立井井筒美与瓦斯突出事故的处理.pdf

立井井筒煤与瓦斯突出事故的处理 张五一 淮南矿业集团 望峰岗矿井建设项目部,安徽 淮南232001 摘 要立井井筒在施工过程中发生煤与瓦斯突出,具有危险性大、 井筒内高浓度瓦斯难以处理、 处 理时间长等特点。介绍了望峰岗矿主井井筒揭煤期间发生的煤与瓦斯突出事故、 事故的抢险程序及方 案,具体的实施措施、 处理事故中遇到的难题,以及对发生事故的反思。此次事故的安全、 快速的抢险方 案对处理立井井筒煤与瓦斯突出事故具有一定的参考价值。 关键词立井;煤与瓦斯突出;抢险处理 中图分类号TD713 文献标识码C 文章编号1008 - 4495200702 - 0052 - 02 收稿日期2006 - 04 - 21;2006 - 09 - 05修回 作者简介张五一1971 , 男,从事矿井现场技术管理 工作。 2006年1月5日,望峰岗矿主井井筒揭煤期间 发生了煤与瓦斯突出事故。事故主井净直径7.6 m , 井口标高 27.5 m ,设计深度987. 5 m ,突出时井筒 炮掘深度- 928 m。向井下供风的风筒在井口拐弯 处破裂,井盖门被冲开,有气体向上冲出,地面井口 瓦斯浓度达45 。 突出事故发生时,井筒正在实施揭C13煤层,且 已全断面揭开煤层3 m ,在炮后45 h井筒排煤矸 石。根据前探孔资料,所揭煤层走向330 、 倾向60 、 煤层倾角19,煤厚5. 8 m ,井筒揭C13煤深度为 - 924.1 m ,煤层突出危险性指标K值为34.48 ,揭煤 区域无地质构造。距C13煤层顶板法距5 m处采用 2台SGZ-ⅢA型钻机施工卸压排放消突钻孔,钻孔 共135个。控制范围为C13煤底板井筒周界外 5.4 m ,穿透C13煤至底板0. 5 m ,钻孔终孔间距均 ≤2 m ,钻孔直径为94 mm。 主井为独眼井,井口周围有建筑物,井下与周围巷 道不相通,距突出点最近的巷道为- 867 m转载胶带机 巷,与主井- 867 m装载硐室已施工间距17 m。 井筒内及井口瓦斯浓度极高,且不稳定,地面 绞车提升系统不能使用,救援人员无法进入井筒, 井筒内风筒的损坏状况及灾情无法探明。 井筒内高 浓度瓦斯难以排放,井口周围和井筒内高浓度的瓦 斯若遇火源会发生燃烧、 爆炸,灾害面积广,危险性 极大。 1 抢险程序及方案 1 切断主井井口附近所有电源,杜绝火源;在事 故井周围50 m范围内设置警戒,关闭其他所有地点 的压风,保持事故井筒内压风正常供风。 2 采取各种手段和井下取得联系,探寻有无生 还人员。 3 在井口周围和井口以下设置瓦斯传感器,监 测井口周围及井内瓦斯浓度。 4 恢复主井井口局部通风机和风筒,向井筒内 供风,在可控范围内排放井筒内瓦斯。 5 利用- 867 m转载胶带机巷掘进巷道贯通主 井装载硐室,作为事故抢险通道和处理瓦斯通道。 探明灾区人员及灾情,缩短瓦斯排放时间。 6 抢险通道贯通后,停止主井井口局部通风机 供风,由- 820 m巷道及- 867 m转载胶带机巷的局 部通风机向主井供风,利用地面风井负压系统和 - 820 m巷道局部通风机风压排放主井井筒内瓦斯。 7 井筒内瓦斯降至安全浓度后,由矿山救护队 进入主井探险,恢复地面绞车提升系统,抢救遇险 人员。 2 具体实施措施 2.1 处理井筒内瓦斯 1 在地面距主井井口30 m上风侧安全位置新 安装1台230 kW局部通风机后更换为245 kW ,利用原敷设的风筒向井下供风。主井井口周 围布置了6个瓦斯传感器,实时监测排放的瓦斯浓 度,控制排出的高浓度瓦斯在井口20 m范围内稀释 到安全值以下。井口瓦斯浓度由45 逐渐降至 25 2007年4月 矿业安全与环保 第34卷第2期 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 5 ,主井井口以下4 m处瓦斯浓度逐渐降至1.7 。 2 在- 867 m转载胶带机巷掘进小断面抢险通 道,采用炮掘、 打钻贯通。 ① 抢险通道断面2.6 m2.4 m。初掘～12 m范 围内采用炮掘,距贯通前5 m停掘,先采用钻孔进行 贯通,探明剩余贯通的准确距离、 被贯通处的瓦斯浓 度及钻孔漏风方向。 ② 在- 867 m停头位置向主井井筒共施工7个 钻孔,通过- 867 m两路局部通风机、- 820 m水平 一路局部通风机供风及风门增压措施,迫使钻孔风 流流向主井方向,稀释被贯通处的瓦斯。钻孔以内 瓦斯浓度由8.0 逐渐降至1.0 以下。 ③ 炮掘距贯通2 m止,剩余2 m部分先后采用 炮掘、 人工挖透方法安全贯通主井。 - 867 m钻孔打透主井井筒后,主井地面局部通 风机停止运转,利用地面一号风井主要通风机及 Φ800 mm硬质风筒负压抽放井筒内瓦斯抽放风筒 末端距井口向下20 m。抽放时间约38 h ,主井井筒 - 867 m以上瓦斯浓度逐渐降至安全值。处理井筒 内瓦斯4 d ,排放瓦斯约17万m 3 。 2.2 拆除、 新建井筒内提升系统 矿山救护队员通过抢险通道向主井探险。由于突 出强度大,井筒内原提升系统被摧毁,必须拆除井筒内 所有管线及其他威胁安全的构件,新建提升系统。 为缩短抢险工期,利用- 867 m水平已有的系统 恢复主井通风、 监控、 压风、 供水、 排水系统;从地面 恢复提升供电、 通信系统。由淮南矿业集团安装工 程分公司负责采用液压钳及气焊逐一割断主井内 - 867 m以上有安全威胁的17根钢丝绳、 管路、 原吊 盘部件构件并从井口提走。制作的新吊盘,重新安 装、 下放。井筒内拆除、 新建提升系统安装时间12 d。 2.3 排净井筒内积水、 清理突出物、 拆除原吊盘、 寻 找遇难人员 由淮南矿业集团矿业工程分公司负责排净井筒 内积水、 清理突出物及杂物、 割除原吊盘、 拆除井筒 内- 867 m以下钢丝绳、 管路、 原吊盘部件。采用新 吊盘、 中心回转抓岩机向下清理突出物,在吊盘东、 西、 南、 北角各设置一个瓦斯传感器,实时监测井筒 内水面瓦斯情况。 清理过程中在- 908.5 m原双层吊盘的下层盘和 中心回转抓岩机操作室内各找到1名遇难人员。在 - 927 m原副提吊桶内找到了其余10位遇难人员。 事故抢险安全结束,抢险时间共计37 d。经初 步计算,清理主井突出煤岩量约2 100 m 3 ,排放瓦斯 33.4万m 3 。 3 清理过程中遇到的难题 1 瓦斯问题。- 820 m , - 867 m水平安设230 kW ,245 kW两台局部通风机供风,总供风量1 019 m 3Π min。井筒工作面一般情况下瓦斯浓度为0. 2 ～ 0.3 ,在移动、 拆除井筒内原设备部件时局部瓦斯 涌出量增大。 2 为解决局部瓦斯积聚,在吊盘上安装1台抽 出式11 kW局部通风机,对瓦斯积聚点进行抽排。 3 接近突出点井壁呈现条状破碎带最大宽度 3 m ,多数为网状裂隙,占井筒的1Π2 ,局部表层砼脱 落。裂隙处瓦斯浓度高,采取打钻注马丽散化学浆 进行封堵。 4 气焊拆除突出点处损坏的模板时易引燃局部点 瓦斯,采用快速灭火弹和消防灭火器快速扑灭。 4 事故的反思 1 监控机房值班人员要配备具有一定防突经验 的专业技术人员,对瓦斯异常涌出具有一定的敏感 性和初步判断能力。监控系统含监控探头实现瓦 斯异常多值报警。 2 对于深部高地压、 低透气性、 特软厚煤层及高 突煤层的揭煤防治防突措施的范围,煤矿安全规 程 及 防治煤与瓦斯突出细则 应重新制定指导性 的规定。 3 区域性预测采用D,K值指标法,受测压资料 的制约,突出煤层危险性区域划分不完整,缺乏指定 性。采用日常防突指标法钻屑量S、 钻孔瓦斯初速 度q、 钻屑解析指标K1预报,预报可信度低。 4 突出机理复杂,发生条件和规律尚不明了,需 建立一套 “预测、 预报、 预警” 防突综合预报方法,以 改善预报效果,提高预报效率。 5 井筒施工时敷设瓦斯抽放管路,建立瓦斯抽 放系统,延长井筒瓦斯卸压、 抽放时间,揭煤期间实 现边掘边抽。 6 对此次煤与瓦斯突出事故进行深层次的研 究、 分析。 5 结语 此次煤与瓦斯突出事故,突出煤岩量约2 100 m 3 , 排放瓦斯33.4万m 3 ,井筒内瓦斯浓度高,危险性大。 对灾情的准确判断和制定正确的抢险方案,是事故 的安全、 快速处理的关键。此次事故的抢险程序及 方案,对处理立井井筒煤与瓦斯突出事故具有一定 的参考价值。 责任编辑吴自立 35 2007年4月 矿业安全与环保 第34卷第2期 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.