。矿上在初期处理灾变时,必须留一名熟悉全面情况,有经验、懂技术的主要领导在调度室统一指挥,并立即向集 团公司汇报。集团公司应急救援领导小组与指挥部分设,参与指挥部的决策,通过指挥长下达命令,必要时领导小组可以撤换指挥长。科学组织现场抢救人员,在保证人员满足需要的前提下,现场人员越精干越好,提高抢险救灾的效率,避免发生新的问题。 六、专家点评 该事故是一起典型的小窑老空透水事故,也是一起重大责任事故,教训十分深刻。一是,造成事故的根本原因在于小窑的越界开采,矿方轻信小窑方提供的资料和保证,在未认真查明掘进前方老空区确切位臵的情况下,盲目组织掘进施工,没有严格按报批的探放水措施执行;二是,职工防治水安全意识淡薄,缺乏自我防护意识,在发现迎头有突水征兆情况下及时组织撤离,可大大减小受灾程度。 但十分庆幸的是,由于应急抢险方案科学、组织得力,成功将被困的12名遇险人员安全救出,这是近几年来,我国煤矿井下发生透水事故被困人员之多,且全部成功营救的典范。首先,事故抢险方案制定科学,组织严密,措施得力;二是,巷道支护为U型钢连锁支架,工程质量好,一千多米的掘进巷道只出现一处冒顶,大大减轻了事故抢险的难度,为事故抢险争取了宝贵时间和创造了条件;三是,被困人员能有组织的开展自救、保持体能,千方百计与外界联系,配合抢险工作。