发布时间:2015-12-16
兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿“7.29”冲击地压事故调查报告

 
2015年7月29日2时49分, 兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿(以下简称赵楼煤矿)1305工作面发生一起冲击地压事故,造成3人受伤(1人重伤、2人轻伤),事故造成直接经济损失93.87万元。
根据《安全生产法》、《生产安全事故报告和调查处理条例》(国务院令493号)、《煤矿安全监察条例》(国务院令第296号)及《煤矿生产安全事故报告和调查处理规定》(安监总政法〔2008〕212号)等法律、法规和规章规定,2015年7月29日,山东煤矿安全监察局鲁西监察分局(以下简称鲁西监察分局)组织菏泽市煤炭管理局,组成赵楼煤矿“7.29”冲击地压事故调查组(以下简称事故调查组),并聘请6名专家组成专家组,依法对赵楼煤矿“7.29”冲击地压事故进行了调查。
事故调查组严格按照“四不放过”和“科学严谨、依法依规、实事求是、注重实效”的原则,通过勘查井下事故现场,调查询问有关人员,查阅了有关设计、论证评审意见等相关图纸资料,查明了事故发生的原因和经过。经综合分析认定了事故性质和责任,提出了对有关责任单位和责任人员的处理建议,制定了防范措施。现将有关情况报告如下:
一、事故单位概况
(一)公司及矿井概况
赵楼煤矿隶属兖煤菏泽能化有限公司,兖煤菏泽能化有限公司为山东兖州煤业股份有限公司子公司。兖州煤业股份有限公司1997年成立,是以煤炭生产经营为基础,煤炭深加工和综合利用一体化的国际化能源企业,目前在山东境内共有10处矿井,兖州煤业股份有限公司隶属兖矿集团有限公司。赵楼煤矿的安全生产技术工作由兖州煤业股份有限公司直接管理。
赵楼煤矿井田面积约143.3549km2,煤炭地质储量7.92亿吨,可采储量2.32亿吨,天然焦2.55亿吨。矿井主采3煤层,煤种以1/3焦煤为主,煤层局部受火成岩侵入,或煤层受构造影响出现分叉,3煤层厚度2.8m-9.0m,平均厚度为6.1m,煤层普氏系数(f)为1.6,煤层平均倾角为5度,3煤层直接顶板以泥岩和粉砂岩为主,厚度为1.2m-8.35m,平均2.78m,老顶为中砂岩,厚度为4.55m-20.42m,平均厚度为8.32m,普氏系数(f)为6.0-7.0。经煤炭科学总院北京开采所鉴定3煤层具有强冲击倾向性,煤层顶板岩层具有弱冲击倾向性,底板冲击倾向性未经鉴定。
矿井设计生产能力300万吨/年,服务年限60.1年, 2005年1月开工建设,2009年3月试生产,2014年山东省煤炭工业局以鲁煤规发〔2014〕187号文批复赵楼煤矿核定生产能力为420万吨/年,配套建设同等规模的选煤厂。
矿井采用立井单一水平开拓,井口标高+45m,井底车场水平标高-860m。矿井采用倾斜长壁采煤法、综采放顶煤采煤工艺。2014年矿井核定采掘工作面个数为2个采煤工作面、13个掘进工作面,发生事故前,矿井布置2个综放工作面(1305工作面和3303工作面)和9个掘进工作面生产。2014年底赵楼煤矿在册职工3449 人。
矿井采用立井提升,主井提升安装2套落地式多绳4.65×4摩擦轮提升机;副井提升安装一套为4.65×4落地式多绳摩擦轮提升机,配一对一宽一窄罐笼,副井另安装一套为JKMD-2.25×2落地式多绳摩擦轮提升机,配小罐笼带平衡锤(交通罐)。
矿井通风方式为中央并列式,通风方法为抽出式;主、副井进风,风井回风。
矿井采用二级排水方式,其中一集泵房和-945m泵房分别排至中央水仓,中央泵房直接排至地面。
井下设有中央变电所一座、南部中央变电所一座,井下采区变电所均实现10kV双回路供电。
矿井建立了完善的防尘管路系统;防灭火建立了粉煤灰灌浆系统、惰性气体防灭火系统、液态CO2防灭火系统和束管监测系统。
矿井安装了监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救、通讯联络等安全避险六大系统。
矿井证照齐全、合法有效。
矿井配备了专职防冲副总工程师,成立了防冲办公室和防冲工区,目前,防冲办公室配备8人,防冲工区配备30人。
矿井装备了一套能够覆盖全矿井的SOS微震监测系统,1305工作面和3303工作面各安装一套KJ550应力在线监测系统,配合钻屑法、电磁辐射法对采掘工作面冲击危险性进行检测;冲击危险煤层采煤工作面采用大直径钻孔卸压、底煤爆破(厚度超过1.0m)等措施实施超前预卸压及危险区域解危措施。
2014年10月16日,赵楼煤矿委托中国矿业大学对1305工作面冲击地压的危险性进行了评估与防冲防治研究,中国矿业大学煤炭资源与开采国家重点实验室编写了《兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿1305工作面冲击地压危险性分析与防治方案研究报告》(以下简称防治方案研究报告)。2015年2月5日,赵楼煤矿委托济南贝克矿山工程技术服务有限公司编制了《赵楼煤矿1305工作面开采安全性论证报告》。《防治方案研究报告》和《赵楼煤矿1305工作面开采安全性论证报告》均由兖州煤业股份有限公司组织专家进行了评审论证。兖州煤业股份有限公司以兖煤股生技字〔2014〕216号对《赵楼煤矿1305、7303工作面防冲安全论证及方案研究报告》、兖煤股生技字〔2014〕379号文对《赵楼煤矿1305工作面开采安全性论证报告》进行了批复。
(二)事故地点概况
1.1305综放工作面概况
发生冲击地压事故地点为一采区1305工作面,该工作面东邻一采区轨道下山,西邻七采区边界,北为回采完毕的1304工作面,南为回采完毕的1306工作面和1307工作面,1305工作面为孤岛综放工作面。1305工作面4月2日掘进施工完毕, 7月25日安装完成。工作面使用ZF12000型液压支架支护,共安装92架。7月27日开始生产(调采),截止事故发生时,运顺推进6m,轨顺推进0.75m。
1305工作面地面标高+42.84~+44.34,工作面底板标高-828m~-963m,所采煤层为3煤,煤层普氏系数(f) 0.8~2.3,平均1.6,煤层厚度为2.8m~9.0m,平均厚度6.1m;煤层倾角为1~11°,平均为8°,煤层结构简单;工作面倾斜长度136.7m,走向长度573.6m,可采储量54.8万吨。工作面切眼附近为煤层分岔区,分岔区内3煤层厚度1.0m-1.7m,平均1.4m;3煤层厚度2.7m-6.4m,平均4.8m;分岔间距0.7m-14.6m,平均6.8m。切眼西部为岩浆岩侵入的无煤区,由于3煤层沉积异常,煤层变薄。工作面直接顶板以泥岩和粉砂岩为主,厚度为1.2m-8.35m,平均2.78m,老顶为中砂岩,厚度为4.55m-20.42m,平均厚度为8.32m,普氏系数(f)为6.0-7.0;直接底为泥岩,厚度1.5m-3.0m,平均1.65m,老底为细砂岩,厚度6.40m-11.80m,平均9.97m。
2.上下顺槽及切眼概况
1305工作面上下顺槽均采用锚网索带联合支护,为沿空掘巷,与采空区之间留设3.5m隔离煤柱,两顺槽沿底板掘进,梯形断面,巷道上净宽4.8m,下净宽5.2m,巷道净高3.8m。巷道顶板采用KMG500Φ22×2400mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆,帮部使用KMG400Φ20×2000mm左旋无纵筋全螺纹锚杆,采用4600×140×10 mm T型钢带、锚杆托盘规格200×200×10mm。巷道顶部锚杆间排距为850×800mm,巷道帮部锚杆间排距为800×800mm。
巷道顶板锚索采用“3-1-3型”布置,在顶板巷中布置一排纵向T型钢带锚索梁,锚索排距1600mm。巷道实体煤侧和窄煤柱的帮部在距顶板700mm及距底板上1500mm高度位置各布置一排纵向Φ16钢筋梯锚索梁,其中仅巷道沿空煤柱侧距底板1500mm高度处锚索采用Φ22×3500mm,其余锚索采用Φ22×6200mm,每个锚索尾部均安设FZJ-R1/2双泡锚索让压环。
切眼为矩形断面,净宽7.8m,净高3.2m。采用锚网带、锚索、单体液压支柱联合支护,顶锚杆间排距800mm×800mm,顶板锚索采用“2-1-2五花型”布置,锚索梁排距800mm。
3.1305工作面采取的防冲措施
1)冲击地压监测情况
1305工作面配套安装了SOS微震监测系统及KJ550应力在线监测系统。工作面两顺槽掘进期间,微震监测系统利用一集轨道及1307工作面测站实施监测,2015年2月14日运顺3#泄水巷附近处布置第一组测站,6月9日,轨顺布置两组测站,配合一集轨道两组测站完成对1305综放工作面全覆盖监测。7月22日,应力在线监测系统安装调试完毕,正常使用。两顺槽距切眼30m开始间隔20m各布置10组测站,每组测站分别由深度8m、14m两个钻孔应力计组成。1305工作面每两天在两顺槽各施工一组(3个)钻屑孔,用于工作面冲击地压危险性局部检测。
2)落实解危措施情况
1305工作面两顺槽掘进期间,在实体煤帮及切眼施工大直径钻孔预卸压措施,钻孔参数:孔径110mm,深度20m,孔间距为1.5-2.0m,距巷道底板1m-1.5m,垂直煤壁施工。掘进完成后,在两顺槽加密施工Φ150mm钻孔,深度20m,孔间距为1.5m-2.0m,距巷道底板1m至1.5m,垂直煤壁施工。截止到事故发生时,工作面轨顺施工二次卸压钻孔全部施工完成,运顺超前工作面300m范围内二次卸压钻孔施工完毕。两顺槽及切眼留底煤处超过1m的底煤进行断底处理;
(3)超前支护情况
运顺超前支护前机头至转载机电机采用DWX40(35、45)型单体液压支柱配合4.2mπ型钢梁支护,排距600±100mm。钢梁两棚头分别支设2棵单体液压支柱,达到一梁三柱,运输顺槽超前支护距离作业规程规定不小于120m,现场实际70m。轨顺超前支护采用DWX40(35、45)型单体液压支柱配合1200×800mm型十字顶梁支护,每排布置两架十字顶梁。轨道顺槽超前支护距离作业规程规定不小于120m,现场实际120m 。
4.事故现场勘察情况
事故发生后,经现场勘察,该冲击事故主要是对工作面和两顺槽造成破坏,事故发生时,工作面内有19人,两顺槽有7人,造成1名重伤,2名轻伤。
轨顺侧煤壁向外15m以内,巷高4.0m左右,两帮变形不明显,顶板出现网兜,并有部分漏冒,部分单体支柱歪斜。15—60m范围两帮移近量大,最大移近量3.0m左右,且工作面侧移近量较大。超前支护单体支柱部分弯曲歪斜。底鼓量0.5~1m。60m向外,底板有底鼓现象。轨道顺槽30~70m范围受冲击挤压影响严重,十字梁棚支设单体液压支柱全部歪斜,其中折断14棵。
运顺侧工作面煤壁向外40m内13架钢棚掉落、单体液压支柱弯曲折断38棵。运顺发现崩断锚杆(索)12根,部分让压环挤压变形损坏,卸压钻孔多数塌孔。
工作面1#液压支架前梁压在前部刮板输送机电机上,1-86#液压支架范围,前部刮板输送机受冲击翻向支架侧,输送机及支架内积煤严重,25-65#架范围,支架前梁和护帮板千斤顶损坏32棵,采煤机电缆出槽。以65#支架为界,冲击后煤尘逆风扬起糊到支架立柱上形成2mm左右厚的煤尘。
工作面压力显现情况,50#~70#支架压力表读数,支架前立柱压力显示除56#(3.8MPa)和61#(10.2 MPa)外,读数均为0MPa。后立柱读数最小63#架(23.7 MPa),其余均超过30MPa,最大为68#(38.7MPa)。60~80#架,支架向后位移,最大1.0m左右。煤壁煤块大量抛入架内。
事故发生时,运顺和轨顺布置的应力在线监测数据,均出现不同程度的上升,其中运顺第3组出现红色预警(17.26MPa)。SOS微震监测系统监测到一次2.5×106 J的震动,震级为2.3级。
二、事故发生及抢险救援经过