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汲取教训 借鉴经验
探索煤与瓦斯突出矿井安全生产的新路子
邯郸矿业集团 二○○八年十月二十日
汲取教训 借鉴经验
探索煤与瓦斯突出矿井安全生产的新路子
近年来，全国煤矿发生的多起瓦斯事故，煤与瓦斯突出事故所占的比例较大，且呈上升趋势，这有客观方面的原因也有主观方面的原因。客观上，一是：近年来，煤炭需求量增加，市场较好，煤矿企业开采强度加大，矿井延深速度加快，瓦斯、地压、水灾等各类自然灾情逐渐加重，就邯矿集团而言，2000—2007七年间，全集团公司年产量由360万t增至630万t，矿井最大开采深度由450m左右增至近800m，平均每年延深50m，瓦斯涌出量由40m/min增至70 m/min左右，产量、采深、瓦斯涌出量几乎均翻了一番。二是：自然灾害程度虽然加大，而防止瓦斯突出的技术研究却没有突破性进展，防治技术跟不上日趋严重的突出形势的发展。除客观方面的原因外，主观上，发生事故的多数矿井存在对突出事故危害程度的认识跟不上灾情的发展，采取的预防措施不能有效控制事故的发生，更多的是缺乏综合治理措施。2007年4月20日，邯矿集团陶二矿一煤巷机掘工作面发生了
33一起煤与瓦斯突出事故，突出煤炭475t，突出瓦斯6万m，11人死亡。这是我公司有史以来发生的第一次瓦斯突出，在这之前，邯矿集团7个生产矿井，其中三个是高瓦斯矿，其余为低瓦斯矿，无突出矿井。陶二矿原为低瓦斯矿，1994年升级为高瓦斯矿，该矿设计生产能力90万t，1982年投产，2005年核定生产能力150万t，当年实际生产112万t，矿井绝对瓦斯涌出量22.2m/min，相对涌出量10.4m/t，瓦斯并不大。2005年下半年，鉴于该矿采深加大，瓦斯和矿压增加明显，且附近有突出矿井，出于加强管理和预防突出事故的考虑，集团公司要求该矿在采深较大、瓦斯较高的南采区和四下采区执行“四位一体”防突措施，发生事故的2211回风巷即在之列。2211回风巷沿2#煤层走向摸顶板掘进，煤厚3—3.5m，设计为矩形断面，宽4.5m，高3m，净断面13.5m，金属锚梁网配锚索支护，瓦斯涌出量2.3m/min。该区域断层比较发育，该巷上部80m有一条落差达40—60m的大断层，在已掘进过的800多米巷道中，揭露多处0.1—3m的小断层。事故前该巷采取的主要防突措施：采用工作面打超前释放瓦斯钻孔，用钻屑指标法进行危险性预测和效果检验，因无实际考察值，突出临界值参照《防突细则》执行，即最大钻屑量Smax=6Kg/m，瓦斯解析值△h2=200 Pa。工作面设臵了避难峒、压风自救。突出前在巷道断面内打直径75mm深8m的2排8个超前释放瓦斯钻孔，效果检验为△h2=160Pa，Smax=1.3 Kg/m，均不超标，但在打顶锚杆时发生了突出，突出点标高-390m，煤层埋深530m。
根据该巷在掘进过程中巷道底鼓变形严重、平时瓦斯涌出量不足3m/min、勘察现场时发现突出后巷道两帮有内鼓变形现象、煤岩体有断裂声、突出物分选性不强等情况分析，推断该次突出以地应力为主，是一次非典型的煤与瓦斯突出。
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3“4.20”事故已经过去了一年多，经过这一时期的学习和反思，现在看该次事故的发生除与地应力大、地质构造等客观因素有密切关系外，还与缺乏经验，对突出认识不足、预见性不足、措施落实有偏差等主观因素有关系。
陶二矿全矿井瓦斯量只有20多 m/min，2211掘进面2m/min多，且煤体坚固，为Ⅰ类或Ⅱ类难破坏型，即使对突出的煤体取样分析，其坚固性系数f也在1.47以上，从这些数据看是不可能发生突出的，实际上多数人也是这样认为的，忽视了一旦地应力增大，遇地质构造，即使瓦斯不大、煤体坚固也会发生突出，缺乏必要的预见性。
该巷自开始掘进至发生突出，累计掘进880m，期间，除随巷道长度增加瓦斯量略有增加外，没有异常现象，因此认为该巷目前采取的防突措施就足以起到防止突出的作用，在生产任务紧张的情况下，产生了急躁情绪和麻痹思想，特别是在措施落实过程中，出现了因地质条件发生变化、改变排放钻孔布孔方式和检验孔深度却没有及时补充措施的情况（煤层厚由3m变为2m，钻孔设计3排12个，实际打了2排8个，检验孔要求8m实际7m），这种现象未引起各级管理人员的重视，未及时得到纠正，这虽然不是造成事故的主要原因，但说明当时对防突措施的重要性普遍存在认识不足的现象。
“4．20”事故造成了不可挽回的损失，给了我们血的教训，同时，也给了我们一些启示：
331、瓦斯防治是一项人命关天的工作，在态度上必须严谨，必须坚持实事求是、尊重科学的原则，半点侥幸和丝毫马虎都会带来严重的后果，“4.20”事故正是由于对瓦斯小、煤体坚固考虑的过多，忽视了地应力和地质构造的影响。，2、瓦斯防治必须长期保持清醒的头脑，“安全第一”的方针时刻不能忘记。
3、瓦斯含量和煤体硬度虽然是衡量突出危险性的重要指标，但不是决定因素，突出矿井必须对突出机理作深入的研究，探明引起瓦斯突出的主导因素，以便有针对性的加以防治。
矿井整改和防突对策
“4.20”事故发生后，邯矿集团从上到下，对“瓦斯不治，矿无宁日”的感受更加深刻，面对瓦斯突出这一现实，痛定思痛，对当前的防治工作进行了深刻反思，一致认为必须把瓦斯治理提到安全生产各项工作的首位；必须一丝不苟的坚持“安全第一、预防为主”的安全生产方针；必须严格落实“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字瓦斯治理方针。遵照河北省批复的“突出矿井升级整改方案和意见，在科研单位的指导下，制定了整改方案，投入3500多万元从机电设备、生产工艺、通风、运输、抽采系统等方面对矿井进行了整改。
1、健全了机构、完善了制度
集团公司和矿分别成立了专门通风和防突机构，重新修订了”一通三防”责任制度和各项管理制度。
2、借鉴经验，转变思路，确立瓦斯治理理念
“4.20”事故后为开拓思路，积极走出去，请进来，集团公司组织有关人员先后到晋城、淮北、淮南、松藻、焦作、重庆等瓦斯治理先进的单位学习调研。还聘请了多位知名专家到公司进行防突知识专题讲座，通过考察学习，不但解决了生产中遇到的许多难题，而且开阔了视野，更新了思路——即：瓦斯灾害防治必须尽快由以被动预防为主向以主动治理为主的方向转变；在防止瓦斯突技术上，必须由采取局部防突措施为主转变为以实现区域治理为主。确立了“实现区域性治理，变防突为消突”的理念。坚定了瓦斯突出事故是可以避免的信念。
3、积极与科研机构合作，开展瓦斯治理基础研究
一年多，集团公司和陶二矿先后与中国矿大、重庆抚顺两家煤科分院、河南理工大学等专业科研单位合作，完成了矿井突出危险性区域划分，井田深部瓦斯赋存规律研究，绘制出了陶二矿瓦斯地质图，对煤层参数、抽采半径、排放半径进行了测定，对突出敏感指标和临界值进行了考察和初步确定，制定了矿井深部区域治理方案，这些基础研究工作为现在和今后瓦斯治理提供了必要的科学依据。
4、调整采掘部署，为实现区域治理创造条件
进入2008年，集团公司对陶二矿的生产任务和生产布局作了全面调整，将该矿产量由120万压减到100万t，以促使其将精力投入到防突工作中，制定了矿井生产地区在未来2—3年内暂不向深部延深、以开采始突标高以上遗留的边角煤、残采煤柱和突出威胁区为主的开采方案，利用这2—3年的时间，实施矿井防突工程，开采1#保护煤层，至2011年开采深部2#煤层实现区域治理。
5、加大抽采力度
树立了“风排治标，抽放治本”的瓦斯治理理念，切实贯彻落实“先抽后采”的方针，把抽采作为治理瓦斯防止突出的主要技术措施。陶二矿原有一套井下抽放系统，2008年又增加一套，抽放能力达80 m/min，地面永久抽放系统已经建设投入使用。为提高本煤层抽放效果，投入870多万元为陶二矿购臵了4台德国钻机，使本煤层打钻长度由20m提高到50多m。抽放方法有：回采面采空区抽、上隅角抽、采前预抽、边采边抽、高位钻孔抽，掘进工作面边掘边抽、长短钻孔联合抽等多种。针对采煤工作面上隅角瓦斯时有超限的现象，2008年在所有高瓦斯采面全面推广高位钻孔抽放技术，并采取措施对该技术进行了优化。矿井抽采率达27%，采煤工作面抽采率达50%以上，通过强化抽采，采掘工作面瓦斯浓度显著降低，上隅角超限次数大幅下降。
6、对局部防突措施进行完善
增加了煤巷掘进工作面措施钻孔的数量、孔径，布孔数由每平方1个增加到每平方2—3个，孔径由75mm增加到89mm，钻孔控制范围由巷道轮廓线外3m扩展到5—8m。
加强地质探查工作。采掘工作面遇地质构造时及时制定补充3措施，严格落实“五位一体”过构造管理措施，即：技术部门加强地质预测预报；防突部门或生产部门在打钻过程中发现异常及时汇报；掘进作业时发现地质、矿压、瓦斯异常等立即停止工作；通风部门保证瓦斯超限时能自动对掘进工作面断电；瓦斯员发现瓦斯异常，立即撤人。
加强对石门揭煤、远距离放炮等重要环节的管理，石煤揭煤设计、措施必须经集团公司会审。石煤揭煤施工穿层钻孔进行预抽，必须对预抽效果进行检验。
压风自救、反向风门、远距离放炮、隔离自救器等安全防护设施的安装、使用、管理、维护执行到位。
7、强化防突措施在现场的落实
集团公司和矿分别制定了各级人员和部门的防突责任，建立了各司其职、分头把关，逐级负责的工作制度。集团公司每月初组织一次拉网式安全大检查，矿每旬组织一次安全检查，公司安监部每月组织一次安全检查，通风部每季至少组织一次“一通三防”专项检查，做到安全检查不断线，公司和矿组织的每次安全检查都把落实防突措施情况列为主要检查内容。在实际作业过程中，严把措施钻孔施工关、效果检验关、循环进度控制关。
8、积极开展有针对性的试验研究
针对地应力对突出影响较大的现实，为消除地应力，在突出危险区的采煤工作面，试验了长孔和浅孔高压注水。长孔注水即利用衰减后的预抽瓦斯钻孔，向煤体压注高压水，压力8—12MP，至水从煤壁渗出，使煤体弹性减小塑性增加，透气性增加，2211面采用高压注水，当注水压力达10 MP左右时，煤体发生断裂声响，地应力得到释放。浅孔注水即利用工作面预测和超前排放钻孔（孔深8米），向工作面煤体压注高压水2—3h（8 MP）。短孔注水不但降尘效果显著，经化验，注水前割煤时工作面全尘10mgm3，注水后降到3.81mgm3；同时对释放煤体中的瓦斯也有明显作用，高压水将煤体中的瓦斯挤出，加快了瓦斯释放速度，增加了释放效果，经对2211采面割煤班实测，注水后比注水前吨煤瓦斯涌出量减少0.51m。试验证明：煤体注水对减小瓦斯和消除地应力能起到较好作用。
邯矿集团在防治瓦斯突出方面，起步较晚，一年多时间里，认真总结吸取“4.20”事故教训，积极贯彻落实国家和上级部门关于煤矿安全生产和瓦斯治理的各项规定，转变观念，理顺工作思路，依靠科技，加大投入，坚持“管理、装备、培训”并重原则，加强基础工作，使瓦斯综合治理工作有序开展，取得了一定成效，实现了安全生产一周年。8
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