一起高瓦斯矿井的大采高综放开采实践

一起高瓦斯矿井的大采高综放开采实践

2000多年来，全省已有3000多个乡镇煤矿，这对促进地方经济发展发挥了重要作用。但是其技术装备水平相对落后,如果不严格加强管理,极易引发事故。2002年4月19日23时30分,长治市沁源县七一煤矿发生了一起特大瓦斯爆炸事故,死亡12人,受伤2人。1高瓦斯矿井的开拓、回风工艺七一煤矿位于沁源县城以西15km处,井田面积0.8277km2,年生产能力3万t,现开采2号煤层,平均厚度为2m,倾角16°,顶板为砂质页岩,底板为砂质泥岩,顶板较破碎不稳定,瓦斯相对涌出量为15.4m3/t,绝对涌出量为1.39m3/min,属高瓦斯矿井。该矿采用一对斜井开拓,主井兼作进风井,斜长260m,坡度15°;副井回风,斜长240m,坡度17°.矿井采用中央并列抽出式通风,副井井口安装1台4-72-11NO12C.18.5kW局部扇风机,及1台18.5kW备用电机。根据2002年4月15日该矿测风记录,矿井进风量638m3/min,总回风量为652m3/min.掘进工作面采用5.5kW局扇通风。主井利用单轨串车提升。井下运输分5级,运输总距离1200m.工作面采用人力平车拉煤。掘进采用煤电钻打眼,梯形木棚支护。矿井电源为10kV的农业用电,并配备一台100kW发电机组作为备用电源。2冒落巷道口部门情况事故发生前,本矿没有回采工作面,只在井下最远处的第五运输斜巷的第五联络巷有一掘进工作面。第五运输斜巷内共有4条已贯通的联络巷,第五联络巷只掘进了12m.事故发生后,在抢险侦察和现场勘察(见图1)时发现:a.第一联络巷筑有密闭墙,第二联络巷设两道风门,均有明显破坏,第三联络巷也筑有密闭墙可看到由回风巷向运输巷中冲击的迹象,第四联络巷为回风通道,巷道口顶板有淋水,并且已冒落,冒落范围为10.4m×4m,冒落高度为30m左右,回风口基本冒实,回风不畅通;b.在第四联络巷口外侧10m处,有两台5.5kW局部扇风机,分别放置在巷道两帮,左侧1台连着1节风筒。距第四联络巷口4m顶板冒落区下压着1辆矿车,在矿车与落石中间夹有1条新风筒;c.第五联络巷掘进工作面12m范围内,木棚完好,工作面有落煤,掘进头上部有两个炮眼已装药,雷管脚线扭结,另有一未装药炮眼,现场未发现炮泥,在已装药炮眼中也看不见炮泥。工作面往外的巷口左帮有一台完好的煤电钻;d.从第五联络巷口往外的4架木棚基本完好,里侧有明显喷煤迹象,巷帮有20m放炮母线,由此往外至第四联络巷口的棚子倒向由于冒落影响已无法确认。第五联络巷口至第四联络巷口之间无电气设备,从第四联络巷口向外的设备无明显位移;e.尸体均有烧焦痕迹;f.在第五运输斜巷右侧局部扇风机处,安设有1台FDZB-1型风电瓦斯闭锁装置,但连线不正确,只能实现风电闭锁,不能实现瓦斯电闭锁。可说明只有在局扇开启状态下,工作面才能正常打眼;g.未发现煤尘结焦现象;h.因通风困难,事故工作面冒落区外侧瓦斯浓度达到10%以上。3事故发生地点分析根据以上情况,工作面的梯形木棚里侧粘有煤粉,四条联络巷的风门、密闭墙均不同程度受损,冲击程度从里往外逐渐减弱,结合对尸体的检验、尸体倒向、技术检测、调查取证,可以认定,事故发生的地点为第五运输斜巷第五联络巷掘进工作面。类别为瓦斯爆炸。因没有煤尘结焦现象,可以排除煤尘参与爆炸的可能。4事故基本概念问题a.根据矿方提供的图纸及现场勘察,七一煤矿回风巷道因遇到一断层而停止掘进,经核查该地区的地质资料,本断层走向为东北至西南,第四联络巷口的淋水现象可能与此有关,这一地质构造不是造成事故掘进面瓦斯积聚的原因。b.据对事故当班幸存瓦检员的取证资料,事故发生前所测的瓦斯浓度为4%左右,而且风筒破损,漏风严重。c.事故抢险过程中安装了1台11kW局扇,工作时无循环风现象,由此可以确定井下使用的两台5.5kW局扇能满足掘进面通风要求,也就排除了矿井总体通风系统不完善、总进风量不足的因素。通过以上分析可认定,掘进工作面局部通风管理不善,风筒破损,漏风严重,风筒口距离掘进面太远,是导致瓦斯积聚的主要原因。5放炮点主流程地经过事故现场勘察和调查取证,逐项排除了以下几种火源:a.经过对事故现场勘察及对遇难人员遗物的检查,未发现携带的烟火;b.事故现场只有1台煤电钻,没有其他电器设备,煤电钻完好,电缆无破口,可以排除电气火源;c.对巷道中遗留的矿灯检查,无损坏和失爆现象,可以排除矿灯火源;d.从现场勘察结合多名矿工取证情况,各班放炮员放炮位置应在距事故工作面巷口30m外,此处不会积聚瓦斯,可排除放炮器明火;e.遇难人员尸体均位于第四联络巷道口附近,证明事故发生前,工作面已停止打眼,四五联络巷之间只有一辆掉道矿车,矿井煤质及顶板岩性较松软,因此不会有冲击、碰撞火花。根据事故工作面有落煤、两个炮眼已装药、未发现炮泥的情况,爆炸火源只能是放炮引起。6乡镇矿井存在一些安全隐患通过以上分析,可以认定沁源县七一煤矿“4·19”特大瓦斯爆炸事故的原因为:掘进工作面局部通风管理不善,工作面风量不足,造成瓦斯积