特大型煤与瓦斯突出事故发生条件及防范措施.docx

特大型煤与瓦斯突出事故发生条件及防范措施 2021年4月7日前，芦岭煤矿共发生煤与瓦斯突出14起，突出总煤量仅为1 329 t，突出总瓦斯量为24 788m3；最大一次突出煤量314t，平均突出煤量95 t次，瓦斯量1 770 m3次，基本上均为小型突出，其中大多数为压出和倾出类型。2021年4月7日04：18，8183#溜煤岩石斜巷掘进工作面发生了突出煤量105 kt、瓦斯量930 km3、死亡14人的特大型煤(岩)与瓦斯突出，而且是在石门前方有112 m岩柱的条件下发生的，这在我国尚属首次。因此，对这次事故的发生条件、发生原因、经验教训以及防范措施进行分析，对防止类似事故的发生具有重要的指导意义。 1 矿井概况 芦岭煤矿属宿东煤田，井田东西走向长82 km，倾斜宽36 km，面积295 km2，设计生产能力为1 500kt/a。从1988年起，对矿井进行改扩建，改扩建后年设计生产能力为2 400 kt?a，2021年实现扩建达产，实际生产能力为2 460kta。 矿井开拓方式为立井石门开拓，分3个水平，一水平标高为400 m，二水平标高为590 m，三水平标高暂定700 m。矿井为高瓦斯突出矿井， 2021年矿井绝对瓦斯涌出量12925 m3min，相对瓦斯涌出量3149m3t，矿井总进风量13 000m3 min。矿井开采煤层有8煤、9煤、10煤3层。其中，8煤平均厚度90m，9煤平均厚度3；0 m，8煤、9煤间距平均为35m，采用联合布置，在9煤底板岩石中布置采区上山及区段集中轨道平巷和集中运煤平巷，采用斜上山与煤层的运输巷、回风巷联络。10层煤平均厚度21m，独立布置。2 事故区域概况 发生事故的81采区走向长1 100 m，倾向宽 550m，开采标高下限为590 m。采区可采储量为 9 000 kt，采区共有2个采煤面、6个掘进面(煤巷4个，岩巷2个)，设计生产能力为500 kt/a。在采区中部9煤底板布置有人行、运输、轨道3条上山(见图1)，采区上山与区段岩石集中巷间通过石门联接。采区沿倾斜方向划分为4个区段。事故发生时，三区段为生产区段，四区段为岩巷准备区段。采区从一水平和二水平同时进风，东、西2翼各布置了 1条回风上山，采区总配风量为5 417m3min。采区实测煤层瓦斯压力为241270MPa，按压力梯度预测，三区段瓦斯压力为368MPa，590 m水平最大瓦斯压力达410 MPa。至2021年3月底共施工钻场30个，钻孔295个，连孔抽放283个钻孔。采区一至三区段生产揭露小型断裂构造较为发育，四区段在突出前尚未发现较大的地质构造。3 事取经过 发生突出的是8183#溜煤斜巷掘进工作面。该巷在2021年6月施工8183#联巷时，已施工平巷47m，2021年4月2日恢复掘进施工。4月6日23：30瓦检员在迎头装药前测定CH4浓度为：工作面020，回风流026；23：4024：00放炮，放炮后测定C1厶浓度为：工作面020 ，回风流026。4月6日零点班(4月7日00：00 06：00)该掘进工作面出勤7人，4人在工作面打锚杆，2人在车场卸石子，1人看工具及充电。零点班人行下口风门时，发现风门有异常扇动，随即撤出；验收员在做炮泥时发现1股烟雾涌出；也随即撤离； 2名在石门卸碴子的工人同时跟着撤离现场。跟班的1位区队工会.在817轨道巷发现风筒有异响，遂带领该工作面施工人员撤离，在经过石门变电所时，发现该处煤尘较大，能见度很低，他将工人带至副井下口向矿调度汇报后又只身返回，发现石门变电所段已被煤岩堵塞。此时，因风流逆转，高浓度瓦斯已波及81和82 2个采区。瓦斯逆流3 120多米，事故发生2 h后(7日06：30)在风井扩散口测定瓦斯浓度为9，26h后降到1，58 h后才降到事故前的正常值，即到4月9日10：00瓦斯浓度才降到06。 突出时煤层底板距工作面法线垂距达112 m，突出是以小断层弱面带为突破口的。据统计，这次突出煤岩量总计10 500 t，突出瓦斯量为9382 km3；填堵全巷道总长度796 m，堆积煤厚超过200 mm以上巷道34m(见图1)；抛出50kg以上的岩块达100多块，其中重量超过5 t的有2块：尺寸分别为215mX08mXl35m和21mX08mXl5m. 由于突出强度大，瓦斯逆流往东冲毁818车场3道正反向风门，进入81轨道上山及81运输上山，然后彼及整个81采区；瓦斯流往西冲毁 818岩石轨道巷2道正反向风门，逆流至81返煤下山，进入301皮带机巷和82返煤皮带巷，至 82一区段皮带机巷，波及8222工作面及8413的队里验收员于7日03：30到掘进工作面，看到顶板完好，锚杆钻眼已打完，正在安装锚杆，工作面上部钻眼已打完，2台凿岩机正在打下部钻眼。 4月7日凌晨04：00，1名工人寻找炮棍至81等掘进工作面，瓦斯逆流最远距离3 120m。