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1、大平煤矿“10.20”特大事故技术分析1 1一、矿井及事故概况1 1、概况、概况、概况、概况n n大平煤矿位于河南省郑州市西南大平煤矿位于河南省郑州市西南60 60 公里，登封市与新公里，登封市与新密市交界处。井田东西走向长密市交界处。井田东西走向长5 5 公里，南北倾斜宽公里，南北倾斜宽2 2 公公里，面积里，面积10 10 平方公里。平方公里。19821982年开始建井，年开始建井，19861986年建成年建成投产，矿井原设计生产能力投产，矿井原设计生产能力6060万吨万吨/ /年。年。20002000年、年、20012001年分别进行了矿井通风系统、提升系统改造，年分别进行了矿井通风系统
2、、提升系统改造，20032003年矿年矿井核定生产能力井核定生产能力130130万吨万吨/ /年。年。20042004年年1919月份累计生产月份累计生产原煤原煤9292万吨。万吨。2 2一、矿井及事故概况n n矿井采用立井单水平上下山开拓方式。现有矿井采用立井单水平上下山开拓方式。现有1111扩扩大区、大区、1313、1414、1616等等4 4个生产采区，个生产采区，1515、2121两个两个准备采区。布置有准备采区。布置有2 2 个采煤工作面，个采煤工作面，5 5个煤巷掘进个煤巷掘进工作面，工作面，3 3个岩巷掘进工作面。个岩巷掘进工作面。3 3一、矿井及事故概况n n矿井开采煤层为二叠
3、系山西组二矿井开采煤层为二叠系山西组二1 1煤，煤层厚度变化较大，厚度煤，煤层厚度变化较大，厚度1.11.130 30 米，多为米，多为5 57 7 米，煤层倾角浅部大、深部小，一般米，煤层倾角浅部大、深部小，一般7 71919。煤层。煤层直接顶为砂质泥岩，老顶为砂质泥岩或泥岩。煤尘具有爆炸性，爆炸直接顶为砂质泥岩，老顶为砂质泥岩或泥岩。煤尘具有爆炸性，爆炸指数为指数为16.21%16.21%。煤层不易自燃。煤层不易自燃。20032003年瓦斯等级鉴定结果：绝对瓦年瓦斯等级鉴定结果：绝对瓦斯涌出量为斯涌出量为26.16 26.16 米米3 3/min/min，相对瓦斯涌出量为，相对瓦斯涌出量为
4、11.47 11.47 米米3 3/t /t，瓦斯等级，瓦斯等级为高瓦斯矿井。矿井开采煤层为二叠系山西组二为高瓦斯矿井。矿井开采煤层为二叠系山西组二1 1煤，煤层厚度变化煤，煤层厚度变化较大，厚度较大，厚度1.11.130 30 米，多为米，多为5 57 7 米，煤层倾角浅部大、深部小，一米，煤层倾角浅部大、深部小，一般般7 71919。煤层直接顶为砂质泥岩，老顶为砂质泥岩或泥岩。煤尘具。煤层直接顶为砂质泥岩，老顶为砂质泥岩或泥岩。煤尘具有爆炸性，爆炸指数为有爆炸性，爆炸指数为16.21%16.21%。煤层不易自燃。煤层不易自燃。20032003年瓦斯等级鉴年瓦斯等级鉴定结果：绝对瓦斯涌出量为
5、定结果：绝对瓦斯涌出量为26.16 26.16 米米3 3/min/min，相对瓦斯涌出量为，相对瓦斯涌出量为11.47 11.47 米米3 3/t /t，瓦斯等级为高瓦斯矿井。，瓦斯等级为高瓦斯矿井。4 4一、矿井及事故概况n n矿井采用抽出式混合通风方式；井下建立了局部矿井采用抽出式混合通风方式；井下建立了局部瓦斯抽放系统，对瓦斯抽放系统，对1313、1616两个采区进行瓦斯抽放；两个采区进行瓦斯抽放；矿井安装有矿井安装有KJ90KJ90安全监控系统；开掘有避难硐室，安全监控系统；开掘有避难硐室，人人配有自救器。人人配有自救器。5 5一、矿井及事故概况n n1010月月2020日日8 8点
6、班的工作情况为：班长带领工人进入点班的工作情况为：班长带领工人进入2121岩石下山掘进头岩石下山掘进头工作地点，首先对工作面巡查一遍，主要是处理活矸、敲帮问顶等，工作地点，首先对工作面巡查一遍，主要是处理活矸、敲帮问顶等，然后工人进入工作地点，清挖巷道基础，接着进行喷浆支护，没有打然后工人进入工作地点，清挖巷道基础，接着进行喷浆支护，没有打眼放炮。眼放炮。1010月月2020日日8 8点班的工作情况为：班长带领工人进入点班的工作情况为：班长带领工人进入2121岩石下岩石下山掘进头工作地点，首先对工作面巡查一遍，主要是处理活矸、敲帮山掘进头工作地点，首先对工作面巡查一遍，主要是处理活矸、敲帮问顶
7、等，然后工人进入工作地点，清挖巷道基础，接着进行喷浆支护，问顶等，然后工人进入工作地点，清挖巷道基础，接着进行喷浆支护，没有打眼放炮。没有打眼放炮。6 6一、矿井及事故概况n n通过对通过对1919日日4 4点掘进班和点掘进班和2020日零点出碴班及日零点出碴班及2020日日8 8点喷浆班的情况了解，点喷浆班的情况了解，整个班是按掘进整个班是按掘进大出碴大出碴喷浆进行循环工作的，该巷道无任何异常喷浆进行循环工作的，该巷道无任何异常情况，瓦斯为情况，瓦斯为0.10.10.2%0.2%，无煤炮声片帮等现象，但是，掘进头的迎，无煤炮声片帮等现象，但是，掘进头的迎头岩性为砂质泥岩、泥岩。头岩性为砂质泥
8、岩、泥岩。1010月月2020日日8 8点班的工作情况为：班长带领点班的工作情况为：班长带领工人进入工人进入2121岩石下山掘进头工作地点，首先对工作面巡查一遍，主要岩石下山掘进头工作地点，首先对工作面巡查一遍，主要是处理活矸、敲帮问顶等，然后工人进入工作地点，清挖巷道基础，是处理活矸、敲帮问顶等，然后工人进入工作地点，清挖巷道基础，接着进行喷浆支护，没有打眼放炮。接着进行喷浆支护，没有打眼放炮。7 7一、矿井及事故概况n n10月20日4点班，从作业规程安排的工作程序看，该班是正常的掘进班，工作顺序为先在8点班喷过的巷道中打锚杆挂网，然后进行正常的掘进、出碴工作。8 8一、矿井及事故概况n
9、n据了解的作业工序，在据了解的作业工序，在4 4点班应该是打过眼、放过炮，出碴。也就是点班应该是打过眼、放过炮，出碴。也就是说，该班在放炮掘进后，前方岩体的抵抗距离越来越小，在前几班已说，该班在放炮掘进后，前方岩体的抵抗距离越来越小，在前几班已掘到砂质泥岩，岩性不是太硬，符合综合柱状图中的煤层底板岩性。掘到砂质泥岩，岩性不是太硬，符合综合柱状图中的煤层底板岩性。因此，可以说，这次突出是在放炮后滞后一段时间，或者是在放炮后因此，可以说，这次突出是在放炮后滞后一段时间，或者是在放炮后再从事其他工序时发生的突出。从再从事其他工序时发生的突出。从2121下山死亡人员位置可以看到，在下山死亡人员位置可以
10、看到，在突出前，在掘进头有突出征兆，如瓦斯报警仪报警，瓦斯浓度从平常突出前，在掘进头有突出征兆，如瓦斯报警仪报警，瓦斯浓度从平常的的0.10.10.2%0.2%迅速上升到迅速上升到4%4%以上，可能还伴随片帮岩体向外位移，连以上，可能还伴随片帮岩体向外位移，连续出现煤炮声等现象。然后当班工人迅速自救向外跑。续出现煤炮声等现象。然后当班工人迅速自救向外跑。9 9一、矿井及事故概况n n大约过了大约过了3 35 5分钟，跑出约分钟，跑出约500500600600米远（其中有一名遇难矿工还打米远（其中有一名遇难矿工还打开了自救器），此时高浓度的瓦斯大量涌出，工人缺氧死亡。这次特开了自救器），此时高浓
11、度的瓦斯大量涌出，工人缺氧死亡。这次特大型突出引起的瓦斯冲坏轨道进风巷风门，进入西大巷，高浓度瓦斯大型突出引起的瓦斯冲坏轨道进风巷风门，进入西大巷，高浓度瓦斯稀释后，该浓度正好是瓦斯爆炸浓度（瓦斯探头显示浓度为稀释后，该浓度正好是瓦斯爆炸浓度（瓦斯探头显示浓度为6 68%8%）。）。这时遇大巷架线机车火花后产生爆炸，后很快引起火药库爆炸，而后这时遇大巷架线机车火花后产生爆炸，后很快引起火药库爆炸，而后又波及又波及1515、1313采区等处。因此我们说，本次大爆炸的瓦斯源，就是来采区等处。因此我们说，本次大爆炸的瓦斯源，就是来自于自于2121轨道下山岩石掘进工作面。轨道下山岩石掘进工作面。212
12、1下山突出强度非常大，经计算煤下山突出强度非常大，经计算煤量达量达15001500吨左右，突出瓦斯大约为吨左右，突出瓦斯大约为2727万立方米。属罕见的特大型瓦斯万立方米。属罕见的特大型瓦斯突出。爆炸过程及突出强度及计算，另有叙述。突出。爆炸过程及突出强度及计算，另有叙述。1010一、矿井及事故概况n n2121岩石下山设计为采区专用回风巷，自岩石下山设计为采区专用回风巷，自1111采区上车场采区上车场00标高开口。总长度标高开口。总长度17001700余米，余米，位于煤层的底板灰岩内，距煤层底板大约位于煤层的底板灰岩内，距煤层底板大约12121515米，该下山处在一个极为复杂的地质米，该下山
13、处在一个极为复杂的地质构造带，一方面处于煤层向斜轴部，现代构造应力场主应力方向为北东构造带，一方面处于煤层向斜轴部，现代构造应力场主应力方向为北东南西向，压性南西向，压性构造，此处推断前方有一条北西向的逆断层，此断层倾向南西，落差构造，此处推断前方有一条北西向的逆断层，此断层倾向南西，落差10m10m左右，该断左右，该断层形成的压应力与北东构造应力方向相垂直，处于挤压状态（见图），这种压性结构层形成的压应力与北东构造应力方向相垂直，处于挤压状态（见图），这种压性结构带一旦暴露，瓦斯会快速释放。因此前方的施工就是一次揭煤的过程。目前掘进岩头带一旦暴露，瓦斯会快速释放。因此前方的施工就是一次揭煤的
14、过程。目前掘进岩头岩性发生了变化，从砂岩过渡到石灰岩，再过渡到砂质泥岩和泥岩，证明掘进头已该岩性发生了变化，从砂岩过渡到石灰岩，再过渡到砂质泥岩和泥岩，证明掘进头已该见到煤层了（亦可能向斜轴部发生位移，掘进头上山施工接近煤层，最后以现场揭露见到煤层了（亦可能向斜轴部发生位移，掘进头上山施工接近煤层，最后以现场揭露为准）。为准）。1111一、矿井及事故概况n n巷道采用锚网支护，巷道净断面巷道采用锚网支护，巷道净断面10.3210.32平方米。从平方米。从20012001年年3 3月开始掘进，月开始掘进，20042004年年6 6月落底，落底标高月落底，落底标高-287-287米，接着施工米，接
15、着施工2121轨道下山下部车场及水仓，轨道下山下部车场及水仓，目前从下车场变坡为向上目前从下车场变坡为向上1616已掘已掘1313米，净断面米，净断面9.149.14平方米，正向爆破施工。平方米，正向爆破施工。121222时09分12秒22时12分26秒瓦斯浓度从0.12%升到40%以上.大平煤矿大平煤矿“10.20”“10.20”事故瓦斯突出及扩散过程演示事故瓦斯突出及扩散过程演示22时31分31秒22时35分15秒,瓦斯浓度从0.17%升到4.0%.21轨道下山岩石掘进工 作 面,突出煤岩量约1894t,瓦 斯 量25万m322时32分16秒22时39分45秒,瓦斯浓度从0.5%升到6.3
16、%.13131414大平煤矿大平煤矿“10.20”“10.20”瓦斯爆炸传播过程演示瓦斯爆炸传播过程演示151516161717二、事故原因分析1 1、缺乏防突意识、防突手段。、缺乏防突意识、防突手段。n n随着矿井不断向深部开掘延伸，煤层瓦斯含量和压力不断增大，全国诸多矿井开始由随着矿井不断向深部开掘延伸，煤层瓦斯含量和压力不断增大，全国诸多矿井开始由低瓦斯矿井向高瓦斯矿井过渡，高瓦斯矿井向高突出矿井过渡。大平矿亦是这样，郑低瓦斯矿井向高瓦斯矿井过渡，高瓦斯矿井向高突出矿井过渡。大平矿亦是这样，郑煤集团对于高瓦斯区，高压力区要求矿井执行四位一体措施，大平矿虽不是突出矿井，煤集团对于高瓦斯区，
17、高压力区要求矿井执行四位一体措施，大平矿虽不是突出矿井，但由于瓦斯涌出量大，该矿曾从但由于瓦斯涌出量大，该矿曾从20022002年起在年起在1313、1515、1616区施工当中都制订并执行区施工当中都制订并执行“ “四位四位一体一体” ”防突措施，而目前情况来看，防突措施，而目前情况来看，2121下山施工没有编制防揭煤的防突措施，虽然下山施工没有编制防揭煤的防突措施，虽然7 7月月份以前打过控制岩巷距煤层位置的份以前打过控制岩巷距煤层位置的7 7个钻孔，掘钻队队长孔凡新反映，从个钻孔，掘钻队队长孔凡新反映，从7 7月月5 5日以后，日以后，该施工头未打一个控制煤位的钻孔，这就给误揭煤层创造了
18、条件，这是最大的失误。该施工头未打一个控制煤位的钻孔，这就给误揭煤层创造了条件，这是最大的失误。作为通风、地质、开拓部门没有一个部门把好这一关，证明该矿防突意识不强。作为通风、地质、开拓部门没有一个部门把好这一关，证明该矿防突意识不强。1818二、事故原因分析2、缺乏防突机构。既要防突，就要成立防突科，防突科是突出矿井专门管理防突的机构，他的作用是帮助防突措施的制订，管理调节防突装备的使用，监督检查打钻、抽放等防突工作的落实。1919二、事故原因分析3 3、为防止瓦斯突出后逆风到大巷造成瓦斯爆炸规程规定突、为防止瓦斯突出后逆风到大巷造成瓦斯爆炸规程规定突出矿井不准使用架线机车，由于诸多原因（主
19、要是经济原出矿井不准使用架线机车，由于诸多原因（主要是经济原因），很多突出矿井未能及时更改。但有些矿井采取瓦斯因），很多突出矿井未能及时更改。但有些矿井采取瓦斯突出后有可能进入大巷的联络通道里设置瓦斯断电装置的突出后有可能进入大巷的联络通道里设置瓦斯断电装置的做法，从这次大平矿做法，从这次大平矿1111轨道与大巷联络通道里情况看，根轨道与大巷联络通道里情况看，根本无有设置这种断电装置，从而在突出后大巷电机车继续本无有设置这种断电装置，从而在突出后大巷电机车继续运行而产生瓦斯爆炸，这是未能把握好的一个大环节。运行而产生瓦斯爆炸，这是未能把握好的一个大环节。2020二、事故原因分析4 4、调度及现
20、场指挥人员素质差。从记录看、调度及现场指挥人员素质差。从记录看20042004年年1010月月2020日日2222点点1010分瓦斯突出，到分瓦斯突出，到2222点点4545分瓦斯爆炸，经历了分瓦斯爆炸，经历了3535分分钟，中间有电瓶车司机王光义及钟，中间有电瓶车司机王光义及1312113121作业人员两次向调作业人员两次向调度室的汇报，可调度指挥人员和现场作业负责人员，无有度室的汇报，可调度指挥人员和现场作业负责人员，无有一人命令停电撤人，说明该矿人员素质极差。一人命令停电撤人，说明该矿人员素质极差。2121二、事故原因分析5 5、调度系统开发不合理。事故都是在生产过程中产、调度系统开发不
21、合理。事故都是在生产过程中产生的，经过安全培训的生产调度指挥人员能及时生的，经过安全培训的生产调度指挥人员能及时调度指挥处理事故是防患的关键。全国煤矿系统调度指挥处理事故是防患的关键。全国煤矿系统都正在把安全调度监测与生产工况调度监测多媒都正在把安全调度监测与生产工况调度监测多媒体系统进行联合开发，效果很好。而大平矿安全体系统进行联合开发，效果很好。而大平矿安全监测系统调度在三楼，生产调度系统在二楼，仍监测系统调度在三楼，生产调度系统在二楼，仍是两张皮。是两张皮。2222二、事故原因分析6 6、矿井开拓系统不合理。该矿属单一煤层开采，采区范围不大，应该说、矿井开拓系统不合理。该矿属单一煤层开采
22、，采区范围不大，应该说采区巷道布置简单，但是从采区巷道布置简单，但是从1616、1313、1515采区整体来看，巷道布置乱，采区整体来看，巷道布置乱，折向多，连巷多，中间不同进回风路的连巷都多于折向多，连巷多，中间不同进回风路的连巷都多于2020条（全国多煤层条（全国多煤层开拓的大采区经验数字不能超过开拓的大采区经验数字不能超过1515条），根据统计全矿井永久巷道固条），根据统计全矿井永久巷道固定风门定风门4040组组8080道，临时巷道风门道，临时巷道风门1010组组2020道，这样增加了工程量，给道，这样增加了工程量，给通风管理带来困难，给隐患增多创造了条件，说明该矿技术基础工作通风管理带
23、来困难，给隐患增多创造了条件，说明该矿技术基础工作差。差。2323二、事故原因分析7、之所以矿井没有认真按“四位一体”防突管理，主要是该矿属高瓦斯矿井，未按突出矿井进行规范。2424二、事故原因分析n n根据根据20032003年年1212月重庆分院鉴定：月重庆分院鉴定：“ “煤层瓦斯压力比较小，最大为煤层瓦斯压力比较小，最大为0.64Mpa0.64Mpa，小于其临界值，因此，根据防治煤与瓦斯突出细则第，小于其临界值，因此，根据防治煤与瓦斯突出细则第2626条判断，大平煤矿发生的动力现象不属于煤与瓦斯突出。因此目前条判断，大平煤矿发生的动力现象不属于煤与瓦斯突出。因此目前不能认定二不能认定二1
24、 1煤层为突出煤层。只开采二煤层为突出煤层。只开采二1 1煤层的大平煤矿也不能认定煤层的大平煤矿也不能认定为煤与瓦斯突出矿井。换句话说，在目前开采范围内，二为煤与瓦斯突出矿井。换句话说，在目前开采范围内，二1 1煤层为非煤层为非突出煤层，只开采二突出煤层，只开采二1 1煤层的大平矿为非突出矿井。煤层的大平矿为非突出矿井。” ”因此该矿没有按因此该矿没有按突出矿井进行管理。突出矿井进行管理。2525三、今后应采取措施n n1 1、大平矿定为突出矿井，按突出矿井进行管理。、大平矿定为突出矿井，按突出矿井进行管理。n n2 2、该矿立即成立防突科及防突队，立即配备防突人员。同时矿井必须配备一名主抓防
25、、该矿立即成立防突科及防突队，立即配备防突人员。同时矿井必须配备一名主抓防突工作的副总工程师。突工作的副总工程师。n n3 3、运输按规程规定立即更换蓄电池机车。、运输按规程规定立即更换蓄电池机车。n n4 4、进行安全调度与生产调度多媒体联合开发。、进行安全调度与生产调度多媒体联合开发。n n5 5、全矿井管理人员及技术人员立即进行防突培训。、全矿井管理人员及技术人员立即进行防突培训。2626三、今后应采取措施n n6 6、（类似大平煤矿的矿井）今后对煤的破坏类型，瓦斯、（类似大平煤矿的矿井）今后对煤的破坏类型，瓦斯放散初速度放散初速度PP，煤的坚固性系数，煤的坚固性系数f f值，瓦斯压力值
26、，瓦斯压力P P达到和接达到和接近近“ “细则细则” ”规定的数值的矿井，由矿方主管部门自动向指定规定的数值的矿井，由矿方主管部门自动向指定授权的鉴定单位提出突出矿井鉴定工作。授权的鉴定单位提出突出矿井鉴定工作。n n7 7、在专家指导下，矿井立即制作各矿瓦斯地质图。、在专家指导下，矿井立即制作各矿瓦斯地质图。2727三、今后应采取措施n n8 8、强化地质预报工作，无论煤岩巷的施工，地质人员必须提前、强化地质预报工作，无论煤岩巷的施工，地质人员必须提前1515天天提出地质报告，施工部门根据地质部门的报告编制或补充安全施工措提出地质报告，施工部门根据地质部门的报告编制或补充安全施工措施，否则不
27、准施工。施，否则不准施工。n n9 9、矿井制定事故予案的处理方案，应立即培训有关人员会操作。、矿井制定事故予案的处理方案，应立即培训有关人员会操作。n n1010、建议郑煤成立瓦斯研究所指导帮助各矿进行防突攻关。、建议郑煤成立瓦斯研究所指导帮助各矿进行防突攻关。2828三、今后应采取措施n n1111、将防突工作纳入新采区、新水平、新工作面、将防突工作纳入新采区、新水平、新工作面的正规设计程序。的正规设计程序。n n1212、建立全矿井瓦斯抽放系统及压风自救系统。、建立全矿井瓦斯抽放系统及压风自救系统。n n1313、掘进工作面建立防突风门，放炮时人员躲到、掘进工作面建立防突风门，放炮时人员躲到防突风门以外。防突风门以外。n n1414、采区必须有一条专用回风巷道，并保持畅通，、采区必须有一条专用回风巷道，并保持畅通，专用回风道不得有用电设备及人员通行。专用回风道不得有用电设备及人员通行。2929
