某矿煤与瓦斯突出事故分析及预防措施.docx

某矿煤与瓦斯突出事故分析及预防措施.docx

《某矿煤与瓦斯突出事故分析及预防措施.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某矿煤与瓦斯突出事故分析及预防措施.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

某矿煤与瓦斯突出事故分析及预防措施

某矿煤与瓦斯突出事故分析及预防措施

2009年8月2日7时30分，某矿16021运输巷在统尺490m处，采取水力掏槽期间发起一起煤与瓦斯突出事故，突出煤量238t，瓦斯量35350m3。

一、16021运输巷概况

16021工作面为16采区西翼最上部的一个工作面，运输巷为该工作面的运煤、进风巷道，上部为未采的16021工作面，下部与16041未采工作面相邻，东临16轨道、皮带和回风下山保护煤柱。

运输巷煤层平均厚度7.5m，平均倾角11°，煤层直接顶为页岩，老顶为粉砂岩。

煤层原始瓦斯含量20.3m3/t，瓦斯压力1.74MPa。

该巷采用14#钢筋梯锚网支护，排间距0.7m，巷道规格4.5×3.0m。

该巷从2008年12月10日零点班开始掘进，截止2009年8月2日零点班共计掘进490m。

掘进过程中曾发生过一次掘进上帮钻场时放炮诱导的煤与瓦斯突出事故，突出煤量112t，瓦斯量11925m3。

该巷采用2台DSF-60/63（2×30kw）风机配合Φ800mm风筒供风，一用一备，为了防止冲孔期间瓦斯超限，在车场另外安设1台YBTe-62（28kw）风机配合Φ600mm风筒备用，在冲孔期间开启，冲孔期间风机工作风量总计752m3/min。

为了确保安全，在16021车场内建立了两道正向风门和三道反向风门，并在巷道内安装了两道防突栅栏和一道防逆风装置。

反向风门外按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求设置有避难硐室，供放炮或冲孔期间人员使用。

掘进工作面按规定配备了压风自救装置、瓦斯自动监测报警断电装置和风门开关、风机开停传感器等。

16021运输巷通风系统示意图

二、防突措施执行情况

（一）防突措施

根据工作面瓦斯赋存情况，16021运输巷采取顶板岩巷穿层预抽+边掘边抽+（深孔预裂）+水力掏槽+排放孔等综合防治瓦斯突出技术措施。

1、顶板岩巷穿层预抽

16021顶板抽采巷因前方遇断层停掘，实际施工长度700m。

巷道内共布置抽采钻场38个，钻场间距15m，1—6号钻场每个钻场布置抽采孔12个，从7号钻场开始每个钻场布置抽采孔22个（突出位置处于顶板抽采巷27—28号钻场中间）。

由于抽采浓度低、抽采效果差，7月18日即将16021顶板抽采巷11—33号钻场穿层抽采孔全部甩孔停抽，仅剩余5个抽采钻场继续抽放，抽放量为650m3/天。

2、边掘边抽

每隔70m在巷道上下帮施工钻场，钻场深4.5m，宽4m，高3m；每个钻场内布置6个钻孔，孔深不少于80m，孔径89mm，钻孔控制巷道轮廓线以外8m（详见边掘边抽钻孔设计图）。

抽放钻孔超前距不小于10m。

为了确保安全，做上帮钻场时，每次掘进循环进尺为1m；做下帮钻场时，每次掘进循环进尺为1.5m。

最好一循环上帮钻场位于统尺458m，为2009年7月5日施工的钻场，7月6日在统尺463m处施工下帮钻场规格。

上帮钻场内共施工10个孔径89mm的抽放孔，其中6个孔深在80m以上。

在下帮钻场内施工6个孔径89mm抽放孔，孔深都在80m以上。

钻孔控制巷道轮廓线以外8m。

截止8月2日，上帮抽放钻场共抽出瓦斯7005m3，下帮抽放钻场共抽出瓦斯2904m3。

边掘边抽钻孔布置图

3、深孔预裂爆破：

为了提高水利掏槽效果，水力掏槽前根据煤层的软硬程度采取深孔预裂爆破技术措施（硬煤不易冲孔时采取深孔预裂；软煤易冲孔时可不采取深孔预裂）。

预裂孔布置在硬煤中，且位于巷道中间，距顶板不小于1.2m。

预裂孔孔深20m，封孔长度不小于5m，封孔材料采用黄泥，并且封严填实。

4、浅孔排放：

在水力掏槽前，还要执行浅孔排放措施，钻孔数量60个，孔径89mm，孔深为15m，并控制巷道轮廓线以外1.5m，正前措施超前距不小于10m。

排放钻孔布置图

5、水力掏槽：

1）、水力掏槽必须在采取浅孔排放钻孔措施后实施，采用三参数指标法进行效果检验，无突出危险时，方可进行水力掏槽工作。

2）、水力掏槽工作必须在交接班时进行，并由矿领导在矿调度室负责统一指挥。

水力掏槽时，西翼所有巷道除高压水泵、局部通风机、瓦斯监控及配套设备外，其余所有机电设备必须全部停电加锁，停电后向调度室汇报；而且在此范围内除高压水泵司机外，严禁其它人员进入。

16021运输巷自7月20日突出时共计施工水力掏槽3次。

具体情况见下表2。

表2：

水力掏槽情况

时间

统尺（m）

最大瓦斯浓度（%）

孔深（m）

备注

09年7月20日0点班

469

4.14

6

冲孔效果差

09年7月24日8点班

473.4

72.54

不见孔洞

冲出煤量较大

09年8月2日8点班

490

99.99

冲孔引起突出

7月24日水力掏槽过程中，巷道瓦斯涌出量大，现场未见明显空洞，冲出煤量较以往掏槽明显增多，顶板有离层现象。

（二）措施效果检验：

采用三参数指标法进行效果检验，检验时在掘进工作面布置3个直径为42mm,深度8—10m的钻孔。

中间孔平行于掘进工作面方向，两帮孔距巷帮0.3—0.5m左右，终孔控制巷道轮廓线以外2－4m。

（详见效果检验布置示意图）。

效果检验孔每钻进2米测定一次钻屑量S、钻屑瓦斯解吸指标Δh2和钻孔瓦斯涌出初速度q值。

测定位置：

两帮孔为2、4、6、8、10m处，中间孔为3、5、7、9m处。

各参数临界值为：

S＝6kg/mΔh2=200paq=5L/min。

采用三参数指标法进行效果检验时，每次效果检验循环留不少于2m的效果检验超前距。

自7月24日至8月2日水力掏槽时共检验5次，无超指标现象；累计批准掘进距离18m，实际掘进距离16.6m。

效果检验情况如下表3。

表3：

效果检验情况表

时间

通尺（m）

Δh2（pa）

S（kg/m）

q（L/min）

2009年7月28日0点

473.4

20

2.4

1.5

2009年7月29日8点

477.7

100

2.4

1.5

2009年7月30日4点

481.8

120

2.6

1.5

2009年7月31日4点

486.3

140

2.6

1.5

2009年8月2日0点

490

180

2.4

1.5

三、突出过程

8月1日4点班，掘一队职工在16021运输巷外段施工超前排放孔，共施工钻孔26个，8月2日零点班施工34个孔，孔深均为15m，并对工作面进行了深孔预裂爆破，装药100卷，雷管2个。

5点05分防突科职工开始进行效果检验，同时在现场的有掘一队班组长、安监员、瓦监员，效果检验时共打了3个孔，两帮孔深8m，中间孔深7m，效检指标S=2.4kg/m、Δh2=180pa、q=3.5L/min。

各项指标均不超限。

掘一队职工按规定操作程序准备完毕后，7点30分开始冲孔，当发现T1瓦斯异常时，调度室立即通知井下冲孔泵房司机停泵，此时控制泵房的T冲传感器瓦斯浓度已经超限断电，实际开泵时间为10min。

调度室瓦斯监控终端显示各传感器最大瓦斯浓度分别为：

T199.9%，T294.2%，T冲96.1%，T回75.58%。

西部冲孔泵T冲45.56%，16采区回风45.18%。

四、突出情况

1、突出瓦斯量

发生煤与瓦斯突出后，16021运输巷回风口传感器T2最高达到94.2%。

截止8月3日恢复到正常值后，计算瓦斯涌出量35350m3。

2、突出煤量

根据现场突出煤体堆积情况，算得突出煤量为238t。

突出孔洞及煤堆积情况示意图

五、突

五、突出原因分析

1、根据三维地震资料分析：

工作面下部100m左右发育有DF3断层，断层落差0～6m，工作面前方150m左右发育有DF2断层，断层落差0～11m，工作面前方250m左右发育有DF1断层，断层落差0～13m。

16021顶板抽采巷掘进期间揭露2条小断层，落差分别为0.7m、0.5m，位于工作面前方150m处，16021横贯掘进过程中揭露两条断层，落差分别为1.2m、17m，位于工作面前方250m处；该工作面前方地质构造复杂，该工作面已经进入构造应力影响区，应力集中是造成该地点煤与瓦斯突出的主要原因。

2、煤层顶、底板均为结构致密的炭质页岩，透气性差，解析出的瓦斯难以释放，导致瓦斯含量高、压力大，在煤层暴露面附近形成了很高的瓦斯压力梯度，在地应力和煤层暴露面附近高的瓦斯压力梯度的共同作用下，处于极限应力状态的煤体将会破坏，裂隙增多，吸附瓦斯快速解析，形成强大的高压瓦斯流将破坏的煤体抛出，即发生了煤与瓦斯突出。

瓦斯含量和压力是造成该地点煤与瓦斯突出的重要原因。

3、顶板抽采巷瓦斯抽采钻孔属下向钻孔，因受煤层透气性差、钻孔积水影响，未能达到预期抽采效果，是造成该地点煤与瓦斯突出原因之一。

4、水力掏槽措施是利用高压水射流，在掘进工作面前方短时间内掏出一个10～20m的槽洞，使应力前移，达到卸压的目的；当地质条件、瓦斯赋存条件复杂时，深部煤体在高压水射流外力诱导下，煤体应力状态会发生急剧改变，地层所积蓄强大的弹性能突然释放，导致煤与瓦斯的突出。

六、采取措施

1、加强瓦斯治理力度。

矿井区域瓦斯治理工程才刚刚起步，从技术、装备、地区调配等方面还存在不少难题，需高等院校、科研部门和专家支持，共同研究区域瓦斯治理方法、措施，逐步达到瓦斯治理从措施型向工程型、局部型向区域型转变，逐步实现抽、掘、采平衡，达到不掘突出头，不采突出面的目的。

2、加强构造应力探测和研究。

大多数煤与瓦斯突出均和地质构造应力有关，所以在瓦斯治理中，构造应力是首要解决的问题，如何解除应力集中，是下一步摸索、研究的方向。

3、加强掘进巷道的地质构造探测。

巷道掘进在遇到地质条件变化，如断裂构造、褶曲构造、煤层厚度变化等，常规防突措施针对性差，很难消除突出危险，极易发生煤与瓦斯突出。

目前对于巷道前方的地质构造探查仍然是一个薄弱环节，采取钻探的方法探测范围、深度有限，有望引进新技术新装备，加强掘进巷道前方的地质构造探查工作，以采取针对性措施，杜绝煤与瓦斯突出事故的发生。

4、加强瓦斯抽采措施。

目前，瓦斯抽采还不能达到消除突出的目的，在复杂地区，煤层受地应力、构造应力控制，受瓦斯含量、瓦斯压力等的影响，短期内，瓦斯抽采尚不能彻底消除煤体应力集中，有待于合理进行生产布局，为瓦斯抽采留出时间和空间；逐步把“边掘边抽”措施转变为“区域预抽”措施。

5、加强安全防护措施。

加强安全防护体系包括远距离放炮、双道防突栅栏、防逆风装置、防突风门、压风自救系统、避难硐室、隔离式自救器等，应认真抓好安全防护措施的现场落实，防止事故扩大，确保施工人员的人身安全。