星村煤礦7.26沖擊地壓事故剖析

一、事故基本情況

(一)星村煤礦基本情況

星村煤礦位于山東省兗州市以東約15km，曲阜市西南約10km，主體位于曲阜市陵城鎮境內。井田勘探范圍：東起嶧山斷層，西至曲阜井田的31勘探線，北以F40斷層為界，南以滋陽斷層與興隆莊井田和東灘井田相鄰，勘探面積約32.6km2。礦井設計生產能力為45萬t/年，2014年核定為120萬t/年。礦井主采煤層為3煤，經中國礦業大學煤炭資源與安全開采國家重點實驗室鑒定，3煤及老頂均具有強沖擊傾向性。

(二)3302工作面基本情況

3302工作面位于礦井西翼(-1196m水平)三采區東翼，北側有已回采完畢的3308工作面和正在掘進的3310面兩順槽；南側為-1196水平三條開拓大巷；三采區西翼有已回采完畢的3303工作面、準備回采的3307工作面和正在掘進的3311面運輸順槽。

3302工作面走向長1125m(平距)，面長100m，煤厚8.2m，傾角平均8度，埋深在1260m左右。由于2013年8月5日3302工作面運輸順槽在掘進過程中發生過沖擊地壓，所以3302工作面在回采以來，全部按照高度危險區域進行防沖監測、卸壓和管理。

(三)3302工作面采取的主要防沖措施

1、3302工作面根據規定編制了《3302工作面沖擊危險性評價研究報告》和《3302工作面防治沖擊地壓專項設計》。由于3302面運輸順槽在掘進期間發生了一起強沖擊現象，礦邀請相關專家對礦防沖工作進行了審查，并根據專家意見編制了《3302工作面防治沖擊地壓變更設計》，以上均通過濟寧市煤炭局組織的專家評審。

2、防沖監測方面

(1)SOS微震監測系統

礦實行24小時對井下發生的震動進行全天不間斷監測。當回采工作面發生3×104J以上震動時，及時組織人員分析和預測預報，根據不同危險程度劃分沖擊危險區域，并制定相應的防范措施。

(2)沖擊地壓在線預警監測系統

礦在3302工作面兩順槽和運煤巷內掘進期間安裝了沖擊地壓在線預警監測系統，每幫每組間距為30m，兩幫交錯布置，每組應力計深度分別為12m和17m。

(3)電磁輻射監測

工作面生產期間，一直按照防沖專項措施規定每3天對兩順超前400m范圍進行電磁輻射監測，測點間距為20m，每點監測2min。中國礦大給定礦電磁輻射預警值強度為100mv，脈沖數為1600。為加強管理，礦將電磁輻射預警值調為強度60mv，脈沖數為960，作為礦的臨危判定指標。

(4)鉆屑法監測

工作面生產期間，每天在對回采工作面超前150m范圍實施鉆屑法監測，分別在超前50m內、超前50～90m和超前90～150m范圍各布置一個監測點。

3、防沖卸壓方面

(1)工作面順槽在掘進期間兩幫已按1.5m的間距施工深度不小于20m的卸壓大孔，大孔直徑110mm。

(2)工作面回采期間，先對工作面超前150m范圍進行煤體和頂板爆破卸壓，爆破孔直徑42mm，深度不小于13m，間距3.0m，煤體爆破孔裝藥量6卷，頂板爆破孔裝藥量8卷。

(3)爆破后再利用大直徑鉆孔對兩幫進行卸壓，卸壓孔直徑110mm，間距1.0m，深度不小于20m，始終超前工作面不少于150m。

(4)在工作面周期來壓、見方時，對工作面超前10～50m再次進行大孔卸壓，卸壓孔直徑110mm，深度不小于20m，間距3.0m；在工作面過褶曲構造時，對兩順槽底板進行爆破斷底；對運煤巷及兩順槽留設底煤區域進行底板大孔卸壓。

(四)3302工作面7.26沖擊地壓基本情況

2015年7月26日3302工作面在推采至距停采線還有51m，距運煤巷150m(停采線距運煤巷100m，距三采區運輸上山150m)時，軌道順槽發生了沖擊地壓事故。

2015年7月26日13時13分，星村煤礦SOS微震監測系統監測到3302工作面軌道順槽回采幫以里7m、運煤巷以里11m、底板17m處發生一次2.03×106J的震動。監測到震動后，微震室值班人員立即匯報調度室，調度值班人員通知綜采工區及井下其他單位停產撤人。

沖擊造成3302工作面軌道順槽受影響區域約220m，巷道內部分物料發生位移。沖擊還造成超前支護內出現一顆支柱爆缸，大部分支柱壓彎或折彎、柱頭損壞，受沖擊波影響超前支護整體向采空區方向傾斜；同時還造成運煤巷內一風門整體被沖擊波沖到，另一風門被沖掉。本次沖擊共造成200m巷道出現不同程度的底鼓，有30m巷道底鼓較嚴重，達0.8～1.5m；其余地方底鼓量在0.2m～0.6m之間；除超前支護外原巷道支護體系良好。

根據礦生產規定，中、夜班為生產班，工作面在生產時超前煤壁150m范圍內嚴禁有人，其它輔助工作不能在此期間進行；早班為檢修班，不生產，根據星村煤礦投產以來總結的規律看，工作面在不生產期間不發生較大震動，認為在此期間為相對安全性較高的時間段，所以利用此時間段，綜采工區進行超前支護工作、通防工區進行注漿防滅火工作、防沖工區進行鉆屑法監測和預防性缷壓工作。

所以沖擊發生時，造成綜采工區7人、通防工區8人和防沖工區3人共計18人在此區域內作業。其中綜采工區在工作面溜尾2人正在聯網工作；在煤壁超前20m處1人正在支護巡查；在超前150m處有2人正在聯接防護網工作；在軌道順槽開門口處有集控司機1人和物料巡查1人。通防工區人員在工作面溜尾處回撤注漿管路2人；在煤壁超前85m處有3人正在打設地錨準備對注膠泵進行固定；在煤壁超前95m左右有瓦檢員和機修工2名人員；在煤壁超前160m處有1人正在運輸材料。另外防沖工區在煤壁超前40m處1人正在挪移鉆機具，準備施工鉆屑法監測孔；在煤壁超前100m處1人正在挪移風水管；在煤壁超前220m處1人正在應力計巡查做記錄工作。

二、事故發生及搶險經過

2015年7月26日13:13分，礦壓科微震監測室監測到井下發生較大震動波形，經過初步計算震動能量在106J以上，于是立即通知調度機臺，并匯報礦壓科科長和防沖副總。

調度值班員接微震室通知后立即行使礦長十項權利命令3302工作面人員全部撤離，其余生產隊伍撤離至開拓大巷安全地點，并通知井下跟班礦領導防治水副總李少軍立即趕往現場指揮人員撤離和實施現場應急救援工作，同時通知井下值班醫生趕往事故現場查看人員受傷情況并進行應急處理。調度室隨后電話通知礦長、總工程師、各副礦長和應急指揮部成員，并向集團公司領導進行了匯報。

集團公司和礦領導在接電話通知后立即到礦，在詳細了解事故時間、地點、事故現場、受威脅人員以及現場應急處置等情況后，宣布成立應急救援指揮部，并下達命令應急救援小組成員積極開展救援工作。

在沖擊發生1小時20分鐘后，井下災區全部人員安全撤離升井，隨后指揮部命令井下救援待命人員升井。隨后安全礦長先后向山東省煤礦安全監察局魯西分局值班室、濟寧市煤炭局調度值班室進行了匯報。

災區全部人員自行升井后，礦立即安排災區所有人員到醫院進行查體，經排查有2人受傷，其中一名員工牛立聳傷勢稍重，有2處肋骨骨折，肺部挫傷，另一人孫洪偉左下肢骨折；其余人員未受輕傷以上傷害。

三、事故原因

(一)直接原因

1、我礦煤巖層沖擊傾向性鑒定結果為3煤層及頂、底板均具有強沖擊傾向性，沖擊具備了自然條件。

2、3302工作面開采深度大，達到1260m，地應力高，經地應力測試，垂直應力為31.5MPa，水平應力為67.9MPa，埋深大、地應力高也是沖擊發生的客觀和直接原因之一。

3、3302工作面處于DF22、F14、SF107和SF108斷層附近，構造應力集中，受回采應力場影響，造成應力疊加，也是造成沖擊發生的直接原因之一。

4、因采區巷道布置影響，在3302工作面停采線附近巷道集中，同時受3303、3308工作面采空區及本工作面采空區的影響，造成該區域采掘應力疊加集中，是沖擊發生的主要誘因。

(二)間接原因

1、3302工作面受巷道布置影響，需從煤層頂板過渡到底板穿煤施工，沖擊段留有底煤，是沖擊造成在底煤段顯現較重的主要原因。

2、因沖擊地壓預測預報難度大，仍為世界性難題，且我礦現有技術人員分析能力有限，對防沖監測的各項數據分析的準確性有所欠缺，未達到沖擊地壓預測預報的效果。

3、對沖擊地壓發生的時間判斷有誤，未意識到在檢修且沒有采掘活動情況下能夠發生沖擊，致使18名人員在順槽內作業，是造成涉險人員較多的主要原因。

四、事故教訓

1、首先思想上要高度重視，人員在進入煤巷巷道內時，不管有無采掘活動，均需加強沖擊危險區域的限員管理和時段管理，充分認識沖擊地壓的突發性。

2、其次在工作面設計上減少巷道布置，避免造成巷道集中；同時在巷道設計上避免或減少留有底煤。

3、在現場管理上，加強在沖擊地壓危險區域內物料管理，除生產必備物料，其余物料挪移至巖巷段或無沖擊危險區域。

4、在沖擊地壓危險性分析上，增強分析人員業務素質，提高預測預報能力。

五、改進措施

(一)提高人員對沖擊地壓的防范意識，將沖擊地壓作為我礦最大的安全隱患進行管理，加強對基層人員的培養、培訓，準確告知現場人員沖擊地壓的危害、防沖措施相關要求、沖擊后的避災路線和應急救援等工作。

(二)提高分析人員的業務素質，根據各項防沖監測數據集合現場顯現情況，綜合分析各采掘工作面沖擊危險性，指導卸壓工作。

(三)沖擊事故后防沖措施變更情況

1、防沖監測方面

(1)鉆屑法監測深度由12m加深至15m。

(2)回采工作面每天鉆屑法監測距離由150m增加至350m。

(3)增加了每半月對煤巷掘進工作面迎頭后方400m幫部鉆屑法監測工作。

(4)沖擊地壓在線預警監測系統原預警指標為：

黃色預警：淺孔 10MPa，深孔 13MPa。

紅色預警：淺孔 12MPa，深孔 15MPa。

我礦在專家給予意見的前提下，預警臨危指標又分別降低了1MPa：

黃色預警：淺孔 7MPa，深孔 9MPa。

紅色預警：淺孔 10MPa，深孔 12MPa。

(5)根據微震監測，煤巷掘進工作面發生15000J以上的震動，調整為10000J以上的震動；回采工作面發生30000J以上的震動，調整為20000J以上的震動，均認定為大震動。

2、防沖卸壓方面

(1)掘進工作面迎頭卸壓大孔直徑由110mm增大至125mm，施工深度由原來的20m變更至21m；幫部卸壓孔直徑為110mm增大至150mm。

(2)回采工作面卸壓大孔直徑由110增大至150mm。

(3)幫部煤體爆破孔深度由13m加深至15m，每孔裝藥量由1.8Kg增加至3Kg。

(4)回采工作面超前卸壓距由150m增長至不小于200m。

(5)回采工作面在初次來壓、見方或遇構造時二次卸壓距離由50m增加至80m。

(6)對留有底煤區域，原規定進行大孔卸壓，現改為爆破卸壓。每排施工2個爆破孔，深度不小于4m，但必須施工至巖石1.5m及以下。每孔裝藥量為6卷，排距為5m。

(7)在3307工作面初采前，對切眼內頂板進行了爆破預裂。

3、防沖管理方面

(1)回采工作面割煤警戒距離由150m增加至260m(專家意見為200m)。

(2)回采工作面超前支護長度由100m增加至150m。

(3)卸壓爆破警戒距離由150m增加至200m。

(4)制定了限員措施，在防沖專項措施中明確了生產期間兩順超前260m范圍內不準有人，檢修期間兩順超前260m范圍內人員不超過5人。

(5)工作面在割煤、移架和放頂煤工序完成后，由15分鐘撤出警戒延長至30分鐘后撤出警戒。

(6)增加人員個體防護措施，穿戴防沖服和防沖帽。