煤与瓦斯突出事故分析与对策

程 磊，李自松

（河南理工大学，河南 焦作 454000）

2010年6月13日，平煤十三矿施工的己15－17－11111机巷低位抽放巷过煤工作面发生一起较大煤与瓦斯突出事故，突出煤量1 133 t，突出瓦斯量27.2万m3，导致8名矿工遇难。

1 矿井基本情况

十三矿位于平顶山市东北17 km的襄、郏两县交界处。于2002年5月投产，服务年限为74.6 a。该矿井采用分区抽出式通风方式，每个采区都布置有专用回风巷。2009年，全矿井瓦斯绝对涌出量39.55 m3/min，二氧化碳绝对涌出量13.38 m3/min；全矿井瓦斯相对涌出量14.23 m3/t，二氧化碳相对涌出量4.81 m3/t。

2 事故经过及抢险救援

2.1 事故经过

2010年6月13日早上，井下工作人员开始打最后一个措施孔第15号钻孔。打钻过程中通过监测瓦斯探头显示瓦斯浓度为0.18%左右，打到14 m深时，瓦斯浓度变化幅度不大，浓度为0.2%。约10∶30左右，第11根钻杆打到约16 m左右时，发生喷孔现象，煤和瓦斯从钻杆后喷出。工人发现突出预兆后，立即撤离工作面，随后发生了煤与瓦斯突出事故。

2.2 抢险救援过程

事故发生后，相关领导立即启动了煤与瓦斯突出的抢险应急救援预案并成立应急救援指挥部的命令，组织救援力量，全力以赴地开展抢险救援工作。并指示井下生产单位全部停产。经救援，有21人安全升井，发现5名遇难人员，3人下落不明。该事故造成8人死亡，直接经济损失354.63万元，是一起较大煤与瓦斯突出事故。据突出煤堆积和己一采区总回风瓦斯传感器数据计算，突出煤量为1 133 t，突出瓦斯量27.2万m3，为特大型煤与瓦斯突出。

3 事故原因分析

经分析，造成此次特大型煤与瓦斯突出的原因是：己15－17－11111机巷高抽巷所揭己15－17煤层煤与瓦斯突出危险性严重，在高瓦斯区和高构造应力区施工局部防突措施孔时诱导了煤与瓦斯突出。

3.1 事故直接原因

3.1.1 揭煤地点具有严重瓦斯突出危险性

2002年3月12日，同属己一采区且毗邻己15－17－11111机巷高抽巷揭煤地点的11090工作面，在切眼掘进时曾发生一起瓦斯突出事故，突出煤量195 t，涌出瓦斯3 840 m3。根据煤炭科学研究总院抚顺分院提交的《己一采区瓦斯突出危险性区域预测》，己15－17－11111机巷高抽巷揭己15－17煤地点处于瓦斯突出危险区，具有瓦斯突出危险性。

3.1.2 揭煤工作面前方400 m处存在断裂构造，揭煤区域存在异常高构造应力区

根据对十三矿地应力的测定研究，与瓦斯突出事故地点邻近的11091回风巷488 m垂深处最大水平构造应力为11.92 MPa。揭煤地点的标高－525 m，垂深609 m，推测其构造应力可能更高，说明揭煤地点附近区域存在异常高构造应力区域。

据矿井二维地震勘探成果，己15－17－11111机巷高抽巷揭煤工作面前方约400 m处，存在一条方位角77 °、落差24 m的F17断层。F17断层及其次生小断层的构造应力，增加了揭煤区域煤体的破坏程度和应力集中程度。

3.1.3 打钻作业诱导煤与瓦斯突出

在施工最后一轮局部防突措施孔的最后一个孔（15号）时，出现喷孔现象，并伴有煤炮声，2～3 min后发生了煤与瓦斯突出。工作面瓦斯传感器显示，工作面瓦斯浓度从10时30分49秒的0.19 %上升到10时32分05秒的0.54 %，然后在10时32分18秒回落到正常。随后，发生了瓦斯突出。从突出预兆到突出发生，间隔大约2分6秒。局部防突措施孔的施工，虽然使工作面应力集中带前移，但造成了揭煤工作面前方煤体的强度降低，打钻过程发生的喷孔，破坏了揭煤工作面前方煤体应力平衡，诱导了揭煤工作面的煤与瓦斯突出。

3.2 事故间接原因

3.2.1 煤层透气性低，预抽瓦斯区域防突措施未能整体消除揭煤地点的瓦斯突出危险性

己15－17－11111采取了穿层钻孔预抽揭煤区域煤层瓦斯的区域防突措施，对穿层钻孔进行了瓦斯预抽，共抽采纯瓦斯22 320 m3。按计算，揭煤区域平均瓦斯抽采率远小于20%；区域预抽后，揭煤区域的平均残存瓦斯含量还高于临界值8.0 m3/t。考虑到下向钻孔孔底积水对瓦斯抽采效果的影响和瓦斯抽采效果沿钻孔长度下降的特征，穿层钻孔终孔段控制区域的煤体残余瓦斯含量比揭煤区域的平均残存瓦斯含量还高。钻孔终孔段控制区域的煤体仍然具有瓦斯突出危险性。

3.2.2 下向长钻孔孔口采集钻屑，检验指标△h2测值偏小，不能真实反映揭煤区域区域防突效果

由于检验钻孔较长且多为下向钻孔，因此很难避免与预抽钻孔靠近或交叉，采用孔口采集钻屑的方式收集试样，不能实现定点取样，混样现象严重，取样时间无法准确确定，钻屑瓦斯解吸指标△h2测值往往严重偏小。

己15－17－11111机巷高抽巷揭煤工作面采取穿层钻孔预抽瓦斯区域防突措施后，虽然效果检验测得的钻屑瓦斯解吸指标△h2最大值只有 80 Pa，并没有真实反映揭煤区域的区域防突效果。

4 防治瓦斯突出措施建议

（1）加强瓦斯地质工作，超前探测工作面地质构造和煤层变化情况，足量测定煤层瓦斯含量和压力，编制工作面瓦斯地质图，准确评价和认识工作面突出危险性。

（2）加强工作面瓦斯基础参数（煤层透气性系数、抽放半径、衰减系数）的测定工作，结合工作面瓦斯地质图，合理布置抽放钻孔，保证抽放效果。采用大流量、低负压泵分源抽放，严格封孔措施，严格检验钻孔长度，避免参差不齐，提高抽放措施效果。

（3）强化防突效果检验工作，对局部综合防突措施的工作面突出危险性预测和效果检验应按要求采用钻屑指标法或复合指标法，保障效果检验结果的真实、可靠。

（4）合理安装工作面瓦斯抽放计量装置，准确计算预期抽放量，准确评价区域和局部预抽煤层瓦斯防突效果。

（5）根据矿井实际条件和本次突出的实际，合理设计避难硐室的位置和间距。加强安全防护工作，做到瓦斯专用回风巷专用，避灾路线明确，标示明显。

（6）穿煤掘进过程，应采取切实可行的措施，加强前探支护和特殊支护。

（7）加强职工培训工作，确保职工掌握突出基本知识和前兆规律，胜任工作岗位，能采取正确的个人安全防护。