平煤集团四矿“5.15”矸石山自燃崩塌灾害分析

平煤集团四矿平煤集团四矿 5 155 15 矸石山自燃矸石山自燃 崩塌灾害分析崩塌灾害分析 2005 年 5 月 15 日 19 时 40 分和 5 月 16 日 1 时 06 分 平 煤集团四矿矸石山先后发生两次自燃崩塌灾害 共造成 8 人遇 难 123 人受伤 其中 6 人伤势较重 15 人因吸入热气流呼吸 道受伤 手术处理后疗效明显 伤情稳定好转 直接经济损 失约 1000 万元 一 矸石山概况一 矸石山概况 该矿于 1955 年 11 月开工 1958 年 8 月建成投产 矿井 设计能力 1 2mt a 2003 年核定生产能力 2 9mt a 2004 年实 际生产原煤 280 9 万吨 该矿矸石山自 1955 年矿井开工以来 自北向南不断堆积 至 2005 年 5 月 矸石山堆积南北长约 300m 东西宽约 250m 最大堆积高度 74m 占地面积 5 4 万 m2 体积 130 万 m3 矸石山以南 20m 毗邻市北环路 北环路 以南 80m 为居民区平房 二 灾害发生及抢险经过二 灾害发生及抢险经过 2005 年 5 月 15 日 19 时 40 分 该矿矸石山因降暴雨发生 自燃崩塌 造成矸石山以南 100m 外居民区平房不同程度受损 其中 第一排 18 间平房受损严重 房中人员被埋压 矸石及粉 尘被抛掷在东西宽 80 多米 从矸石山中心向西南方向最远 310m 的扇形范围内 矸石平均堆积厚度达 0 3m 其中受损严 重的平房附近矸石及粉尘量平均厚度达 1 1m 崩塌矸石体积约 1 7 万 m3 灾害发生后 该矿立即成立了抢险救灾指挥部 制定了抢 险救灾方案 调集矿山救护大队和该矿干部职工进行抢险 市 消防支队也进行了抢险增援 抢险人员按照分组安排 每半小 时轮班到平房中抢救被埋人员 在组织抢救被埋人员的同时 设立险情观察人员 遇险情及时发出警报 在现场条件复杂 险情依然存在的情况下 经过艰苦努力 至 5 月 16 日 1 时 共 救出 31 名遇险群众 并被及时送往医院救治 其中 3 人经抢救 无效死亡 由于天黑下雨 埋压人员情况不明 抢救过程异 常艰难 16 日零时以后 再次骤降暴雨 1 时零 6 分左右 矸 石山突然再次发生喷发 大量热气浪夹带高温粉尘喷向抢救现 场 尽管已发出紧急撤退信号 仍有部分抢险人员在撤退过程 中不同程度被热浪灼伤 5 月 16 日 18 时 搜救抢险工作结束 这次灾害共造成 36 人受困 经全力抢救 28 名受伤人员获救 其余 8 人遇难 另 有 95 名抢险人员不同程度受伤 三 灾害性质认定三 灾害性质认定 1 煤矿矸石山自燃是一种比较常见的自然现象 甚至发 生过一定的动力现象 多年来并没有引起人们的重视 2 煤矿安全规程 煤矿设计规范 等行业规章对 矸石山设置只规定了与进风井口距离不小于 80m 对于其它日 常管理没有提出明确要求 3 灾害调查组现场勘查认为 可以排除人为因素 本次 灾害具有一定的不可预见性 综上所述 可以认定这是一起煤矿矸石山自燃崩塌灾害 四 灾害原因分析四 灾害原因分析 1 由于矸石山内部长期自燃 积蓄大量热能 骤降暴雨 时大量雨水注入火区 致使内部高温矸石遇水后发生物理化学 反应 1 高温使大量雨水变成水蒸气 使矸石山内部的压力 迅速增高 2 根据矸石燃烧后出现的铁红色现象分析 矸石 山内部的温度至少达到 800 因此 当雨水注入矸石山后 部 分水分解 与 co h2s 等气体混合 产生爆炸 加之其它原因 导致矸石山崩塌 喷发 2 第一次崩塌后 矸石山局部表层被剥离 内部高温矸 石与大气大面积接触 燃烧加剧 5 个小时后暴雨又一次骤降 致使矸石山上部的能量再次聚积 产生第二次喷发 五 事故教训与对策五 事故教训与对策 目前全国国有重点煤矿煤矸石的总积存量已达 40 亿 t 以 上 形成矸石山 1500 多座 其中有 200 多座自燃 占地 1 2 万 ha 平煤集团现有矸石山 29 座 其中正在使用的矸石山 21 座 废弃不用的 8 座 并有 7 座矸石山发生程度不同的自燃 尽管 煤矿矸石山自燃崩塌灾害在国内外曾经有所发生 但对其发生 机理 预防及治理方法等还没有深入研究 我国有关规程 规 范对此未做明确规定 人们对其危害的认识与重视程度还不到 位 本次矸石山自燃崩塌灾害的教训是 煤矿矸石山自燃崩塌 灾害在国内外曾经有所发生 但对其发生机理 预防及治理方 法等还没有深入研究 我国有关规程 规范对此未做明确规定 人们对其危害的认识与重视程度还不到位 教训非常深刻 为 防止类似灾害发生 提出如下对策建议 1 对自燃矸石山通过清除火源 降温 隔氧等途径进行 综合治理 具体方法包括挖掘熄灭法 表面封闭法 覆盖法 喷浆法 灌注法 深部注浆法 推平压实法等 2 采用石灰乳灭火 可利用石灰中所含的 cao 在遇水后 生成的 ca oh 2 与煤矸石自燃产生的 so2 co2 等有害气体生 成不溶于水的 caso4 caco3 等 而且在高温下 ca oh 2 能与 矸石中的 al2o3 fe2o3 等形成的胶体状物质同前述盐类形成一 层较致密的隔氧层 达到灭火的目的 通过覆盖 一方面降低 矸石的透气性 供氧量 另一方面可防止煤矸石自燃后的蔓延 扩大 3 对已发生自燃的矸石山 在初期发生局部自燃时 可 采取挖掘法处理 清除自燃体 防止自燃蔓延扩大 4 在矸石山上可采用深孔注入 mea l 等灭火材料进行灭 火 然后采用注入黄土 石灰浆或乙炔渣与粉煤灰等混合浆液 以隔绝供氧 防止复燃 严禁直接注入大量清水灭火 5 国内外资料表明 矸石堆放的自燃安息角一般为 38 40 如果矸石山堆积过高 坡度过大或受到人为开挖 当 受到暴雨侵蚀 产生内部高压时 容易形成崩塌 滑坡 渣石 流等灾害 因此 应注意避免上述现象出现 保持矸石山的自 然稳定 6 对正在自燃的矸石山 应建立预警制度 在矸石山一 定范围设置警戒线 警戒范围内不得有工业和民用建筑 无关 人员不得入内 7 为防止类似灾害的发生 建议有关方面进行联合攻关 加大对煤矿矸石山自燃崩塌灾害发生机理 预防及治理方法等 问题的研究 补充 完善有关规程 规范