广东梅州大兴煤矿20050807水害事故

广东省梅州市兴宁市大兴煤矿“8·7”特别重大透水事故原因分析 二○○五年八月二十八日2005年8月7日13时13分，广东省梅州市大兴煤矿发生特别重大透水事故，造成123人死亡，直接经济损失4391.02万元。事故发生后，依据国家有关法律法规，并报请国务院同意，于8月11日成立了由国家安监总局、监察部、公安部、国家煤监局、全国总工会、广东省人民政府组成的国务院调查组进行调查处理。一、矿井基本情况（一）煤矿演变过程1.矿井由来：二十世纪九十年代，在原四望嶂矿务局范围内，约有300处小煤窑开采。由于乱采滥挖，使国有煤矿失去了安全生产的基本条件，加之企业亏损严重，经广东省有关部门同意，将原四望嶂矿务局开采范围和有关资产有偿转让给民营企业继续经营生产，并由梅州市重新规划为大径里、梨树坑、东兴、大兴、大窝里和上丰煤矿6对矿井,大兴煤矿是其中的一个矿井。（四望嶂矿区平面图）2.建井情况：大兴煤矿是合伙煤矿企业，始建于1990年，原为一个主井和一个风井，位于原四望嶂矿务局一矿井田范围内，2003年将永丰煤矿一个井买来作为付井，形成现在的主井、副井和风井。3.生产情况：大兴煤矿是一矿两井生产，主井和副井生产管理相对独立，共用一个风井回风。主井和副井分别出煤。大兴煤矿煤炭生产许可证标明该矿能力为3万t/a，2004年实际生产原煤9万t。矿井全貌主井入口主井排水副井入口副井排水风井口风井风机（二）矿井概况1.地理位置大兴煤矿位于梅州市的兴宁市黄槐镇，在兴宁市和平远县交界处，南距兴宁市44km，北距平远县22km，东南距梅县64km。2.地质情况大兴煤矿为二迭系上统龙潭组含煤地层，走向东西，倾向南，倾角55°-75°，平均65°，属急倾斜煤层，井田范围东以F16断层为界，西以F1断层为界，开采深度-290m至-500m水平（大兴煤矿平面图）。3.水文地质情况大兴煤矿井田内共有6个相对含水层组和4个相对隔水层组，导水裂隙不发育，含水性较差，矿井本身水文地质条件较简单。但上部四望嶂矿区水淹区估算积水约1500～2000万m3，对现有矿井开采形成威胁（矿区立面图）。4.煤层情况大兴煤矿井田主要有五个煤层，自下而上分别为七煤、六煤、五煤、四煤、三煤），其中七煤和四煤为全井田可采，三煤为局部可采，六煤和五煤不可采。七煤厚度0～1.79m，平均0.91m，靠近F16断层附近煤层厚度变大，上距四煤平均距离为36.27m；四煤平均厚度为0.28～7.28m，平均厚度为3.54m，中间夹两层火成岩侵蚀层，厚0.3～0.6m，上距三煤平均间距28.42m；三煤厚度为0.04～4.02m，平均厚度为1.11m（剖面图）。5.矿井开拓方式大兴煤矿采用斜井开拓方式，主、副井和风井三条明斜井与暗斜井分三级延深至-480m水平。主斜井由地面+282m至-55m水平，第一级暗斜井由-55m水平至-290m水平，第二级暗斜井由-290m水平至-480m水平。副斜井由地面+356m至+42m水平，第一级暗斜井由+42m水平至-290m水平，第二级暗斜井从-290m水平至-480m水平。风井由地面+282m至+75m水平；第一级暗斜井+75m水平至-55m水平，第二级暗斜井-55m水平至-290m水平（直观图）。6.采煤方法大兴煤矿采用斜坡短壁采煤法，采用打眼放炮落煤工艺，自然垮落管理顶板，开采顺序为下行式。7.提升运输系统大兴煤矿采用三级提升,井下平巷采用人力推车。-480m水平煤炭通过第二级暗斜井提升到-290m水平，由第一级暗斜井分别提升到-55m水平或+42m水平，再由主、副井分别提升到地面。材料和设备下放与煤炭运输方向相反。8.通风系统大兴煤矿通风方式为中央并列抽出式通风，由主、副井进风，风井回风。9.监测监控系统该矿是低瓦斯矿井，没有瓦斯抽放系统，也没有安全监测监控系统，只有个体瓦斯检查员巡回监测。10.排水系统大兴煤矿深部设计正常涌水量150m3/h，最大涌水量200m3/h。矿井分三级排水。-480m水平的水先排到-290m水平，-290m水平分别排到-55m水平和+42m水平，再分别通过主、副斜井排至地面。（三）矿井水淹区下开采的形成过程1.水淹区的形成1999年11月，因小煤窑开采破坏，当年降水量大，矿井排水能力不足及排水费用过高，各矿生产采区被淹，井下巷道大量积水，为了保护矿井不被淹掉和减少排水费用，各矿均在-180m水平以上各水平构筑了井下堵水闸墙，六对矿井共构筑29处堵水闸墙，使-180m水平以上老空区逐步充满矿井水，从+262m平硐溢出，形成水淹区。2.水淹区下部开采的形成2000年5月大兴煤矿（原永丰煤矿）委托有关单位编制完成了《永丰煤矿延深方案设计》和《防水闸墙施工计算咨询》，2001年2月26日由广东省经贸委审查通过该设计。该矿从-180m水平至-290m水平留设垂高110m防水安全煤柱，延深开采水淹区下深部煤炭资源。二、事故发生经过2005年8月7日13时15分，大兴煤矿主井突然停电，考虑上部水淹区防水安全煤柱-290m标高以下高压线路和电器设备较多，再加上透水速度迅猛，推断透水时间应在8月7日13时13分左右。透水发生后，主、副井井筒均有雾气冒出，出现反风现象。13时30分，矿长何云山在副井调度室接到-290m水平西三暗斜井绞车房（-281m）电话说：“水很大，我跑不出去了，……”，但话未说完电话就断了，说明此时水已涨至-281m绞车房。14时，水已涨至离主井口斜长80m，此时水位为+245m。透水后原四望嶂一矿明斜井水位从+262m降至+255.5m，下降6.5m。经专家估算，矿井总透水量约为25万m3（直观图）。三、抢险救灾经过事故发生以后，党中央、国务院领导同志做出重要批示，要求全力以赴抢救被困人员，并保证抢险救灾人员的安全。国家安监总局李毅中局长及国家煤矿安全监察局赵铁锤局长等领导率领有关人员于8月8日凌晨5：40到达事故现场。广东省委、省政府主要领导及时赶赴现场，组织抢险救援工作，立即组成由副省长游宁丰任总指挥的事故现场抢险救援指挥部，迅速启动重特大安全事故应急预案。来自广东省、梅州市、兴宁市党委、政府和有关部门以及各方面每天500余人参加抢险救援，并聘请了国内有关技术专家组成专家组，提供技术服务。广东省迅速向江西、河南、中煤排水站请求支援，调集了6台大流量高扬程潜水泵，以及19名专业技术人员投入抢险排水。8月9日19：20分主井水泵排水，8月15日3：40分副井、风井相继排水。截止8月23日，共排水46万立方米，发现6具遇难矿工尸体。四、事故发生的时间经调查有关人员和专家组鉴定，认定事故发生时间为：2005年8月7日13时13分。五、事故类别这是一起透水事故。主要依据是：1.8月7日14时，主井被淹至+245m，突水量大且迅猛。2.事故发生后，+262m平硐水流突然断流，8月12日22时，+262m平硐水位为+253.5m，水位下降8.5m，说明-180m以上老空水淹区的积水溃入大兴煤矿。六、事故的直接原因经调查和专家组技术鉴定，认定在主井东翼四煤-400m石门以东150m附近，由于煤层倾角大（75°左右）、厚度大（3～4m），小断层发育，煤质松散易塌落，-290m水平以下在生产过程中煤层均发生过严重抽冒。在此抽冒严重的情况下，大量出煤，超强度开采，致使－290m水平至-180m水平防水安全煤柱抽冒导通了-180m水平至+262m水平的水淹区，造成上部水淹区的积水大量溃入大兴煤矿，导致事故的发生。（一）煤层抽冒调查情况矿井东翼-290m石门东侧四煤厚度3～4m，倾角大(75°左右)，较松散，小断层发育，易发生抽冒，在-290m水平石门东侧约35m处，四煤曾发生抽冒,抽冒高度达5m左右；在同一位置的-320m水平石门以东2个反眼（约100m）和-360m水平暗斜井以东4个反眼，四煤也均发生了抽冒。此外，在2005年3月至4月，东翼-400m石门以东150m处，也发生过四煤大规模抽冒，其抽冒煤量约2000车煤（1.5吨/车），抽冒后，在-360m水平巷道向下能看见宽8m、深10m的大坑，向上可看见2~3m的抽冒带，并有滴水现象，估算水量每天5公斤左右，此后，该地段继续抽冒，2~3个月后，发现原塌陷大坑已被抽冒的四煤所充填，且塌陷的煤较潮湿。另据2005年6～7月矿井东翼四煤采掘立面图（剖面图），可明显看到在-400m水平第5反眼处已形成了发育至-290m水平以上的抽冒带。以上证实在-400m石门以东150m地段的四煤在-290m以下各水平开采时，都发生了大量的抽冒现象，使-290m至-180m防水安全煤柱被破坏。（二）透水地点的认定分析认定，透水点在矿井东翼-400m石门以东150m附近的-290m水平四煤，其主要依据是：1.该区域煤层厚、出煤多，曾多次发生抽冒矿井西翼煤层较硬，据了解没有发生过抽冒；中部煤层较薄，未进行大规模开采；矿井东翼-400m石门四煤厚度3～4m，倾角大(75°左右)，较松散，小断层发育，易发生抽冒，是该矿的主要产煤区。从2004年到透水淹井前，在东翼-400m石门东侧-400m水平以上各水平都在出煤，且出煤量较大，在8月7日13时13分透水事故发生前的8月7日早上在该地区还采出70～80车煤（1.5吨/车）。2.事故前该区域开采强度大矿井西翼小断层发育，且瓦斯较大，煤层较硬，开采规模不大；矿井中部煤层厚度较薄，不便于开采；而矿井东翼煤层倾角大（60°～80°）、厚度大、煤层松散、易塌落，是该矿的主要采煤区，而且开采强度一直很大。在-400m水平的一个反眼处放出了8000车煤（1.5吨/车）。3.该区域离F16断层较近，小断层发育、煤层倾角大易抽冒东翼-400m石门以东150m处距离F16断层仅100m左右，F16断层为逆断层，断距90m，该处-290m水平的四煤小断层发育，煤层比较松散，且此处四煤倾角是全矿井最大的地方，平均煤层倾角达75°左右，近似直立，易抽冒。由于各水平煤层均已发生抽冒，以致-180m水平至-290m水平防水安全煤柱被抽冒破坏，导通了四望嶂矿区-180m至+262m水淹区积水，造成水淹区积水溃入大兴煤矿。（三）透水水源的分析认定该矿发生透水后，+262m平硐水流突然断流，据8月12日22时观测，水位降至+253.5m，水位下降8.5m；8月10日23时在原四望嶂一矿明斜井观测，原+262m水位线痕迹明显，实际水位已降至+255.5m，水位下降6.5m；此外据舒世叶等三位生还矿工介绍，水很臭；说明此次突水水源为-180m至+262m水淹区水。综合分析认定，大兴煤矿透水地点为在矿井东翼-400m石门东150m的-290m水平四煤处，水的来源是四望嶂矿区-180m至+262m水淹区积水。（四）透水量的计算据专家组测算，该矿历年所产煤炭共约38万吨，煤的比重为1.9t/m3，采空区充水系数按1计算（因采后顶板不冒落），据专家组计算采空区体积约20万m3，巷道容积约5万m3，因此该矿透水量约25万m3。据调查了解，8月7日13时13分发生透水事故，至13时30分，矿井被淹至-281m，透水量达23.1万m3，据此估算此段时间的透水强度约为1.36万m3/min；从13时30分至14时，矿井被淹至+245m，此时间段透水量约1.9万m3，估算此段时间的透水强度约为633m3/min，经专家组计算矿井透水量约为25万m3，最大透水强度约为1.36万m3/min。八、事故防范措施及建议1.对开采区域上部采空区有积水的矿井，必须先排空采空区积水，方可进行采掘活动，否则不许生产。2.矿与矿之间要按《煤矿安全规程》规定留足矿界煤柱，矿井内设计的其它各类保安煤柱，一定要严格保护，如有煤柱垮塌都应及时维护，并停止出煤，更不能去偷采煤柱。3.对有水害危险的矿井，一定要配备相应的探放水设备，对工作面有疑点的，应采取“先探后掘，先掘后采”的原则。4.煤矿企业发现有重大隐患时,应及时当地政府，在隐患解决之前，企业不得进行生产。5.停产整顿煤矿在停产整顿期间，要严格按制定的整改方案进行整改，防止停而不改，利用整改之名违法出煤生产。6.煤矿必须依法生产，依法经营，要按照规定范围开采，没有“四证一照”的矿井不得开采。7.认真落实安全生产责任制，杜绝违章指挥、违章作业。煤矿企业的矿长及其他管理人员，一定要牢固树立“安全第一、预防为主”的思想，要严格执行各项规章，有事故隐患及主要危险源存在的矿井，发现问，要及时整改，把事故消灭在萌芽之前。8.矿井要按核定的生产能力生产，不得超能力生产。《煤矿安全规程》第二编第六章防治水部分第37号局长令2011年3月1日起施行第二百六十二条修改为：“受水淹区积水威胁的区域，必须在排除积水、消除威胁后方可进行采掘作业；如果无法排除积水，开采倾斜、缓倾斜煤层的，必须按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中有关水体下开采的规定，编制专项开采设计，由煤矿企业主要负责人审批后，方可进行。”增加一款，作为本条第二款：“严禁在水体下、采空区水淹区域下开采急倾斜煤层。”《煤矿防治水规定》第28号局长令2009年12月1日起施行第一百零七条临近水体下的采掘工作，应当遵守下列规定：（一）采用有效控制采高和开采范围的采煤方法，防止急倾斜煤层抽冒。在工作面范围内存在高角度断层时，采取有效措施，防止断层导水或者沿断层带抽冒破坏；（二）在水体下开采缓倾斜及倾斜煤层时，宜采用倾斜分层长壁开采方法，并尽量减少第一、第二分层的采厚；上下分层同一位置的采煤间歇时间不小于4-6个月，岩性坚硬顶板间歇时间适当延长。留设防砂和防塌煤（岩）柱，采用放顶煤开采方法时，先试验后推广；（三）严禁在水体下开采急倾斜煤层；