煤矿水害事故救援能力发展过程及主要影响因素分析

丁发超

摘 要：为提升煤矿水害事故救援能力，快速集结救援力量，控制受灾范围，抢救被困人员，有效处置煤矿水害事故。通过分析贵州省煤矿生产条件、水害类型及事故特点、救援能力发展过程，探索出影响煤矿水害事故救援能力提升的主要因素，提出了今后改进方向，为进一步提升水害事故救援能力提供参考与借鉴。

关键词：煤矿水害；救援能力；发展过程；影响因素

中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）16-0205-03

贵州是我国南方最大的产煤省份，有“西南煤海”之称，煤炭资源储量居全国第5位[1]，探明煤炭资源2588亿吨，保有储量589.16亿吨，近年生产能力1.5亿吨左右。煤层赋存条件复杂，断层多，属典型的卡斯特地貌，黔北煤田和黔东煤田等受岩溶水威胁较大的地区[2]，无证煤矿和有证小型煤矿的关闭退出，废弃的井巷及采空区积存大量老空水，水害类型主要有地表水、老空水、岩溶水、断层水、勘探钻孔水等。复杂和极复杂煤矿是全国最多的省份，在全国905处水文地质类型复杂和极复杂煤矿中，贵州省有112处，占全国12.04%[3]。05-16年发生水害事故103起，死亡325人，占总起数和死亡人数的4.6%和9.7%，其中：老空水事故起数和死亡人数分别占水害事故的98%、90%；岩溶水和地表水灌入井下导致的事故时有发生；水害事故基本发生在30万t以下小井；较大水害事故居瓦斯事故之后排二位；随着开采深度的增加，水害威胁将更加严重。水害事故发生后，大量积水淹没井下巷道，系统遭到破坏，井巷垮塌、人员被困，救援要求紧，救援难度大，救援时间长。

1 煤矿水害事故救援能力分析

煤矿水害事故救援能力是煤矿发生透水事故后，煤矿企业和各级政府救援机制运行，应急响应速度，救援物资和救援力量集结，实施救援行为的有效性体现。

根据贵州省煤矿开采水平及水害事故救援状况，大致可将水害事故救援能力发展分为三个阶段。

1.1 救援能力弱阶段

05年前，救援体制机制尚未形成，救援只是发生事故后采取的临时性紧急措施，救援能力弱。主要体现：煤矿规模小，无供电系统或供电系统容量小，排水系统能力弱；十多支矿山救护队没有水害救援能力；无应急排水准备；受供电、井口断面等条件限制，调集的水泵多数无法投入使用；没有专业的排水救援队伍，设备安设速度慢，运行经常出问题；多数突水量或补给水稍大的水害事故最终只能无奈的放弃救援。

在04年思南县天池煤矿“12.12”岩溶水害事故36人被困救援中，矿井涌水量约110m3/h，煤矿安設6台小型潜水泵、指挥部从都匀水泵厂调运6台水泵安设三趟排水系统，形成90m3/h排水能力，水位仍在上涨，从四川省煤矿抢险排水站调运2台150m3/h大流量的窝壳泵后，经32天全力救援，救出21名遇难矿工遗体，15名矿工仍未救出。本次事故救援，充分暴露贵州省煤矿水害事故救援装备和物资保障能力极为薄弱的状况，省委省政府高度重视，决定启动应急排水装备的储备工作。

1.2 救援能力提高阶段

06-10年，经各级政府及有关部门共同努力，煤矿水害事故救援能力得到提高。主要体现：以人为本，安全施救理念逐步形成；出台《突发事件应对法》等法律法规，省、市、重点产煤县安全监管部门设立应急救援机构；建立横向到边纵向到底应急预案体系；按照“统一领导、分级负责、条块结合、属地为主”的原则，形成响应快速，组织有力，各方联动的应急救援机制；矿山救护队达36支，救护队能力大幅提高；05年、07年、08年省财政投入400万元、1030万元、1000万元购置了QXN100-66-30、BQS100-100-55KWY、Q550-225/6-560/W-GS、BQS-200-120-140潜水泵、DN200X6000玻璃钢排水管、DN100消防水龙带等装备，储备在11处物资储备点；投入1900万元依托林东救护大队建设省级应急救援基地，并成立“林东救护大队抢险排水特勤中队”，配备专职指战员14人；煤矿企业排水、供电能力明显增强，每处煤矿至少安设一趟DN150排水管，相当一部分煤矿储备流量50-100m3/h、扬程50-100m潜水泵，部分水文类型复杂以上煤矿配备流量200-300m3/h，扬程150-300m的应急排水系统。形成了以省级应急救援基地为中心，10处储备点为重点，煤矿企业为补充的煤矿水害救援力量快速投入体系，在煤矿水害事故多发时期，水害事故基本得到成功处置。

在09年晴隆县新桥煤矿“6.17”透水事故16人被困救援中，政府及有关部门响应及时，在救援时间远远超过“生命极限指标”情况下，仍然不抛弃、不放弃，想尽千方百计、调动一切资源、克服一切困难，争分夺秒，全力以赴组织抢救，先后调集BQ（W）100-108/3-45、QXN100-66-30等水泵30余台，DN200X6000矿用轻型玻璃钢排水管、DN100型消防水龙带等排水管2000多米，MYP3×50+1×16电缆2000多米，开关若干投入救援。克服巷道断面小，电网停电16次、下暴雨22次等重重困难，经过25天奋力施救，被困604小时的3名矿工成功获救生还，创造了中国煤矿救援史上的又一奇迹。

1.3 救援能力增强阶段

2011年后，应急处置能力是国家治理能力的重要组成部分的论断，把应急救援工作提到新的高度，水害事故救援能力全面增强，主要体现：生命至上，科学施救理念深入人心；《安全生产法》等法律法规修改大幅增加应急救援内容；应急预案进一步优化，针对性、适用性、可操作性得到增强；领导赶赴现场、指挥部成立、指挥长及相应的职责、现场处置措施等更明确、更具体，事故救援机制更加完善，响应更迅速，组织更得力；部分私营煤炭公司组建了救护队，救护队最多时达56支，救护指战员2500余名，黔西南州救护队等10余支救护队根据服务的煤矿水害情况配备了相应排水装备；11年、12年省财政投入500万元、1000万元购置BQW100-136-75、BQS200-200/2-200/N潜水泵、PE100排水管、DN100-150×6000高压钢丝编织软管（带K型）等排水物资；连续多年组织救护大队进行排水演练，提高对潜水泵和排水管的熟练操作程度；企业安全生产责任体系进一步落实，煤炭公司、煤矿建立应急救援机构，配备专兼职应急管理人员，应急培训、应急演练得到加强，从业人员应急知识大幅提高，随着煤矿机械化、自动化、智能化的推进，煤矿供电、排水保障能力增强，水文地质条件复杂和极复杂的30余处新投产煤矿配备了流量200-400m3/h，管径200-300m的潜水泵应急排水系统。

此期发生的13起水害事故得到快速、有效的处置，并在13年瓮安运达煤矿“4.5”水害事故9人被困救援中，经58小时奋战，成功救出3人生还，在16年水城县弘财煤矿”7.3“水害事故6人被困救援中，经38小时奋战，成功救出3人生还。

2 煤礦水害事故救援能力的主要影响因素

通过分析，影响煤矿水害事故救援能力的因素有应急救援理念、应急机构及人员配备、应急响应及救援机制、排水装备、矿山救护队伍救援能力、煤矿企业供电排水系统等方方面面，但主要影响是排水装备、救援队伍能力和科学救援等技术性因素。

2.1 排水装备是基础

2.1.1 配备潜水泵和排水管等排水装备

05-12年，省财政共投入3930万元，购置各类型潜水泵204台、排水管35385m、电缆24500m、开关启动器185台、排水装备车10台等。应急排水装备的配备，为水害事故救援能力的形成、提高、增强打下了坚实基础。

2.1.2 改进潜水泵和排水管

水害事故救援中，排水装备暴露的主要问题：一是巷道条件差，大型排水装备入井、安装、移泵困难；二是开采深度加大，超过小型潜水泵单台扬程；三是部分矿井水质酸性大；四是排水管用法兰盘联结，安设困难；五是潜水泵一次入水垂深小，移泵频繁，严重影响排水进度；六是排水巷道存在杂物或垮塌，需边清理边移泵。根据贵州实际，提出改进潜水泵和排水管的具体技术要求，经与潜水泵生产企业合作，12年生产了改进后的潜水泵、高压钢丝编织软管（带K型），其主要特点：一是潜水泵可以水平、倾斜和竖直安装使用；二是具备排沙、耐磨、泵体强度高等安全技术性能；三是潜水泵与电动机采用同轴传动方式，泵体及主要零部件（叶轮、导叶、导流壳等）材质能适应PH=3～10的酸性矿井水；四是潜水泵配套电动机为干式防爆电机，串联使用时不用先注水；五是潜水泵为顶部轴向出水，底部吸水，吸水端可拆卸，有可连接水管的吸水底盖，吸水底盖与排水管相连后，进而连接到另一台潜水泵的出水端；六是潜水泵电动机的引出电缆满足380V/660V或者660V/1140V两种电压等级，自带电缆加长至30m，可减少移泵次数；七是高压钢丝编织软管两端带高效密封快速接头，装拆方便，适应起伏转弯巷道，转弯时有效断面变化小；八是潜水泵和排水管同比体积小、重量轻、质量可靠，经久耐用。如图1所示：

改进后的潜水泵和排水管，在云南下海子煤矿等多起省内外较大水害事故救援中发挥了重要作用，得到国家应急救援中心及省政府领导的充分肯定。

2.2 救护队水害救援能力是保障

按照情景贴近实际、方案计算精准、操作快速有序、点评不留情面的总体要求，连续多年组织八支救护大队到省级救援基地进行排水演练，救护队水害事故救援能力增强。每支参演队伍模拟实战设置演练情景，抽签后1号队演练，采用2号队的演练情景、事故矿井基本参数及人员存在条件等，设计最佳排水系统、需要的潜水泵、电缆及排水管型号、数量、排水装备调运等演练方案，按照方案进行演练操作，3号队对演练情景、演练方案设计、实际操作进行全面点评，其余依次类推。通过演练，各救护大队熟练掌握排水设备的调运、安装等操作方法；形成了单台潜水泵排水、两台潜水泵串联排水、两台潜水泵并联排水、一台或二台喂水泵向主潜水泵供水排水、同一巷道安设二套潜水泵排水系统等多种组合排水方式。如图2、3所示。

针对影响现场排水进度的架子车与煤矿绞车联结、不同直径两通及三通水管变头等影响安设速度问题，不断改进并加工足够数量的非标件，平时做好充分准备。

2.3 精准判断、科学施救是关键

平时在应急平台上存储应急救援专家库，煤矿开拓方式、开采垂深、正常涌水量、最大涌水量、水泵能力、排水管管径及趟数、水质等水害救援参数。发生透水事故后，受召请救护队通过询问事故情况和存储的救援参数，及时计算并调集相应的排水装备赶赴现场。充分发挥煤矿管理人员、工程技术人员、工人及从事故现场逃出人员、应急救援专家的作用，迅速收集查阅相关图纸资料，了解和分析水源、突水点、水质、涌水量、突水后水位标高、水泵房受威胁情况、影响范围、事故前人员分布、矿井具有生存条件的地点及其进人的通道及所在地点的空间、氧气、瓦斯浓度、救出被困人员所需的大致时间等确定救援方案。水害威胁水泵安全且水位不断上升，首先要采取措施全力保护水泵安全；老空水若呈强酸性，要调集耐酸泵；地表水，首先切截断流入矿井的水源，同时安装水泵进行排水；底板岩溶水，应进行注骨料、注浆堵水，切断突水通道或隔离突水水源，适时开展排水；有条件时，可在井下积水最深的地点对应地面位置打大孔径钻孔装泵进行排水，或在相邻沟通的矿井、废弃井筒装泵排水[4]。对井下有被困人员，可考虑施工地面救生孔和井下打钻或掘小巷，给被困人员输送食物和氧气或直接将其救出。如果被困人员低于透水后水位时，则禁止打钻，防止沟通上部积水和泄压破坏矿工生存的空气柱。如图4所示：

16年7月3日4时，水城县弘财煤矿1301掘进回风巷发生水害事故，6人被困，透水量约5412m3，弘财煤矿、当地政府及有关部门立即启动预案，组织安设三趟BQW100/25排水泵与DN80钢管排水，由于水泵故障频发，钢管采用法兰盘联结，平均排水能力仅100m3/h左右，排水进度缓慢，贵州煤监局领导到达事故现场后，认真查看图纸，详细询问煤矿有关人员，发现1301回风巷内有一段起伏不平，两端最低点顶板标高为+1866.914m、+1866.216m，中间最高点标高+1867.872m，最高点与右最低点相差0.958m，此处可能形成气泡，被困人员有进入气泡生存的可能。按O2、CO2消耗估算，6人进入气泡生存的最短时间49h，同时，还应考虑有毒有害气体涌出、食物断绝等多方面因素确定救援时间。

判断有人生存的可能后，救援紧迫性突显出来，指挥部立即调整方案，迅速从省级救援基地调集流量200m3/h潜水泵和DN150快速接头钢丝编织带软管等前往支援，迅速形成200m3/h的排水能力。经过38小时全力抢救，成功救出拱背气泡内3名被困人员生还，再次创造了救援史上的奇迹。

3 改进方向

（1）研发新排水装备。研制新材料、新工艺，生产高扬程、大流量、体积小重量轻、入水深的潜水泵、电缆、接线盒和高压大直径快速接头排水软管等配套设备。（2）储备新排水装备。储备300-500m3/h流量，扬程250-500m的潜水泵，直径DN200-350排水软管，用于静态水救援，储备流量500-1000m3/h，扬程300-500m深水潜水泵，用于救援和拦截下水平岩溶水，并配备救生钻机、注浆堵水等装备。水文地质条件复杂以上煤矿，井底车场或井下中央泵房附近应安装配备能够抵御灾害水量的潜水泵排水系统[2]。（3）建立经费保障制度。把储备排水装备基地从事排水的救护人员工资、维护保养、演习演练费用纳入财政预算，充分体现储备排水装备救援水害事故的公益性，克服重配备，轻保养思想，确保装备处于完好状态。（4）建立地下排水演练系统。定期组织受水害威胁的煤矿、救援队，开展水害事故应急救援排水知识培训、交流与演练，确保队伍的战斗力和装备安全可靠[5]。（5）完善应急救援平台、安全云功能，及时更新