2011_2013年4起典型冲击地压事故分析_杜学领

2． College of Civil and Enviroment Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China) Abstract: In order to enhance the ability of handling rock burst accidents in China，4 examples happened from 2011 to 2013 were used to analyze the features and reasons of rock burst accident，and we also rethought the problems our accidents assistance facing now． Studies show that rock burst accidents often happened in the night and at advancing roadway where the coal is relatively deep in the underground and the geological conditions are complicated，and the accidents could cause workers badly injured and property greatly lost． Bursting tendency of coal and rock is the essential factor that causes the occurrence of rock burst，and complicated geological conditions would accelerate the disaster． Lack of protecting measures and supervisions are the important reasons which are responsible for the death of workers． In case of rock burst developing into a fatal disaster，it is suggested that the accident report process should be simplified，the global supervision system and emergency refuge system should be built． Meanwhile，workers should have the safety consciousness and the ability of rescue themselves to increase their survival rate． Key words: typical accident; coal mine safety; rock burst; mining accident; accidents analysis
DU Xueling1 ，YAO Wang2 ，LI Yang1 ( 1． School of Ｒesources ＆ Safety Engineering，China University of Mining ＆ Technology ( Beijing) ，Beijing 100083，China;
冲击地压是影响煤矿安全生产的主要灾害之 一，具有宏观来压前兆不明显、突发发生、破坏性大 等特点［1］。国内外学者对冲击地压的发生机理、预 测预报、防治技术等进行了多方面的研究，并取得一 些成果［2 － 3］。近年来，随着煤矿开采装备技术水平 的不断提高，我国煤矿冲击地压事故的数量总体上 呈下降趋势，很多具有冲击危险的矿井利用微震、电 磁辐射、声发射等监测手段有效预报了冲击地压的 发生，并利用煤层注水、断顶泄压等方法极大降低了
·183·
第 46 卷 第 1 期 2015 年 1 月
Safety in Coal Mines
Vol． 46 No． 1 Jan． 2015
典型性的冲击地压事故，因此，结合这 4 起事故，分 析致死性冲击地压的特点，反思事故的教训。
1 4 起冲击地压事故特点
1） 煤层埋藏相对较深，地质条件复杂。这 4 起 事故中峻德煤矿煤层埋深最浅为 583． 6 m，其余 3 个矿井采深均在 800 ～ 900 m 左右，煤层埋藏相对较 深。且峻德煤矿水、火、瓦斯、煤尘及冲击地压等灾 害严重； 五龙煤矿为高瓦斯矿井； 朝阳煤矿为低瓦 斯、煤尘有爆炸危险性矿井； 千秋煤矿为低瓦斯、煤 尘具有爆炸危险性、煤层易自然发火、冲击地压严重 的矿井。除瓦斯煤尘外，部分矿井工作面附近还存 在较大断层，或顶板存在巨厚坚硬砾岩，地质条件比 较复杂。
3） 无明显地域特点，夜间事故多发。4 起事故 分别发生在黑龙江、辽宁、山东、河南，在地域上无明 显聚集分布特征。季节上分别发生于春、冬、秋、秋， 季节特征不明显。具体事故时间分别发生于 5∶ 20、 22∶ 30、5∶ 00、19∶ 18，其中大部分为夜间发生。
4） 人员伤亡和财产损失严重。4 起冲击地压事 故造成人员伤亡和财产损失严重，见表 1。
2） 复杂的地质条件是发生冲击地压的诱发因 素。 复 杂 的 地 质 条 件 包 括 断 层、坚 硬 顶 板、构 造 区 等，在复杂地质区域，容易发生应力集中，诱发冲击 地压。调查显示，峻德煤矿冲击地压的发生是在地 应力和采动应力共同作用下，引起工作面周围煤岩 体弹性变形能聚积并瞬间释放，且事故前矿区附近 2． 4 级 地 震 对 冲 击 地 压 有 诱 发 作 用； 五 龙 煤 矿 3431B 运输顺槽掘进工作面接近地质构造区，且受 上部煤层放顶煤工作面采空区周边应力集中区影响 发生冲击地压； 朝阳煤矿 3112 材料道埋深为 881 ～ 910 m，处于三面采空及断层切割范围内，顶板及高 位顶板具有坚硬厚层砂砾岩，易于高能量弹性能积 聚，且 3112 采煤工作面形成孤岛工作面，这些人为 或自然存在的地质条件都促进了冲击地压的发生； 千秋煤矿煤层顶板为巨厚砂砾岩（ 380 ～ 600 m） ，事 故区域存在落差达 50 ～ 500 m 的 F16 逆断层，地层局 部直立或倒转，构造应力极大，煤层开采后，上覆砾 岩层诱发下伏 F16 逆断层活化，瞬间诱发井下能量巨 大的冲击地压事故。
表 1 致死性冲击地压事故造成的损失
事故矿 峻德矿 五龙矿 朝阳矿 千秋矿
直接经济损失 /万元 663． 59 700 1040 2748． 48
死亡数 5 8 6 10
受伤数
2 64
2 4 起冲击地压事故原因分析
1） 煤岩体具有冲击倾向性是发生冲击地压的 ·184·
根本原因。冲击倾向性是指煤岩体具有积聚变形能 并能产生冲击式破坏的性质。这种固有属性，决定 了煤岩体产生冲击地压的能力。调查显示，峻德煤 矿 17 号煤层具有弱冲击倾向性，煤层顶板岩石具有 强冲击倾向性； 五龙煤矿事故区域应当划分而没划 分为冲击地压危险区域； 朝阳煤矿 3112 材料道煤层 和顶板具有冲击倾向性； 千秋煤矿冲击地压发生区 域为强冲击地压危险区域。由于煤岩体本身具有冲 击倾向性，在开采扰动或特殊地质条件下，就容易引 发冲击地压。
3） 防冲措施不到位、监管乏力、开采设计不合 理是造成人员伤亡的重要原因。在开采有冲击倾向 性煤层时，一般需要制定并严格执行防冲措施。实 践表明，在有冲击危险性的区域，同样能实现安全开 采。但这 4 起事故中，峻德煤矿在事故前曾先后 4 次发生冲击地压现象，但没有认真执行防冲钻孔施 工措施，在机道施工的防冲扇形顶板预裂爆破钻孔 数量、以及部分钻孔深度未达到设计规定，对煤层进 行注水软化钻孔超前工作面距离也未达到设计要 求，矿区领 导 缺 乏 对 冲 击 地 压 的 足 够 重 视，监 管 乏 力。五龙煤矿对冲击地压危险区域划分错误，在发 现帮顶、围岩状态发生变化时，没有及时采取有效措 施，违反作业规程施工。朝阳煤矿没有委托有冲击 倾向性鉴定资质的单位进行冲击倾向性鉴定，防冲 机构不完善，人员配备不足，停工复产后防冲检测及
第 46 卷 第 1 期 2015 年 1 月
Safety in Coal Mines
DOI： 10． 13347 / j． cnki． mkaq． 2015． 01． 053
Vol． 46 No． 1 Jan． 2015
2011 － 2013 年 4 起典型冲击地
第 46 卷 第 1 期 2015 年 1 月
Safety in Coal Mines
( 1． 中国矿业大学( 北京) 资源与安全工程学院，北京 100083; 2． 北京科技大学 土木与环境工程学院，北京 100083)
摘 要：为提高我国应对冲击地压事故的能力，结合 2011 － 2013 年 4 起冲击地压事故，分析典型
冲击地压事故的特点、原因，反思救援存在的问题。分析认为冲击地压事故多发生在煤层埋藏较
的安全意识和自救能力，以提高被困人员的存活率。
关键词：典型事故; 煤矿安全; 冲击地压; 开采事故; 事故分析
中图分类号：TD324
文献标志码：A
文章编号：1003 － 496X( 2015) 01 － 0183 － 03
Analysis of 4 Typical Ｒock Burst Accidents from 2011 to 2013 in China
2） 冲击破坏 严 重，掘 进 巷 道 事 故 数 量 相 对 较 多。峻德煤矿综采工作面发生冲击地压，造成工作 面上、下出口硬帮侧全部合严； 五龙煤矿 3431B 掘 进工作面发生冲击地压，造成工作面迎头 50 m 范围 内煤壁发生位移、风筒断裂、巷道严重变形，并伴随 大量瓦斯涌出； 朝阳煤矿冲击地压事故发生于 3112 材料道综掘面，造成巷道闭合，支护失效； 千秋煤矿 冲击地压事故发生于 21221 下巷掘进工作面，造成 巷道内 380 m 以里变形严重、人员无法出入、风筒部 分脱落、煤尘增大、能见度迅速降低。可见，冲击地 压造成巷道 闭 合、通 风 条 件 恶 化，增 加 了 救 援 的 难 度。4 起事故中除峻德煤矿冲击地压发生在综采工 作面外，其余 3 起均发生在掘进巷道，掘进巷道事故 数量相对较多。