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煤矿水害的预防及重大事故案例分析河南省安全生产监督管理局李震寰 1 录目 第一讲煤矿水害基本常识及治理技术第二讲煤矿重大水害典型事故案例介绍 2 第一讲 煤矿水害基本常识及治理技术前言一 矿井水的概念二 矿井水的来源三 综述四 国内外水害治理现状 3 前言我们知道 煤矿在开拓和开采过程中 常会遇到地下水渗入巷道 或者引起部分大气降水和地表水流入井下 严重的造成矿井突水 酿成重特大事故 成为阻碍采掘工作的不利因素 影响煤矿的安全生产 4 矿井突水的主要危害有 威胁矿工生命安全 影响矿工身体健康 降低生产效率 增加排水费用 提高开采成本 酸性地下水腐蚀井下机诫设备 缩短开采机械的寿命 影响煤炭回采率 降低煤质等 另外会引起巷道积水 增加井下运输的困难 破坏巷道顶底板岩石的稳定性 使支护工作复杂化等 5 矿井水灾防治是煤矿安全生产的重要环节 矿井水灾已成为仅次于瓦斯的煤矿第二大灾害 因此 进行水文地质研究 降低矿井水给矿井建设和生产带来的危害 实现煤矿安全生产 对于煤矿工作来说 有着重要的实际意义 我国为做好防治水灾害工作专门出台了 煤矿防治水规定 充分说明政府对该项工作的重视程度 共十章 142条 6 一 矿井水的概念第一节概念在矿井建设和生产过程中 以各种形式涌入井筒 巷道和工作面的大气降水 地表水 地下水 老窖积水称为矿井水 当矿井涌水量超过矿井的正常排水能力 而造成矿井水泛滥成灾的现象称为矿井水灾 评价矿井的充水程度有两个指标 矿井含水系数和矿井涌水量 由于矿井的地质条件和岩石性质不同 各矿井的充水程度也不相同 矿井水给煤矿的安全生产带来影响 必须搞清矿井充水的水文地质特征 以便选择合理的开采方法 选择经济合理的安全措施 以防止矿井水灾的发生 7 第二节矿井水的来源矿井水的来源 决定于一系列的自然因素和人为因素 分析研究这些因素以后 才有可能采取防止矿井水灾发生的必要措施 一 矿井充水的自然因素矿井充水的自然因素包括 大气降水 地表水 地形 基岩出露程度 岩石成分 覆盖层的作用 地质构造和埋没的古代地形等 8 1 大气降水大气降水是矿井充水主要因素之一 除了一部分被蒸发和随河流流走以外 另一部分则沿着岩石的孔隙 裂隙渗入矿井 大气降水在不同地区 不同季节 不同开采深度对矿井充水的影响也不相同 在降雨量少的西北地区 矿井涌水量就小 在降水量多的南方地区 矿井涌水量就大 即使在同一个地区内 由于大气降水量是随着季节变化的 矿井涌水量一般也随之发生周期性的变化 在一般情况下 矿井涌水量是随开采深度的增加而减小 也有的矿井 其涌水量却随开采深度的增加而增加 这是由于开采的愈深 水文地质条件愈加复杂的原故 9 2 地表水地表水位于矿井附近或直接分布在矿井以上的地表水 如河流 湖泊 水溏 水库等是矿井充水重要因素 在这种情况下 地表水直接或间接地通过岩石的孔隙 裂隙 岩溶等进入矿井 如河南义马矿区的个别井田在小浪底水库附近开采 受地表水威胁很大 故必须进行多项的水文地质工作 开采时采取必要的安全生产措施 10 3 地形地形对矿井充水有很大的影响 同时也影响地下水的循环条件及含水层埋藏的深度 位于当地侵蚀基准面以上的矿井 通常是涌水小的矿井或无水矿井 在同一地质条件下 位于低标高地区 如河谷 冲沟或低地 可能是涌水量大的矿井 如果四周地形高而中间为低平的盆地时 在雨季积水量大 地表排泄条件不好 地表水可大量补给煤系地层中的含水层 使矿井强烈充水 反之 在地形较陡的情况下 降水大部分形成地表水流流走 补给地下水量就少 如图一所示 11 图一地形对大气降水补给含水层的影响示意图1 地表2 含水层 12 4 基岩出露程度 岩石成分和覆盖层的作用如果煤层或基岩岩层出露于地表 其中又有透水岩层 因而能大量吸收地表水 随着巷道掘进 地表水可大量进入矿井 如果煤层或岩层上面存在弱透水层或不透水层 如粘土层或砂质粘土层覆盖 并且厚度稳定 至少在5m以上 则大气降水和地表水基本不能进行渗透 如果覆盖层是透水砂层 则水几乎都可渗入 当煤层顶板为良好隔水层时 可以把水隔开 但在某些地区由于开采地段顶板冒落 并在上部形成裂隙时 地表水可大量进入下部的透水层或巷道中去 13 我国华北地区多有基岩出露 坚硬岩层裂隙和岩溶现象显著 成为水的天然聚积区域 矿井如果不对其加以防治 就会造成大量的水涌入矿井 有时裂隙和石灰岩溶洞是地表水流入矿井的通道 涌水量也会急剧增加 岩石成分也影响充水程度 胶结很好的沉积岩 如细砂岩 粉砂岩 页岩 泥灰岩等是弱透水层或隔水层 可以有效地阻挡地表水和大气降水的渗透 使矿井充水较小 14 在石灰岩溶洞发育的矿井中 其充水性很强 对开采的影响很大 如我国华北石炭二叠纪煤田 在其煤系底部为奥陶纪石灰岩 石灰岩中存在大量的岩溶水 如果不及时采取措施 就有可能突然涌入矿井 造成矿井被淹事故 由此可见 在石灰岩溶洞发育的地区 必须调查清楚石灰岩溶洞的分布情况 研究生成过程 以及其补给 循环和排泄的关系 开采时 必须事先探放水 并在危险地区留设防水煤柱等措施 15 5 地质构造大量流入矿井的水往往和区域地质构造形态有关 断层破碎带常是地下水的通道和聚积区 沿断层破碎带可沟通各个含水层 并与地表水发生水力联系 是造成突然大量涌水的原因 如图二所示 16 图二断层破碎带引起涌水示意图1 含水层2 煤层 17 但是 也不是所有的断层都能造成矿井突水事故 一般来说 断层破碎带本身储存的水量并不是很大 主要是与地表水 含水层有沟通 地下水压力很大 当有足够力量突破断层破碎带和隔水层底板时才会引起突水 对煤矿生产造成威胁 如图三所示 18 图三断层涌水示意图1 含水层2 煤层 19 此外 涌水也与断层本身透水性有直接关系 根据许多矿井的经验证明 多数逆断层透水性差 正断层透水性强 如果在矿井中有多条断层 断层的交叉处是最容易发生突水事故的位置 如果断层破碎带充填的是较细的柔性颗粒岩石 如泥岩 粘土 煤粉等 经后期胶结牢固 也可能起到隔水的作用 6 埋没的古代地形许多矿井充水决定于埋没的古代地形形状 后期被易透水沉积物所覆盖的起伏不平的古老侵蚀区 是地下水容易积聚场所 这些地区 不仅一些含水层彼此之间有水力联系 同时含水层与地表水也有联系 有时还有古河床的存在 都给矿井充水造成了条件 20 二 矿井充水的人为因素矿井充水的人为因素 包括旧淹没巷道 未封闭的钻孔及不正确的开采方法等1 旧淹没巷道旧淹没巷道在老窑或者废弃的巷道中 积存着大量的地下水 一旦揭露旧巷道 就会造成严重水患 老窑和旧巷涌水时 常带有大量碎屑物和酸性水 能破坏巷道设施和开采设备 2 未封闭的钻孔 21 当钻孔未封闭或者封孔质量不符合规定要求时 钻孔可成为地下水的自然通道 巷道掘进遇到钻孔时会造成大量涌水 3 不正确的开采方法如巷道布置不合理 采煤方法不正确 不能很好排出矿井水的采空区等 都可能造成大量的水流入巷道 当采空区顶板采用垮落法进行采煤时 常引起地表下沉 造成裂隙漏斗 如果破坏了隔水层 地下水就会涌入工作面 此外 在断层含水区由于放炮震动或发生冒顶事故时 也会发生涌水现象 有时会造成突然涌水 如图四所示 22 图四开采后覆岩破坏形成覆岩破坏三带 地下水沿裂隙进入工作面造成水灾害 23 在河谷地区或水体下采煤时 要特别注意巷道设计的合理性 选择正确的采煤方法 防水措施一定要严密周全 所有矿井的井口 都必须布置在历年最高洪水位以上 以免造成洪水灌入井下 24 三 综述 我省100 都是地下开采 煤矿水灾是煤矿建设和生产的主要灾害之一 由于我国煤田水文地质条件极为复杂 煤矿突水事故时有发生 它不仅严重破坏煤矿的正常建设和生产 造成巨大的经济损失 而且还时刻威胁矿工的生命安全 煤矿的水来源于地表水和地下水 地表水主要是指矿区附近的江河 湖泊 池潭 水库和塌陷坑的积水以及雨水 冰雪融化后汇集的水 地下水主要是指含水层 断层裂隙水和老空水 这些水源可能从各种通道和岩层裂隙渗透进入矿井 当进入煤矿的水量超过矿井的正常排水能力时 就会酿成淹井事故 25 所以故有水灾害的相关概念的定义如下 凡是在煤矿开拓采掘过程中 渗入 淋入 流入 灌入和溃入井筒或工作面的任何水源水 统称为煤矿水 凡因井巷 工作面与含水层 老窑采区 古井 被淹巷道 地表水体或含水的裂隙带 溶洞 洞穴 陷落柱 顶板冒落带 构造破碎带等接通或沟通而产生的出水事故 称为煤矿突水 凡影响生产 威胁采掘工作面或煤矿安全的 增加吨煤成本和使煤矿局部或全部被淹没的煤矿水 称为煤矿水害 26 由于突水 停电设备故障 山洪泄入 揭露富水层而导致煤矿被淹没 巷道塌方 矿工被困 淹 井下 称为煤矿水灾害 针对受水灾害的煤矿而采取的抢险排水为主要技术手段 以抢救遇险矿工 恢复被淹煤矿排水能力为目的的一系列技术经济社会活动 称为煤矿水灾害救治 27 根据造成煤矿水害的水源进行分类 我们把煤矿水灾害分成四种类型 1 地表水灾害大气降水 江河 湖泊等 从井口或采区冒落列席带 断层钻孔等进入 如 平顶山市一小煤矿 洪水直接进入井筒 如 洛阳市新安寺沟煤矿 河水直接与井下的护河煤柱沟通 造成淹井事故 2 老空水灾害即 古井 小窑 废巷几采空区积水 采掘工作面与之接近或沟通 使水体进入巷道或工作面 造成事故的 这是无论在国有重点 国有地方及乡镇小煤矿是最多的水害事故 都一一发生过 28 3 孔隙或裂隙水灾害属第三系 第四系松散含水层孔隙水 有的为顶板砂岩的含水层水 流沙水或泥沙等 有的为地表补给水 当采空区冒落 裂隙导通后 或采面底板破裂或钻孔封孔不良 造成突水淹采面采区 或是淹井的事故 如 永煤集团的陈四楼 车集煤矿 郑煤集团的米村 裴沟矿等等 4 岩溶水灾害这主要是属于薄层或是厚层灰岩水灾害 在我省是二1煤以下的七灰 八灰水 采动后 使得水系导通工作面 造成淹井等事故 我省的焦煤集团 荥巩煤田 禹州煤田的水害 主要是石炭二叠纪的奥灰水 或寒武纪的寒灰水 如 焦煤 荥阳的王河 平禹的新峰 梁北煤矿等 都是受到这种水的影响 29 水害的危害 1 通过初步统计 各种灾害平均每次事故的死亡人数为 瓦斯5 54人 火灾0 56人 水灾5 58人 冒顶1 18人 可以看出瓦斯和水灾每起的死亡率最高 数字惊人 2 各种灾害的损失面大 平均每起事故计算结果是瓦斯11 52万元 起 火灾13 61万元 起 水灾16 00万元 起 冒顶3 22万元 起 其中水灾害的损失最高 3 各种灾害的工作日损失统计为瓦斯16954工日 15500工日 水灾18590工日 冒顶5222工日 以水灾工作日损失最多 30 煤矿水灾害的成因分析 1 一些煤矿 特别是乡镇小煤矿 在开采设计过程中 对于防治水灾害的措施不合理 没有设计探放水措施 没有设计防水煤柱等 2 对煤矿的水文地质分析不够 特别是探放水不够 在开采中盲目掘进 造成突水事故 3 在开采过程中 矿工违章违规操作 造成水灾事故 31 4 煤矿没有制定相应的安全规程 装备不齐全 不到位 导致水灾害发生 5 煤矿供电和排水系统运行可靠性能出现故障 造成煤矿水灾害事故 6 地震 山洪暴发等自然灾害引发了煤矿水灾还事故等 32 从我国我省多年的煤矿水灾害救治的理论和实践表明 目前我国对于煤矿水灾害救治缺乏系统性 计划性和应急性 主要表现在 没有从系统高度来分析 计划和开展煤矿水灾害救治工作 从而使得煤矿水灾害救治缺乏整体性和计划性 只是被动地对水灾害采取应急救治措施 对于煤矿水灾害救治的设备以及需要的各种物资缺乏合理和科学的管理和调度制度 33 各个专业煤矿水灾害救治单位缺乏合理的人员管理和培训 各个专业煤矿水灾害救治单位之间 专业煤矿水灾害救治单位和各个煤矿之间以及专业煤矿水灾害救治单位和各种社会物资 专家之间没有建立信息沟通渠道和信息库 使得煤矿水灾害发生时 不能及时作出反应 同时不能及时得到所需要的救治 抢险物资和各个方面专家的指导 使得水灾害救治的工作效率低下 34 各个专业煤矿水灾害救治单位现有救治设备缺乏合理的管理和维护 使得在需要设备时 往往不能准确快速的找到 不能及时把设备运往救治现场 救治缺乏合理的计划和科学实施手段 主要是凭借救治人员的经验来进行的 缺乏高效 适用 可靠的抢险排水技术装备和技术手段 35 四 国内外现状 1 国内现状在突水机理与突水分析方面 提出了 突水系数 等效隔水层 和底板隔水层中的 原始导高 等概念 经多年的试验观测与研究 认为底板突水机理是 含水层富水性 隔水层厚度及其存在的天然裂隙与水压 矿压 采动活动影响 等因素的综合作用结果 对突水分析采用了统计学方法 力学平衡和能量平衡方法 同时 开始应用井下物探技术 如坑道透视法 井下电法 氡气测定法等来探测充水水源和充水通道 并在研究 验证预测突水量的数字模型方面有了较大的进展 36 在煤矿水灾害防治技术方面 煤矿水灾害防治技术主要有疏干降压和堵水截流等方法 疏干降压是我国煤矿防治水灾害的主要技术措施 而堵水截流是我国煤矿防治水灾害的重要方法 37 2 国外现状采用主动防护法 即采用地面垂直钻孔 用潜水泵专门疏干含水层水 德国就研制了高扬程 700m 大排量 5000m3 h 大功率 2000kw 的潜水泵 并且采用电脑自动控制来防水灾害 在堵水截流方面也有很大的发展 开挖 护壁 清渣 疏水作业 是当前国外先进的堵水截流技术 另外利用挖沟机在松散层中修建帷幕 建造地下帷幕方法也愈来愈受到重视 38 第二讲煤矿重大水害典型事故案例介绍 前言一 避免水灾害事故典型案例二 违规违章水灾害事故案例三 综述 39 前言从2000年到2008年9年间 10人以上的水灾害事故多达12起 共死亡208人 平均17 33人 起 是我省最为严重的煤矿事故之一 另外还有4 5起水灾害事故被一一救出 最突出的是2007年7月29日三门峡陕县支建煤矿透水事故 69人全部救出 另外是平禹煤电新峰一矿淹井事故400多人无一伤亡 40 这充分说明了水灾害的严重性 但在一定条件下只要救护及时 井下有躲避空间是可以避免事故的 发现及时 及时撤除人员 是不会受到伤害的 我们在最长21天救出一人 洛阳市宜阳县焦家凹煤矿 下面我就几个类型的典型案例给大家做一介绍 以从中吸取教训确保煤矿安全生产 41 一 避免水灾害事故典型案例 一 平禹煤电新峰一矿 10 19 突水事故案例分析2005年10月19日某矿东大巷水闸门以东967m处 扩修巷道时发生底板突水事故 最大突水量38056m3 h 从开始突水到矿井被淹历时81分钟 42 1 矿井概况该矿井田西依丘陵 东临平原 地势由北西向南东微倾斜 地面标高208 70m 117 70m 井田总体构造形态为向南西倾斜的单斜构造 地层倾角10 25 局部地段大于40 井田西部 西南部及东北部均以断层为自然边界 井田内断层比较发育 以北东向及北西向正断层为主 构造类别属中等 43 该矿始建于1969年12月 1976年10月简易投产 主采二迭系山西组二1煤层和二3煤层 井田面积13 5km2 设计生产能力0 6Mt a 后经改造 2005年经上级主管部门核定生产能力1 05Mt a 矿井为立井单水平上 下山分区开拓 水平标高 200m 中央边界抽出式通风 矿井正常涌水量430m3 h 承压水位标高 132m 44 2 事故经过2005年10月19日15时50分 200m水平东大巷扩修时 盯面检查工发现扩砌工作面附近有4m长的拱帽冒落 而且扩砌处向后20m范围内巷道压力增大 底板鼓起 该检查工立即向矿调度室汇报 接到汇报后 矿领导派地测科科长到现场观察并查明原因 同时命令现场作业人员撤离 当时在井下带班的两名副矿长及安检 监 科科长得知这一情况后 迅速赶赴现场 16时20分碹帽塌落长度增加到8m 后方10m范围内砌体严重变形脱落 底板鼓起严重 17时18分 冒顶处底鼓高度达1 2m 涌水量约80m3 h 矿长立即向平禹煤电公司调度室进行了汇报 平禹煤电公司总工程师紧急赶到矿上 同相关人员一起下井查看 18时20分 水量增大 涌水量约180m3 h 矿井立即启动水灾应急救援预案 受水害威胁的人员迅速沿避灾路线进行撤离 45 18时38分 冒顶处底板突然一声巨响 喷出约0 6m见方的水柱 涌水量约5000m3 h以上 已远远超出矿井排水能力 1400m3 h 19时07分 水量进一步增大 在主石门调车站处用浮标法粗略测算 涌水量达12000m3 h以上 由于水量大 流速快和冲出的杂物使水闸门无法关闭 此时 井下其它区域人员在各级干部的带领下按避灾路线撤至地面 中央泵房大泵全部启动 19时59分 中央变电所及泵房被淹 司泵工 副井底信号工升井 至此 当班井下的472名干部职工全部升井 无一人员伤亡 从矿井突水到矿井被淹只有81分钟 46 3 原因分析突水点位于东大巷967m附近 该段巷道为砌碹支护 1999年施工 上距二1煤层20m 二1煤已于2001年回采结束 因原施工巷道断面小 对该段巷道进行扩修 A 突水点分析突水时 现场有人观察 突水点位置清楚 底鼓范围大 突水迅猛 突水处呈线状沿巷道展布 是一个长度大于10m的出水带 47 B 水源分析此次突水来势猛 水量大 最大突水量约38056m3 h 平均突水量26639m3 h 从突水到泵房被淹仅81分钟 距突水点3000m处的桐树张村供水井在突水后水位下降150m 该水井落底在寒武系灰岩中 由此确认突水水源为寒武系灰岩岩溶裂隙水 48 C 导水通道分析从矿井地质构造分析 井田范围主要发育有北东向和北西向的断层 岩层张性节理比较发育 200m水平东大巷在掘进时未见到大落差断层 只见到落差不足1m的一条小断层 从附近揭露的地层情况看 出水点所在巷道下距寒武系灰岩约48m 中间为砂泥岩 石炭系灰岩互层和铝土岩 均为隔水层 寒武系灰岩含水层静水压力为3 2MPa 显然不可能直接突破 推断此次突水通道为下部岩层中的张性裂隙发育而成的垂向隐伏导水通道 这一通道应呈线状沿巷道展布 49 综上所述 此次突水的原因为 魏庄断层是一区域性大断层 在出水点一带受后期应力改造 从北西向转为北东向 并由此派生出关庄正断层 DF1断层等一系列支断层及张性裂隙 因此二1煤底板岩层裂隙十分发育 受地应力不断变化影响 地下水径流较快 寒灰小裂隙慢慢形成小溶隙 长年累月溶隙越来越大 引起上覆岩层跨落 且高度范围渐渐增大 形成隐伏垂隙发育 出水点正处于转折端的地应力集中区 此次巷道扩修后 巷宽由原2 5m扩修到4m 受地应力重新分布及爆破影响 底板抗剪强度降低 承压水导高使隔水层弱化 下部灰岩承压水通过垂向导水通道涌入东大巷的底板薄弱地段 静水压力造成20多米巷道底鼓 并最终突 50 破薄弱隔水层导入巷内 突水后 距突水点3000多米的桐树张村供水井水位大幅度下降 表明寒武系灰岩含水区域大 水力联系广 D 专家点评该矿 10 19 突水灾害 从突水到淹井历时81分钟 经统计计算前7个小时平均突水量达26639m3 h 最大突水量为38056m3 h 时间之短 突水量之大居全国第三位 省内罕见 启动矿井水灾应急救援预案 迅速果断 通知 组织人员撤退路线正确 应急救援预案切合矿井实际 预案演练到位 矿井指挥人员决策正确 坚决 果断 井下人员熟知避灾路线 撤离迅速 全部安全升井 51 发生突水灾害后 立即组织工程技术人员 聘请全国防治水知名专家分析 研究突水水源和突水通道 制定了多套注浆堵水方案 最终选定 先截流加固恢复矿井 后堵源治本 即先截后堵 探堵结合 堵源为主 这一最佳方案 同时招聘注浆堵水队伍 堵水方案正确 注浆队伍技术过硬 历时105天圆满完成了注浆堵水任务 经测算 出水点已得到完全封堵 堵水率达到100 52 堵排水结束后制定的复矿计划周密详细 组织严密 每一工程项目责任到人 计划合理 措施得力 如期实现了按期复矿的奋斗目标 从矿井突水到复矿 历时8个月 复矿时间之快 居全国首位 井田原勘探程度低 后经补充勘探达到精查 但地质报告提供矿井水文地质类型为简单型 有关专家 学者也认为该矿矿井水文地质条件简单 所以 一直按水文地质条件简单型矿井进行管理 对矿井水文地质复杂性认知不够 53 针对矿井水文地质条件的复杂性 对矿井水文地质条件应进行重新评价 修编矿井地质报告 进一步进行地质勘探 采用多种手段查明矿井地质构造和矿井水文地质条件 进一步完善矿井水文观测系统 进一步查明赋水 富水区域 并根据具体情况采取相应的治理措施 确保矿井安全生产 54 许昌人 本次突水后带出的一科学重大发现 生活时间距今8万 10万年 处于现代人类起源的关键时段 活动范围在现河南省许昌市许昌县灵井镇一带 其身份有可能是从北京猿人一直延续下来的中国人种中的一环 灵井 顾名思义有井 这井其实是从十几万年前就开始流淌的地下泉水 几乎没有干涸过 长期以来 埋藏文化遗物的地层被积水浸泡 无法进行考古发掘 2005年4月 因遗址西南约7公里的一家煤矿透水 平禹煤电新峰一矿 致使包括灵井在内的几处泉水骤然断流 接着积水循泉眼回流 地下水位下降 原生地层出露 实属 千年等一回 河南省文物考古研究所迅速将这一重要情况上报 请求对这处史前遗址进行考古发掘 国家文物局批准了这一发掘项目 发掘面积300平方米 55 二 三门峡市陕县支建煤矿 7 29 透水事件成功抢险救援的启示2007年7月29日上午8时40分 中国铝业公司陕县支建矿业有限公司东风井发生透水事件 当时井下有矿工102人 事故发生后33人及时升井 69人被困井下 经生死 小时的紧张救援 指挥部的果断决策 参战人员的艰苦努力 通过大胆创新 齐心协力 精心组织 共同创造了一个科学施救的成功典范 56 阳光再次照到了 个鲜活的生命身上 升井的矿工重新投入了亲人的怀中 生命再次灿烂 喜悦大家分享 随着 名矿工的成功升井 一条条果断的决策 一项项科学的调度 一个又一个打破先例的救援创举 也将被浓墨重彩地写进历史 57 1 支建矿业有限公司基本情况中国铝业公司陕县支建矿业有限公司位于陕县王家后乡上庄村 其前身为陕县支建煤矿 该矿井是国内罕见的同时开采煤炭和铝土矿两种矿产资源的矿井 始建于1958年 煤炭开采年设计生产能力21万吨 核定生产能力14万吨 采用斜井多水平开拓 低瓦斯矿井 通风方式为中央并列式 于2005年9月改制为有限公司 现有职工414人 剩余可采储量782万吨 服务年限30年 58 矿区为山岭沟壑地貌 呈近东西向的铁炉沟河与支建矿业有限公司东风井井口相比邻 且横穿井田中央 走向距离远 横向呈 V 字型开阔发育 具有较强的汇水能力 东风井井口西300余米处是中国铝业公司废弃的铝土矿矿坑 该矿坑塌陷区向南延伸至铁炉沟河河床底部 因铁炉沟河河床底部标高大部分在 300以上 该区在一般气候条件下为贫水区 原本隔水性较好的铝土矿层因采掘大大降低了其隔水性和抗透水能力 导致了废弃的铝土矿矿坑具有短时的蓄水能力和其底部泻水的可能性 59 2 透水事故发生经过 月 日 时至 日 时 河南省三门峡市突降暴雨 降雨量 毫米 月 日凌晨 陕县支建地区大雨如注 山洪暴发 平日干枯的铁炉沟河顿时洪水咆哮 排山倒海的大洪水不断冲击河堤 时 分 负责防洪巡查的中铝矿业分公司员工张长兴 在铝土矿采区边界外 多米的河道 发现一个飞速旋转的漩涡 顺着漩涡洪水汹涌渗入地下 60 而就在此时 雨水在流经陕县支建矿业有限公司矿区的铁炉沟河中形成汹涌的洪水 流入中国铝业公司矿业分公司开采过的废弃铝土矿塌陷区和因废矿渣挤占河床致使河水上涨进入一个与河底相邻的废弃铝土矿坑中 日 时 分左右 铝土矿塌陷区和铝土矿矿坑中的积水通过支建煤业有限公司打有象征性三道 水闸墙 的废弃巷道溃入正在生产中的支建煤业有限公司矿井 肆虐的洪水流至二水平后沿轨道下山和皮带下山湍流而下 致使井下两条水平巷道和两条倾斜巷道被淹没 当班下井的 名矿工 经矿方立即组织井下人员撤离 只有 人解围升井 其余 人被困井下 生死未卜 危在旦夕 预计透水量4000立方米 淹没巷道600余米 水位稳定在 265米左右的位置 详见陕县煤业有限公司 七 二九 淹井事故模型图 61 62 3 透水事故抢救经过事故发生后 国务院领导同志作出重要批示 要求全力施救 科学施救 严防次生事故发生 确保被困矿工生命安全 河南省委省政府 国家安全生产监督管理总局 国家煤矿安全监察局负责人先后亲临现场 指挥组织抢险救援工作 共同研究部署了 一堵 二排 三送 的综合抢险救援方案 科学施救方案内容 即 堵 堵住地表洪水的泄露点 排 在井下安装水泵排除洪水和淤积物 送 向井下送压风 送氧 送牛奶 如图所示 63 图 64 一堵 A 堵河 7月 日深夜 武警河南省总队先从三门峡 洛阳等地调来300名武警官兵冒雨挺进铁炉河 武警官兵们冒着大雨在河床透水地段奋战了20小时 克服了事发突然 救援物资有限 水势湍急等重重困难 堵实了河床泄漏通道 保证了井下水位的稳定 为井下及时开展抢救工作创造了安全条件 65 B 堵雨 为减轻救援压力 抢险指挥部决定人工减雨干扰天气 三门峡气象局调来了 名气象专家 一台装有四要素自动站的气象车 三门三七高炮 门火箭炮和 多发炮弹 经两小时人工减雨作业 多发炮弹通过雷达定位后 定点发往高空 驱散了云层 成功地 拦截 了矿区西南方向的降雨 当天下午 支建矿区 公里左右范围内仅下了短时小雨 66 C 堵通道 河南省煤炭局安全管理处处长杨建增 曹瑞伟等领导在井下检查指导抢险救援工作时发现 原透水通道仍有一定的水量从一水平流向二水平被困人员灾区 马上命令有关人员在一水平车场进行堵截 并在车场架泵进行排水 经测定 被截水量为当时排水量的1 2左右 这一举措 减排节时1 3 使成功抢险救援工作提前了1 3的时间 67 二排 A 排水清淤 省煤炭工业局接到报案后 迅速启动了应急救援机制 按照 河南省煤炭行业突发公共事件应急预案 要求 立即通知邻近的义煤集团救护队 义煤集团的工程技术人员及专业骨干抢险队伍直奔事故现场参加抢险 及时安排相关的设备 物资迅速运往事故现场 义煤集团按指挥部指示全面承担抢险救援任务 井下清淤 排水 设备安装 68 经过救灾人员的艰苦劳动 截至8月1日8班 累计抢险时间76小时 修复巷道局部塌方5处 清理巷道45米 组织安装管道3躺 水泵3台 形成210立方米 时排水能力 改造井下供电系统 新铺设电缆2250米 累计排水约4860立方米 水位累计下降1 5米 69 B 排故障 在整个抢险救援过程中 多次出现各种各样的故障 一是排水系统 安装的第一趟排水管路因抗压强度低 在初次起动水泵时发生爆裂 另外象排水管路漏水 水泵不上水 电器开关不工作等故障义煤集团救护人员都一一进行了及时排除 二是 三条生命线 之一的压风管道在往井下压送面汤后发生了堵塞 被称为 7 29生命守护神 的矿山救护专家李震寰急中生智采取了有效措施 及时排除了压风管道不通的故障 三是 日下午 井下灾区一直与井上保持联系的电话突然中断 从没有下过井的陕县网通公司副总经理张建刚与硖石乡通讯所所长刘建设受命于危难之际 背着便携式查线机入井 走一处查一处 到第五处交换接口时发现了问题 立即对电话线进行了修复 又恢复了一条 生命线 70 三送 A 送风 送氧 送营养 巷道堵死后 新鲜的空气进不去 名矿工随时都有窒息的可能 必须想尽一切办法 把新鲜空气送进去 一大创举 氧气送进了死巷里 救援方案一定 当下最要紧的事 就是要首先保证井下矿工能吸到氧气 保住性命 但如何把氧气准确送到矿工所在的地方 让指挥部犯了难 就在指挥部紧急商议时 井下矿工的一个电话救了急 洪水刚下去 他们就割断了巷道里的压风管 拖到了大家身边 71 又一创举 送风管送进了牛奶 井下氧气保证了 可人的肚子怎么办 按照专家的说法 人三天不吃东西 就可能爬不起来 七天不吃东西 一般都会饿死 所以要保住矿工的命 必须还得让他们有东西填肚子 可有人又有了新的担心 一送牛奶 风不就送不成了吗 停风期间 井下氧气不够出了事怎么收拾 在技术人员仔细研究和精确计算的时候 指挥部紧急从义煤调来了 名专职风机司机 全面接管压风房 计算结果出来了 把 公斤牛奶送到井下 大约需要 分钟 而停 分钟的风 不会让井下出现大的问题 当机立断 经过高温消毒 过滤 牛奶顺着送风管道汩汩地流了下去 就这样 一条压风管 在送风 送氧的同时 又送奶 再次成为中国矿山抢险救灾史上一大创举 72 日 时 按抢险救援专家组制定的方案 在副省长史济春 省煤炭局副处长李震寰 曹瑞伟等领导的指挥下 井上救援人员顺利通过通风管道向井下送奶 公斤 名被困矿工获得了必要的营养供给 为抢救赢得了时间 B 送关怀 送亲情 送希望事故信息逐级汇报 很快传到中南海 惊动了党中央 国务院 党中央 国务院领导同志当即批示 要全力施救 科学施救 严防次生事故发生 确保被困矿工的生命安全 73 紧接着 又作出第二次批示 要求在前一段抢救工作的基础上 进一步按既定抢险方案 加大组织施救力度 切实防范出现新的险情 尽早救出被困矿工 在确保安全的情况下 工作推进越快越好 营救矿工越早越好 伤亡人员越少越好 努力做到无一人伤亡 74 四救 被困人员自救 日 时多 井下的曹百成刚站上高平台 猛然想到水中还有一根通向井上的压风管 有了压风管 能通风就有存活的希望 曹百成立即带着安检员宁保师等人又冲下水去 巷道的水已快淹到了脖子 曹百成艰难地回游了 多米 在水中找到这根 生命线 用电工刀砍断 奋力拖上高台 采煤队副队长朱年群第一个想到了用内线电话与外界联系 他发疯似地拨打着 一部电话没音 又冲到另一部电话前 还是没音 洪水在上涨 刚试过的一部电话 很快就被淹在了水里 75 危难时刻 一个 临时队委会 在地下深处成立 朱年群总负责 并与吉先发一起负责与井上联络 曹百成负责稳定人心 维修队副队长兰朝军 机电队班长张彦群 采煤队副队长何保民 分别负责各自队伍 安检员宁保师 郭石屯二人负责瓦斯监测和水位观察 把人员安置好后 队委会 成员商量 要把食物集中起来 这可能是井下最后一点救命食物 只能等最饥饿 最需要时使用 76 五 7 29 透水事件抢险救援成功经验 月 日 时 分 随着最后一名矿工被搀扶着走出矿井 河南陕县 支建煤业透水事故中 名矿工在被困 昼夜后全部生还 回顾这次事故抢险救援的4天 夜 名被困井下的矿工能够成功获救 确有许多经验值得总结 一是有一个 人命大于天 的处事理念 事故发生后 党中央 国务院高度重视 多次批示要求全力施救 科学施救 确保被困矿工生命安全 安监总局 河南省委 省政府主要领导都是事发当天冒雨赶到现场组织指挥救援 不惜一切代价 全力营救被困矿工 成为救援的最强音 77 二是有一套科学缜密的救援方案 抢险救援指挥部的领导和专家在科学分析后果断决策 制订了 一堵二排三送风 的救援方案 及时堵住肆虐的山洪 也就堵住了渗向矿井的洪水 两地同时施工 尽快清淤排水 打通了矿工生还的通道 不停地送风送氧 创造性地通过通风管输送牛奶 面汤 为矿工生存 等候救援奠定了基础 畅通的井下与地面电话联络 稳定了矿工情绪 坚定了他们获救的信心 78 三是有一支顽强拼搏的救援队伍 这次救援 武警官兵立了头功 他们冒着大雨和山洪激流 堵住了泄漏的河水 为井下被困的矿工们保住了宝贵的生存空间 救援队员昼夜作业 加快清淤排水进度 气象部门驱走方圆 公里的暴雨乌云 通信车 发电车 救护车现场随时待命 网通技术人员及时恢复井下电话 社会主义国家 一方有难 八方支援 的优越性在这次大救援中充分体现 79 四是有一批训练有素的煤矿工人 最后一名升井矿工是拓进队副队长 共产党员曹百成 也正是他在山洪袭入巷道时拼死抓着通风管往高处跑 为随后通风 送奶送水等创造了条件 名矿工在灭顶之灾面前没有惊慌失措 而是团结起来 组织起来 集中保管食物 集中使用矿灯 分组做思想工作 互相鼓励 坚定信心 有效地配合了地面救援抢险工作 80 事情发生后 指挥部制定了科学的救援方案 总结起来就是 这次抢险救援的成功主要是有三条生命线 一条是电话通讯 第二条生命线是3寸压泵管道 往井下送风送氧 第三条生命线是1寸半的压风管道 可以送牛奶送食品 三条生命线保证这次救援成功 这是在过去救护史上向来没有过的 81 六 7 29 透水事件原因分析及启示该事故是一起矿坑老巷导水事故 教训十分深刻 造成事故的根本原因 一是在于防治水安全意识淡薄 把水闸墙建成了密闭墙 一水平垂深只有50米 0 5Mpa的水压就冲垮了三道 水闸墙 二是技术资料严重缺失和失真 开采过的铝土矿找不到技术图纸资料 井下煤层开采采用地质罗盘定位 据矿方技术人员估计 被困人员的实际受困地点与图纸误差在30米左右 致使原定地面打孔施救方案无法进行 三是防治水工作欠缺 没有进行井下突水演练 在这次矿坑老空透水事故发生时没有使得里部人员及时撤退 以致于造成69人被困 82 但十分庆幸的是 由于抢险方案科学 组织得力 成功将被困的69名遇险人员安全救出 这是我国煤矿井下发生透水事故被困人员之多 且全部成功营救的典范 首先是事故抢险方案制定科学 组织严密 措施得力 二是巷道顶板完好 支护