兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦“7.29”沖擊地壓事故調查報告
兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦“7.29”沖擊地壓事故調查報告
2015年7月29日2時49分, 兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦(以下簡稱趙樓煤礦)1305工作面發生一起沖擊地壓事故，造成3人受傷(1人重傷、2人輕傷),事故造成直接經濟損失93.87萬元。
2015年7月29日，山東煤礦安全監察局魯西監察分局(以下簡稱魯西監察分局)組織菏澤市煤炭管理局，組成趙樓煤礦“7.29”沖擊地壓事故調查組(以下簡稱事故調查組),并聘請6名專家組成專家組，依法對趙樓煤礦“7.29”沖擊地壓事故進行了調查。
事故調查組嚴格按照“四不放過”和“科學嚴謹、依法依規、實事求是、注重實效”的原則，通過勘查井下事故現場，調查詢問有關人員，查閱了有關設計、論證評審意見等相關圖紙資料，查明了事故發生的原因和經過。經綜合分析認定了事故性質和責任，提出了對有關責任單位和責任人員的處理建議，制定了防范措施。現將有關情況報告如下：
一、事故單位概況
(一)公司及礦井概況
趙樓煤礦隸屬兗煤菏澤能化有限公司，兗煤菏澤能化有限公司為山東兗州煤業股份有限公司子公司。兗州煤業股份有限公司1997年成立，是以煤炭生產經營為基礎，煤炭深加工和綜合利用一體化的國際化能源企業，目前在山東境內共有10處礦井，兗州煤業股份有限公司隸屬兗礦集團有限公司。趙樓煤礦的安全生產技術工作由兗州煤業股份有限公司直接管理。
趙樓煤礦井田面積約143.3549km2，煤炭地質儲量7.92億噸，可采儲量2.32億噸，天然焦2.55億噸。礦井主采3煤層，煤種以1/3焦煤為主，煤層局部受火成巖侵入，或煤層受構造影響出現分叉，3煤層厚度2.8m-9.0m，平均厚度為6.1m，煤層普氏系數(f)為1.6，煤層平均傾角為5度，3煤層直接頂板以泥巖和粉砂巖為主，厚度為1.2m-8.35m，平均2.78m，老頂為中砂巖，厚度為4.55m-20.42m，平均厚度為8.32m，普氏系數(f)為6.0-7.0。經煤炭科學總院北京開采所鑒定3煤層具有強沖擊傾向性，煤層頂板巖層具有弱沖擊傾向性，底板沖擊傾向性未經鑒定。
礦井設計生產能力300萬噸/年，服務年限60.1年，2005年1月開工建設，2009年3月試生產，2014年山東省煤炭工業局以魯煤規發〔2014〕187號文批復趙樓煤礦核定生產能力為420萬噸/年，配套建設同等規模的選煤廠。
礦井采用立井單一水平開拓，井口標高+45m，井底車場水平標高-860m。礦井采用傾斜長壁采煤法、綜采放頂煤采煤工藝。2014年礦井核定采掘工作面個數為2個采煤工作面、13個掘進工作面，發生事故前，礦井布置2個綜放工作面(1305工作面和3303工作面)和9個掘進工作面生產。2014年底趙樓煤礦在冊職工3449人。
礦井采用立井提升，主井提升安裝2套落地式多繩4.65×4摩擦輪提升機；副井提升安裝一套為4.65×4落地式多繩摩擦輪提升機，配一對一寬一窄罐籠，副井另安裝一套為JKMD-2.25×2落地式多繩摩擦輪提升機，配小罐籠帶平衡錘(交通罐)。
礦井通風方式為中央并列式，通風方法為抽出式；主、副井進風，風井回風。
礦井采用二級排水方式，其中一集泵房和-945m泵房分別排至中央水倉，中央泵房直接排至地面。
井下設有中央變電所一座、南部中央變電所一座，井下采區變電所均實現10kV雙回路供電。
礦井建立了完善的防塵管路系統；防滅火建立了粉煤灰灌漿系統、惰性氣體防滅火系統、液態CO2防滅火系統和束管監測系統。
礦井安裝了監測監控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救、通訊聯絡等安全避險六大系統。
礦井證照齊全、合法有效。
礦井配備了專職防沖副總工程師，成立了防沖辦公室和防沖工區，目前，防沖辦公室配備8人，防沖工區配備30人。
礦井裝備了一套能夠覆蓋全礦井的SOS微震監測系統，1305工作面和3303工作面各安裝一套KJ550應力在線監測系統，配合鉆屑法、電磁輻射法對采掘工作面沖擊危險性進行檢測；沖擊危險煤層采煤工作面采用大直徑鉆孔卸壓、底煤爆破(厚度超過1.0m)等措施實施超前預卸壓及危險區域解危措施。
2014年10月16日，趙樓煤礦委托中國礦業大學對1305工作面沖擊地壓的危險性進行了評估與防沖防治研究，中國礦業大學煤炭資源與開采國家重點實驗室編寫了《兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦1305工作面沖擊地壓危險性分析與防治方案研究報告》(以下簡稱防治方案研究報告)。2015年2月5日，趙樓煤礦委托濟南貝克礦山工程技術服務有限公司編制了《趙樓煤礦1305工作面開采安全性論證報告》。《防治方案研究報告》和《趙樓煤礦1305工作面開采安全性論證報告》均由兗州煤業股份有限公司組織專家進行了評審論證。兗州煤業股份有限公司以兗煤股生技字〔2014〕216號對《趙樓煤礦1305、7303工作面防沖安全論證及方案研究報告》、兗煤股生技字〔2014〕379號文對《趙樓煤礦1305工作面開采安全性論證報告》進行了批復。
(二)事故地點概況
1.1305綜放工作面概況
發生沖擊地壓事故地點為一采區1305工作面，該工作面東鄰一采區軌道下山，西鄰七采區邊界，北為回采完畢的1304工作面，南為回采完畢的1306工作面和1307工作面，1305工作面為孤島綜放工作面。1305工作面4月2日掘進施工完畢， 7月25日安裝完成。工作面使用ZF12000型液壓支架支護，共安裝92架。7月27日開始生產(調采)，截止事故發生時，運順推進6m，軌順推進0.75m。
1305工作面地面標高+42.84～+44.34，工作面底板標高-828m～-963m，所采煤層為3煤，煤層普氏系數(f)變0.8～2.3，平均1.6，煤層厚度為2.8m～9.0m，平均厚度6.1m；煤層傾角為1～11°，平均為8°，煤層結構簡單；工作面傾斜長度136.7m，走向長度573.6m，可采儲量54.8萬噸。工作面切眼附近為煤層分岔區，分岔區內3上煤層厚度1.0m-1.7m，平均1.4m；3下煤層厚度2.7m-6.4m,平均4.8m；分岔間距0.7m-14.6m,平均6.8m。切眼西部為巖漿巖侵入的無煤區，由于3下煤層沉積異常，煤層變薄。工作面直接頂板以泥巖和粉砂巖為主，厚度為1.2m-8.35m，平均2.78m，老頂為中砂巖，厚度為4.55m-20.42m，平均厚度為8.32m，普氏系數(f)為6.0-7.0；直接底為泥巖，厚度1.5m-3.0m，平均1.65m，老底為細砂巖，厚度6.40m-11.80m，平均9.97m。
2.上下順槽及切眼概況
1305工作面上下順槽均采用錨網索帶聯合支護，為沿空掘巷，與采空區之間留設3.5m隔離煤柱，兩順槽沿底板掘進，梯形斷面，巷道上凈寬4.8m，下凈寬5.2m，巷道凈高3.8m。巷道頂板采用KMG500Φ22×2400mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，幫部使用KMG400Φ20×2000mm左旋無縱筋全螺紋錨桿，采用4600×140×10mmT型鋼帶、錨桿托盤規格200×200×10mm。巷道頂部錨桿間排距為850×800mm，巷道幫部錨桿間排距為800×800mm。
巷道頂板錨索采用“3-1-3型”布置，在頂板巷中布置一排縱向T型鋼帶錨索梁，錨索排距1600mm。巷道實體煤側和窄煤柱的幫部在距頂板700mm及距底板上1500mm高度位置各布置一排縱向Φ16鋼筋梯錨索梁，其中僅巷道沿空煤柱側距底板1500mm高度處錨索采用Φ22×3500mm，其余錨索采用Φ22×6200mm，每個錨索尾部均安設FZJ-R1/2雙泡錨索讓壓環。
切眼為矩形斷面，凈寬7.8m，凈高3.2m。采用錨網帶、錨索、單體液壓支柱聯合支護，頂錨桿間排距800mm×800mm,頂板錨索采用“2-1-2五花型”布置，錨索梁排距800mm。
3.1305工作面采取的防沖措施
(1)沖擊地壓監測情況
1305工作面配套安裝了SOS微震監測系統及KJ550應力在線監測系統。工作面兩順槽掘進期間，微震監測系統利用一集軌道及1307工作面測站實施監測，2015年2月14日運順3#泄水巷附近處布置第一組測站，6月9日，軌順布置兩組測站，配合一集軌道兩組測站完成對1305綜放工作面全覆蓋監測。7月22日，應力在線監測系統安裝調試完畢，正常使用。兩順槽距切眼30m開始間隔20m各布置10組測站，每組測站分別由深度8m、14m兩個鉆孔應力計組成。1305工作面每兩天在兩順槽各施工一組(3個)鉆屑孔，用于工作面沖擊地壓危險性局部檢測。
(2)落實解危措施情況
1305工作面兩順槽掘進期間，在實體煤幫及切眼施工大直徑鉆孔預卸壓措施，鉆孔參數：孔徑110mm，深度20m，孔間距為1.5-2.0m,距巷道底板1m-1.5m，垂直煤壁施工。掘進完成后，在兩順槽加密施工Φ150mm鉆孔，深度20m，孔間距為1.5m-2.0m，距巷道底板1m至1.5m，垂直煤壁施工。截止到事故發生時，工作面軌順施工二次卸壓鉆孔全部施工完成，運順超前工作面300m范圍內二次卸壓鉆孔施工完畢。兩順槽及切眼留底煤處超過1m的底煤進行斷底處理。
(3)超前支護情況
運順超前支護前機頭至轉載機電機采用DWX40(35、45)型單體液壓支柱配合4.2mπ型鋼梁支護，排距600±100mm。鋼梁兩棚頭分別支設2棵單體液壓支柱，達到一梁三柱，運輸順槽超前支護距離作業規程規定不小于120m，現場實際70m。軌順超前支護采用DWX40(35、45)型單體液壓支柱配合1200×800mm型十字頂梁支護，每排布置兩架十字頂梁。軌道順槽超前支護距離作業規程規定不小于120m,現場實際120m 。
4.事故現場勘察情況
事故發生后，經現場勘察，該沖擊事故主要是對工作面和兩順槽造成破壞，事故發生時，工作面內有19人，兩順槽有7人，造成1名重傷，2名輕傷。
軌順側煤壁向外15m以內，巷高4.0m左右，兩幫變形不明顯，頂板出現網兜，并有部分漏冒，部分單體支柱歪斜。15—60m范圍兩幫移近量大，最大移近量3.0m左右，且工作面側移近量較大。超前支護單體支柱部分彎曲歪斜。底鼓量0.5～1m。60m向外，底板有底鼓現象。軌道順槽30～70m范圍受沖擊擠壓影響嚴重，十字梁棚支設單體液壓支柱全部歪斜，其中折斷14棵。
運順側工作面煤壁向外40m內13架鋼棚掉落、單體液壓支柱彎曲折斷38棵。運順發現崩斷錨桿(索)12根，部分讓壓環擠壓變形損壞，卸壓鉆孔多數塌孔。
工作面1#液壓支架前梁壓在前部刮板輸送機電機上，1-86#液壓支架范圍，前部刮板輸送機受沖擊翻向支架側，輸送機及支架內積煤嚴重，25-65#架范圍，支架前梁和護幫板千斤頂損壞32棵，采煤機電纜出槽。以65#支架為界，沖擊后煤塵逆風揚起糊到支架立柱上形成2mm左右厚的煤塵。
工作面壓力顯現情況，50#～70#支架壓力表讀數，支架前立柱壓力顯示除56#(3.8MPa)和61#(10.2MPa)外，讀數均為0MPa。后立柱讀數最小63#架(23.7MPa)，其余均超過30MPa，最大為68#(38.7MPa)。60～80#架，支架向后位移，最大1.0m左右。煤壁煤塊大量拋入架內。
事故發生時，運順和軌順布置的應力在線監測數據，均出現不同程度的上升，其中運順第3組出現紅色預警(17.26MPa)。SOS微震監測系統監測到一次2.5×106 J的震動，震級為2.3級。
二、事故發生及搶險救援經過
(一)事故發生及匯報經過
2015年7月28日，綜采二隊夜班值班副隊長朱啟坤召開班前會，安排1305工作面調面。7月29日夜班2時45分左右，采煤機正在進機頭割煤，工作面突然出現連續煤炮，跟班副隊長邢攸臣和安監員白紅印決定暫停生產撤人。在準備撤人時，工作面內突然發生巨大聲響和震動，工作面內的19名工人，受到不同程度的沖擊，當班驗收員王成功在工作面1#架外側轉載機過橋處受傷，造成右小臂骨折。
7月29日2時59分，1305工作面現場跟班安監員白洪印匯報礦調度室，1305工作面發生沖擊地壓，礦調度員朱運擴接到事故匯報后，立即啟動應急預案，安排現場安監員白紅印及跟班副隊長邢攸臣組織撤出工作面及兩順槽所有人員,并組織現場自救；同時通知兗礦集團駐趙樓煤礦救護隊值班人員曹廣利請求救援。
3時02分，通知礦長郭念波及井下跟班的安監處長張祥云。
3時10分，有關礦領導趕到調度值班室，礦長郭念波安排生產副礦長李洪先、采煤副礦長張建、采煤副總工程師肖國強下井查看現場情況并組織救援，安排調度員向兗礦集團總調度室、安監局及魯西監察分局、菏澤市煤炭管理局進行匯報。
(二)救援經過
3時30分，兗礦集團駐趙樓煤礦救護中隊兩個小隊到達趙樓煤礦副井口，副中隊長毛寶忠與趙樓煤礦采煤副總工程師肖國強帶領的現場救援人員一同下井。3時56分，救援人員到達工作面，組織救援。救護隊根據現場情況，對現場3名傷員包扎處理。第一名傷員彭仁群在41-42#支架位置處，胸部有挫傷，進行包扎固定后用擔架運出；第二名傷員曹庭在42#支架處，皮外傷，有行動能力，攙扶護送至安全地點；第三名傷員王成功在轉載機過橋處，右小臂骨折，腿部有皮外傷，包扎固定后用擔架運出。6時37分，工作面所有人員共計26人全部升井，升井后全部送到巨野煤田醫院進行檢查治療。
三、事故原因及性質
(一)直接原因
1305工作面相鄰的1304、1306、1307工作面已開采結束，致使1305工作面形成孤島煤柱工作面；工作面埋深大(870.84m～1007.34m)，原巖應力高；煤層和頂板又具有沖擊傾向性，具備產生沖擊地壓的力源條件。1305工作面在初采前調試導致了沖擊地壓事故的發生。
(二)間接原因
1.趙樓煤礦重生產、輕安全，安全第一的思想樹立不牢，未嚴格按照兗州煤業股份有限公司批復的《兗煤公司2015年度沖擊地壓防治計劃審查意見》(兗煤股生技字〔2015〕23號)的順序采煤(2015年度趙樓煤礦防沖計劃審查意見確定開采順序為1307、11303、3301、1305工作面)，在生產接續緊張的情況下，1307工作面回采結束后跳采1305綜放工作面，對1305大埋深孤島煤柱工作面發生沖擊地壓存有僥幸心理，進而冒險組織開采。
2.趙樓煤礦防沖技術措施落實不到位
(1)1305工作面切眼評價為嚴重沖擊危險，掘進切眼期間只在兩端頭各施工30米范圍卸壓孔保護帶，中間有76米范圍內未施工卸壓鉆孔。