兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦“7.29”沖擊地壓事故調查報告
兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦“7.29”沖擊地壓事故調查報告
2015年7月29日2時49分, 兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦(以下簡稱趙樓煤礦)1305工作面發(fā)生一起沖擊地壓事故，造成3人受傷(1人重傷、2人輕傷),事故造成直接經(jīng)濟損失93.87萬元。
2015年7月29日，山東煤礦安全監(jiān)察局魯西監(jiān)察分局(以下簡稱魯西監(jiān)察分局)組織菏澤市煤炭管理局，組成趙樓煤礦“7.29”沖擊地壓事故調查組(以下簡稱事故調查組),并聘請6名專家組成專家組，依法對趙樓煤礦“7.29”沖擊地壓事故進行了調查。
事故調查組嚴格按照“四不放過”和“科學嚴謹、依法依規(guī)、實事求是、注重實效”的原則，通過勘查井下事故現(xiàn)場，調查詢問有關人員，查閱了有關設計、論證評審意見等相關圖紙資料，查明了事故發(fā)生的原因和經(jīng)過。經(jīng)綜合分析認定了事故性質和責任，提出了對有關責任單位和責任人員的處理建議，制定了防范措施?，F(xiàn)將有關情況報告如下：
一、事故單位概況
(一)公司及礦井概況
趙樓煤礦隸屬兗煤菏澤能化有限公司，兗煤菏澤能化有限公司為山東兗州煤業(yè)股份有限公司子公司。兗州煤業(yè)股份有限公司1997年成立，是以煤炭生產(chǎn)經(jīng)營為基礎，煤炭深加工和綜合利用一體化的國際化能源企業(yè)，目前在山東境內共有10處礦井，兗州煤業(yè)股份有限公司隸屬兗礦集團有限公司。趙樓煤礦的安全生產(chǎn)技術工作由兗州煤業(yè)股份有限公司直接管理。
趙樓煤礦井田面積約143.3549km2，煤炭地質儲量7.92億噸，可采儲量2.32億噸，天然焦2.55億噸。礦井主采3煤層，煤種以1/3焦煤為主，煤層局部受火成巖侵入，或煤層受構造影響出現(xiàn)分叉，3煤層厚度2.8m-9.0m，平均厚度為6.1m，煤層普氏系數(shù)(f)為1.6，煤層平均傾角為5度，3煤層直接頂板以泥巖和粉砂巖為主，厚度為1.2m-8.35m，平均2.78m，老頂為中砂巖，厚度為4.55m-20.42m，平均厚度為8.32m，普氏系數(shù)(f)為6.0-7.0。經(jīng)煤炭科學總院北京開采所鑒定3煤層具有強沖擊傾向性，煤層頂板巖層具有弱沖擊傾向性，底板沖擊傾向性未經(jīng)鑒定。
礦井設計生產(chǎn)能力300萬噸/年，服務年限60.1年，2005年1月開工建設，2009年3月試生產(chǎn)，2014年山東省煤炭工業(yè)局以魯煤規(guī)發(fā)〔2014〕187號文批復趙樓煤礦核定生產(chǎn)能力為420萬噸/年，配套建設同等規(guī)模的選煤廠。
礦井采用立井單一水平開拓，井口標高+45m，井底車場水平標高-860m。礦井采用傾斜長壁采煤法、綜采放頂煤采煤工藝。2014年礦井核定采掘工作面?zhèn)€數(shù)為2個采煤工作面、13個掘進工作面，發(fā)生事故前，礦井布置2個綜放工作面(1305工作面和3303工作面)和9個掘進工作面生產(chǎn)。2014年底趙樓煤礦在冊職工3449人。
礦井采用立井提升，主井提升安裝2套落地式多繩4.65×4摩擦輪提升機；副井提升安裝一套為4.65×4落地式多繩摩擦輪提升機，配一對一寬一窄罐籠，副井另安裝一套為JKMD-2.25×2落地式多繩摩擦輪提升機，配小罐籠帶平衡錘(交通罐)。
礦井通風方式為中央并列式，通風方法為抽出式；主、副井進風，風井回風。
礦井采用二級排水方式，其中一集泵房和-945m泵房分別排至中央水倉，中央泵房直接排至地面。
井下設有中央變電所一座、南部中央變電所一座，井下采區(qū)變電所均實現(xiàn)10kV雙回路供電。
礦井建立了完善的防塵管路系統(tǒng)；防滅火建立了粉煤灰灌漿系統(tǒng)、惰性氣體防滅火系統(tǒng)、液態(tài)CO2防滅火系統(tǒng)和束管監(jiān)測系統(tǒng)。
礦井安裝了監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救、通訊聯(lián)絡等安全避險六大系統(tǒng)。
礦井證照齊全、合法有效。
礦井配備了專職防沖副總工程師，成立了防沖辦公室和防沖工區(qū)，目前，防沖辦公室配備8人，防沖工區(qū)配備30人。
礦井裝備了一套能夠覆蓋全礦井的SOS微震監(jiān)測系統(tǒng)，1305工作面和3303工作面各安裝一套KJ550應力在線監(jiān)測系統(tǒng)，配合鉆屑法、電磁輻射法對采掘工作面沖擊危險性進行檢測；沖擊危險煤層采煤工作面采用大直徑鉆孔卸壓、底煤爆破(厚度超過1.0m)等措施實施超前預卸壓及危險區(qū)域解危措施。
2014年10月16日，趙樓煤礦委托中國礦業(yè)大學對1305工作面沖擊地壓的危險性進行了評估與防沖防治研究，中國礦業(yè)大學煤炭資源與開采國家重點實驗室編寫了《兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦1305工作面沖擊地壓危險性分析與防治方案研究報告》(以下簡稱防治方案研究報告)。2015年2月5日，趙樓煤礦委托濟南貝克礦山工程技術服務有限公司編制了《趙樓煤礦1305工作面開采安全性論證報告》。《防治方案研究報告》和《趙樓煤礦1305工作面開采安全性論證報告》均由兗州煤業(yè)股份有限公司組織專家進行了評審論證。兗州煤業(yè)股份有限公司以兗煤股生技字〔2014〕216號對《趙樓煤礦1305、7303工作面防沖安全論證及方案研究報告》、兗煤股生技字〔2014〕379號文對《趙樓煤礦1305工作面開采安全性論證報告》進行了批復。
(二)事故地點概況
1.1305綜放工作面概況
發(fā)生沖擊地壓事故地點為一采區(qū)1305工作面，該工作面東鄰一采區(qū)軌道下山，西鄰七采區(qū)邊界，北為回采完畢的1304工作面，南為回采完畢的1306工作面和1307工作面，1305工作面為孤島綜放工作面。1305工作面4月2日掘進施工完畢， 7月25日安裝完成。工作面使用ZF12000型液壓支架支護，共安裝92架。7月27日開始生產(chǎn)(調采)，截止事故發(fā)生時，運順推進6m，軌順推進0.75m。
1305工作面地面標高+42.84～+44.34，工作面底板標高-828m～-963m，所采煤層為3煤，煤層普氏系數(shù)(f)變0.8～2.3，平均1.6，煤層厚度為2.8m～9.0m，平均厚度6.1m；煤層傾角為1～11°，平均為8°，煤層結構簡單；工作面傾斜長度136.7m，走向長度573.6m，可采儲量54.8萬噸。工作面切眼附近為煤層分岔區(qū)，分岔區(qū)內3上煤層厚度1.0m-1.7m，平均1.4m；3下煤層厚度2.7m-6.4m,平均4.8m；分岔間距0.7m-14.6m,平均6.8m。切眼西部為巖漿巖侵入的無煤區(qū)，由于3下煤層沉積異常，煤層變薄。工作面直接頂板以泥巖和粉砂巖為主，厚度為1.2m-8.35m，平均2.78m，老頂為中砂巖，厚度為4.55m-20.42m，平均厚度為8.32m，普氏系數(shù)(f)為6.0-7.0；直接底為泥巖，厚度1.5m-3.0m，平均1.65m，老底為細砂巖，厚度6.40m-11.80m，平均9.97m。
2.上下順槽及切眼概況
1305工作面上下順槽均采用錨網(wǎng)索帶聯(lián)合支護，為沿空掘巷，與采空區(qū)之間留設3.5m隔離煤柱，兩順槽沿底板掘進，梯形斷面，巷道上凈寬4.8m，下凈寬5.2m，巷道凈高3.8m。巷道頂板采用KMG500Φ22×2400mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，幫部使用KMG400Φ20×2000mm左旋無縱筋全螺紋錨桿，采用4600×140×10mmT型鋼帶、錨桿托盤規(guī)格200×200×10mm。巷道頂部錨桿間排距為850×800mm，巷道幫部錨桿間排距為800×800mm。
巷道頂板錨索采用“3-1-3型”布置，在頂板巷中布置一排縱向T型鋼帶錨索梁，錨索排距1600mm。巷道實體煤側和窄煤柱的幫部在距頂板700mm及距底板上1500mm高度位置各布置一排縱向Φ16鋼筋梯錨索梁，其中僅巷道沿空煤柱側距底板1500mm高度處錨索采用Φ22×3500mm，其余錨索采用Φ22×6200mm，每個錨索尾部均安設FZJ-R1/2雙泡錨索讓壓環(huán)。
切眼為矩形斷面，凈寬7.8m，凈高3.2m。采用錨網(wǎng)帶、錨索、單體液壓支柱聯(lián)合支護，頂錨桿間排距800mm×800mm,頂板錨索采用“2-1-2五花型”布置，錨索梁排距800mm。
3.1305工作面采取的防沖措施
(1)沖擊地壓監(jiān)測情況
1305工作面配套安裝了SOS微震監(jiān)測系統(tǒng)及KJ550應力在線監(jiān)測系統(tǒng)。工作面兩順槽掘進期間，微震監(jiān)測系統(tǒng)利用一集軌道及1307工作面測站實施監(jiān)測，2015年2月14日運順3#泄水巷附近處布置第一組測站，6月9日，軌順布置兩組測站，配合一集軌道兩組測站完成對1305綜放工作面全覆蓋監(jiān)測。7月22日，應力在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝調試完畢，正常使用。兩順槽距切眼30m開始間隔20m各布置10組測站，每組測站分別由深度8m、14m兩個鉆孔應力計組成。1305工作面每兩天在兩順槽各施工一組(3個)鉆屑孔，用于工作面沖擊地壓危險性局部檢測。
(2)落實解危措施情況
1305工作面兩順槽掘進期間，在實體煤幫及切眼施工大直徑鉆孔預卸壓措施，鉆孔參數(shù)：孔徑110mm，深度20m，孔間距為1.5-2.0m,距巷道底板1m-1.5m，垂直煤壁施工。掘進完成后，在兩順槽加密施工Φ150mm鉆孔，深度20m，孔間距為1.5m-2.0m，距巷道底板1m至1.5m，垂直煤壁施工。截止到事故發(fā)生時，工作面軌順施工二次卸壓鉆孔全部施工完成，運順超前工作面300m范圍內二次卸壓鉆孔施工完畢。兩順槽及切眼留底煤處超過1m的底煤進行斷底處理。
(3)超前支護情況
運順超前支護前機頭至轉載機電機采用DWX40(35、45)型單體液壓支柱配合4.2mπ型鋼梁支護，排距600±100mm。鋼梁兩棚頭分別支設2棵單體液壓支柱，達到一梁三柱，運輸順槽超前支護距離作業(yè)規(guī)程規(guī)定不小于120m，現(xiàn)場實際70m。軌順超前支護采用DWX40(35、45)型單體液壓支柱配合1200×800mm型十字頂梁支護，每排布置兩架十字頂梁。軌道順槽超前支護距離作業(yè)規(guī)程規(guī)定不小于120m,現(xiàn)場實際120m 。
4.事故現(xiàn)場勘察情況
事故發(fā)生后，經(jīng)現(xiàn)場勘察，該沖擊事故主要是對工作面和兩順槽造成破壞，事故發(fā)生時，工作面內有19人，兩順槽有7人，造成1名重傷，2名輕傷。
軌順側煤壁向外15m以內，巷高4.0m左右，兩幫變形不明顯，頂板出現(xiàn)網(wǎng)兜，并有部分漏冒，部分單體支柱歪斜。15—60m范圍兩幫移近量大，最大移近量3.0m左右，且工作面?zhèn)纫平枯^大。超前支護單體支柱部分彎曲歪斜。底鼓量0.5～1m。60m向外，底板有底鼓現(xiàn)象。軌道順槽30～70m范圍受沖擊擠壓影響嚴重，十字梁棚支設單體液壓支柱全部歪斜，其中折斷14棵。
運順側工作面煤壁向外40m內13架鋼棚掉落、單體液壓支柱彎曲折斷38棵。運順發(fā)現(xiàn)崩斷錨桿(索)12根，部分讓壓環(huán)擠壓變形損壞，卸壓鉆孔多數(shù)塌孔。
工作面1#液壓支架前梁壓在前部刮板輸送機電機上，1-86#液壓支架范圍，前部刮板輸送機受沖擊翻向支架側，輸送機及支架內積煤嚴重，25-65#架范圍，支架前梁和護幫板千斤頂損壞32棵，采煤機電纜出槽。以65#支架為界，沖擊后煤塵逆風揚起糊到支架立柱上形成2mm左右厚的煤塵。
工作面壓力顯現(xiàn)情況，50#～70#支架壓力表讀數(shù)，支架前立柱壓力顯示除56#(3.8MPa)和61#(10.2MPa)外，讀數(shù)均為0MPa。后立柱讀數(shù)最小63#架(23.7MPa)，其余均超過30MPa，最大為68#(38.7MPa)。60～80#架，支架向后位移，最大1.0m左右。煤壁煤塊大量拋入架內。
事故發(fā)生時，運順和軌順布置的應力在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，均出現(xiàn)不同程度的上升，其中運順第3組出現(xiàn)紅色預警(17.26MPa)。SOS微震監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到一次2.5×106 J的震動，震級為2.3級。
二、事故發(fā)生及搶險救援經(jīng)過
(一)事故發(fā)生及匯報經(jīng)過
2015年7月28日，綜采二隊夜班值班副隊長朱啟坤召開班前會，安排1305工作面調面。7月29日夜班2時45分左右，采煤機正在進機頭割煤，工作面突然出現(xiàn)連續(xù)煤炮，跟班副隊長邢攸臣和安監(jiān)員白紅印決定暫停生產(chǎn)撤人。在準備撤人時，工作面內突然發(fā)生巨大聲響和震動，工作面內的19名工人，受到不同程度的沖擊，當班驗收員王成功在工作面1#架外側轉載機過橋處受傷，造成右小臂骨折。
7月29日2時59分，1305工作面現(xiàn)場跟班安監(jiān)員白洪印匯報礦調度室，1305工作面發(fā)生沖擊地壓，礦調度員朱運擴接到事故匯報后，立即啟動應急預案，安排現(xiàn)場安監(jiān)員白紅印及跟班副隊長邢攸臣組織撤出工作面及兩順槽所有人員,并組織現(xiàn)場自救；同時通知兗礦集團駐趙樓煤礦救護隊值班人員曹廣利請求救援。
3時02分，通知礦長郭念波及井下跟班的安監(jiān)處長張祥云。
3時10分，有關礦領導趕到調度值班室，礦長郭念波安排生產(chǎn)副礦長李洪先、采煤副礦長張建、采煤副總工程師肖國強下井查看現(xiàn)場情況并組織救援，安排調度員向兗礦集團總調度室、安監(jiān)局及魯西監(jiān)察分局、菏澤市煤炭管理局進行匯報。
(二)救援經(jīng)過
3時30分，兗礦集團駐趙樓煤礦救護中隊兩個小隊到達趙樓煤礦副井口，副中隊長毛寶忠與趙樓煤礦采煤副總工程師肖國強帶領的現(xiàn)場救援人員一同下井。3時56分，救援人員到達工作面，組織救援。救護隊根據(jù)現(xiàn)場情況，對現(xiàn)場3名傷員包扎處理。第一名傷員彭仁群在41-42#支架位置處，胸部有挫傷，進行包扎固定后用擔架運出；第二名傷員曹庭在42#支架處，皮外傷，有行動能力，攙扶護送至安全地點；第三名傷員王成功在轉載機過橋處，右小臂骨折，腿部有皮外傷，包扎固定后用擔架運出。6時37分，工作面所有人員共計26人全部升井，升井后全部送到巨野煤田醫(yī)院進行檢查治療。
三、事故原因及性質
(一)直接原因
1305工作面相鄰的1304、1306、1307工作面已開采結束，致使1305工作面形成孤島煤柱工作面；工作面埋深大(870.84m～1007.34m)，原巖應力高；煤層和頂板又具有沖擊傾向性，具備產(chǎn)生沖擊地壓的力源條件。1305工作面在初采前調試導致了沖擊地壓事故的發(fā)生。
(二)間接原因
1.趙樓煤礦重生產(chǎn)、輕安全，安全第一的思想樹立不牢，未嚴格按照兗州煤業(yè)股份有限公司批復的《兗煤公司2015年度沖擊地壓防治計劃審查意見》(兗煤股生技字〔2015〕23號)的順序采煤(2015年度趙樓煤礦防沖計劃審查意見確定開采順序為1307、11303、3301、1305工作面)，在生產(chǎn)接續(xù)緊張的情況下，1307工作面回采結束后跳采1305綜放工作面，對1305大埋深孤島煤柱工作面發(fā)生沖擊地壓存有僥幸心理，進而冒險組織開采。
2.趙樓煤礦防沖技術措施落實不到位
(1)1305工作面切眼評價為嚴重沖擊危險，掘進切眼期間只在兩端頭各施工30米范圍卸壓孔保護帶，中間有76米范圍內未施工卸壓鉆孔。