煤矿水害事故剖析 及防治工作
国家煤矿安全监察局调查司 赵苏启
二○一三年七月十日
煤矿水害事故剖析及防治工作
一、2012年煤矿水害事故分析及典型案例
二、全国煤矿水文地质类型划分结果
三、2013年煤矿水害防治重点工作
一、2012年全国煤矿水害事故 分析及典型案例
(一)基本情况
2012年,全国煤矿发生水害事故24起、死亡122人,同比减少20起、70人,分别下降45.5%和36.5%,占全国煤矿事故总起数的3.1%,占全国煤矿总死亡人数的8.8%。
其中较大水害事故8起、死亡50人,同比减少8起、28人,分别下降50%和35.9%,发生重大透水事故5起、死亡57人,同比减少1起、28人,分别下降16.7%和32.9%。
5起重大水害事故
1. 吉林省蛟河市丰兴煤矿“4·6”重大透水事故(死亡12人)
2. 山西襄垣七一善福煤业有限公司“4·12”重大透水事故(死亡11人)
3. 贵州省铜仁市沿河土家族自治县谯家镇新生煤矿“4·26”重大透水事故(死亡11人)
4. 黑龙江省鹤岗市峻源二煤矿“5·2”重大水害事故(死亡13人)
5. 黑龙江省七台河市福瑞祥煤炭有限责任公司八井“12.1”重大水害事故(死亡10人)
(二)主要特点
1.事故总量所占比例小、但较大以上水害事故所占比例大。较大水害事故占全国煤矿较大事故的11.3%和14.2%;重大水害事故占全国煤矿重大以上事故的31.3%和20.9%。
(二)主要特点
2.乡镇煤矿水害事故所占比例大。发生较大以上水害事故中,乡镇煤矿发生9起、死亡75人,占较大以上水害事故的69.2%和 70.1%;国有煤矿发生4起、死亡32人,其中,1起是国有企业兼并的煤矿,1起是主体非煤矿企业兼并的煤矿。5起重大水害事故有4起发生在乡镇煤矿。
(二)主要特点
3.透水事故的主要水源为老空(窑)区积水。发生的较大以上13起水害事故中有12起是老空(窑)透水造成的,占92.3%;另1起是由于地表塌陷坑积水及上覆冲积层的水和泥沙溃入井下。有3起透水事故与地面连续降雨造成老空积水增多、水压加大而引发井下溃水。
(二)主要特点
4.水害事故发生时间相对集中。13起较大以上水害事故中,有7起发生在4、5月份,占53.8%;重大水害事故有4起发生在4、5月份,占80%。
(二)主要特点
5.少数地区水害事故相对多发。发生较大以上水害事故中,黑龙江发生3起、死亡30人,贵州发生2起、死亡19人,山西发生2起、死亡19人,三省占全国煤矿较大以上事故的53.8%和63.6%。发生重大水害事故中,黑龙江2起、死亡24人,吉林1起、死亡12人,贵州1起、死亡11人,山西1起、死亡11人。
(二)主要特点
6.水害瞒报谎报迟报事故多。较大以上水害事故中,有6起水害事故瞒报迟报、死亡50人,占较大以上水害事故46.1%和46.7%。其中黑龙江发生2起、山西发生2起、湖南发生1起、辽宁发生1起。
(三)原因分析
1.没有开展防治水工作。未建立防治水机构、没有配备专业技术人员及装备,不落实防治水措施,不开展水文地质调查工作,不按照批复的设计组织施工。重生产轻安全思想严重,在掘进和生产过程中不进行探放水,盲目组织工人施工。2012年13起较大以上透水事故中有9起没有开展防治水工作。
案例13:贵州省铜仁市新生煤矿“4.26” 透水事故(11人死亡)
该矿属资源整合技改矿井,设计生产能力9万吨/年。在整合技改期间,擅自改变设计方案组织施工,先后布置了4条上山和2条下山进行非法巷采(该区域为采区设计布置的防隔水煤柱),在上山采煤过程中,二、三、四上山均出现过煤体湿润、空气变冷等透水预兆,但该矿仅将水患威胁严重的上山用黄泥堵住,没有消除重大水害隐患。
事故的直接原因
该矿井田内及周边存在采空区并大量积水,擅自开采防隔水煤柱,在已有透水预兆的情况下,违章指挥、冒险进行巷采出煤,放炮引发采空区积水涌出导致透水事故发生。
存在的主要问题
一是非法转包组织生产;
二是没有设立防治水机构、配备专业技术人员,不开展探放水工作;
三是未按规定对职工进行防治水专项培训。
2.防治水工作不到位
一些企业虽然也进行水害隐患排查,开展了防治水工作,但未按照《煤矿防治水规定》和《煤矿安全规程》的要求严格执行,相关措施执行不到位,现场管理和督促检查不力,隐患排查治理不彻底。
案例14:吉林省蛟河市丰兴煤矿“4.6” 透水事故(12人死亡)
该矿为私营企业,生产能力6万吨/年,证照齐全有效,为正常生产矿井,技改矿井已通过验收。
事故原因
直接原因:该矿在掘进过程中掘透采空区积水,引发事故。
存在的主要问题:一是水患排查治理不彻底,也进行了探放水,但没有进行效果评价,老空积水5.9万m3,实际只放出0.8万m3;二是安排人员在受水威胁下部进行作业;三是测量资料有误差,致使开采了防隔水煤柱;四是没有按照《煤矿防治水规定》要求成立防治水机构、配备专业技术人员和开展水害预测预报工作。
3.超层越界开采
没有作业规程、没有进行探放水、盲目掘进引发透水事故。黑龙江峻源二矿“5.2”、湖南茄莉冲新井矿“7.4”和黑龙江福瑞祥公司八井“12.1”等3起透水事故都是由于矿井超层越界、没有防治水措施而发生了透水事故。
案例15:黑龙江七台河福瑞祥煤炭公司八井“12.1”透水事故(10人死亡)
事故直接原因:非法越界开采工作面与废弃井筒距离只有1.2m,废弃井筒积水压垮煤柱溃入井下,透水量约3.4万m3。
存在主要问题:非法越界340m,打密闭逃避监管,界外作业无作业规程,没有进行探放水工作,煤矿管理人员“人、证、岗”不符。
4.井田内废弃井筒治理不彻底
兼并重组煤矿井田内的废弃井筒一旦积水将成为重大隐患,如果不及时进行治理,将引发透水事故,如河南裕隆源通“4.14”、黑龙江嘉艺煤矿“9.22”和福瑞祥公司八井“12.1”透水事故都与井田内废弃井筒有关,应当引起高度重视。
5.雨季“三防”措施不落实
雨季前隐患排查治理不到位,不能有效排查井田内地表水、塌陷坑和废弃井筒等隐患,井下发现水害征兆时没有严格执行停产撤人制度。
案例16:黑龙江鹤岗市峻源二煤矿“5.2”水害事故(死亡13人)
该矿为私营煤矿,设计生产能力6万吨/年,“五证一照”齐全。
事故的直接原因
该矿越界进入已闭坑的原峻德矿多种经营公司一井范围复采17#煤层(原峻德矿多种经营公司一井开采后,地表已大面积下沉,并形成较大面积的塌陷坑,由于近期降水较大,地表塌陷坑充满积水,上覆冲积层含水达饱和状态),采煤工作面放顶后,采空区上覆岩石发生冒落,在上隅角与地表塌陷坑冒通,地表塌陷坑积水及上覆冲积层的水和泥沙溃入井下,导致水害事故发生。
存在的主要问题
一是煤矿企业无视国家法律法规,非法越界开采,且用假规程、假图纸逃避安全监管;
二是煤矿企业主体责任不落实,连续降雨,没有对塌陷坑积水进行巡查;
三是煤矿从业人员“人、证、岗”不符,且矿长无证上岗,特种作业人员配备不足。
6.出现透水征兆撤人不及时
对职工培训不到位,发现透水征兆仍组织作业。2012年有5起透水事故都出现明显的透水征兆,由于撤人不及时而发生伤亡事故。
案例17:山西襄垣七一善福煤业“4.12”透水事故(11人死亡)
该矿属资源整合矿井,为地方国有煤矿,批准能力90万吨/年。
事故发生后,该矿谎报事故发生时间和被困人数,上报被困人员9人。
事故的直接原因
该矿设计布置12-2皮带巷时,在已查明原兴安煤矿历史上越界开采,存在采空区积水威胁的情况下,未进行探放水;12-2皮带巷在掘进过程中也没有采取探放水措施;且在工作面已出现明显透水征兆时,未及时撤出人员,采空区积水突出,冲淹巷道,造成人员死亡。
存在的主要问题
一是违反规定冒险作业,不执行《煤矿防治水规定》,在巷道掘进中不进行探放水;二是在事发当晚掘进工作面出现明显透水征兆的情况下,没有及时撤离作业工人,强令工人冒险作业;三是在相关证照过期后,以维修名义组织生产。
7.技术服务机构提供的 地质资料不符合实际
一些技术服务机构不负责任,不认真开展水文地质调查工作,就作出不符合实际的技术报告;一些企业过于依赖技术服务机构的结论,不开展防治水工作,导致透水事故发生;一些企业由于测量部门工作不认真,测量资料有误,导致开采了防隔水煤柱,引发透水事故。
典型案例
如湖南茄莉冲新井矿“7.4”、山西陆合集团基安达煤业公司“8.1”和黑龙江嘉艺煤矿“9.22”透水事故由于中介机构提供的技术报告不符合实际引发透水事故。吉林丰兴煤矿“4.6”和中煤集团孔庄煤矿“4.10”透水事故由于测量资料有误,导致开采了防隔水煤矿引发透水事故。
2013年1-5月份水害情况
全国共发生10起、死亡47人,同比下降28.6%和35.6%。
较大事故:4起、死亡21人,同比上升。
重大事故:1起、死亡18人,同比下降。
淹井1起:淮北矿业集团桃园煤矿“2.3”淹井事件
龙煤集团鹤岗分公司 振兴煤矿“3.11” 溃泥水事故(18人)
直接原因:在多条不同力学性质断裂构造相互错动破坏背景条件下,近距离特厚两层煤综放重复采动导致顶板覆岩抽冒破坏带出现了异常发育高度,覆岩关键层断裂,沟通了形成泥石流物源的结构松散且破碎带宽的F13断裂带与含水砾岩物质和形成泥石流流体介质的含水砾岩地下水,是形成泥石流的直接因素。3月1日~3月10日期间井下巷道清淤扰动,成为发生井下泥石流的间接诱发因素。
现场实拍照片
二、全国煤矿水文地质类型 划分结果
(一)类型划分结果分析
截止2012年6月30日,全国各地上报矿井数量为12985个,其中有11504个矿井开展了矿井水文地质类型划分,占矿井总数的88.6%。北京、江苏、湖北和新疆等4个地区所有煤矿都开展了水文地质类型划分;安徽、福建、山东、河南、湖南、云南、陕西、甘肃等8个地区开展类型划分超过了95%。
煤矿水文地质类型划分结果
11504个煤矿水文地质类型划分结果:极复杂型78个、复杂型827个、中等型4141个、简单型6458个,分别占0.68%、7.19%、36%、56.14%。
四种水文地质类型矿井所占类型 划分矿井比例图
水文地质类型复杂、极复杂型煤矿
水文地质类型复杂、极复杂型煤矿共905个,主要分布在:山西、黑龙江、安徽、山东、河南、湖南、重庆、四川、贵州等地区上述9个地区占全国煤矿复杂、极复杂矿井总数的74.3%。这些地区常发生重特大透水事故,是煤矿防治水工作重点监管监察的地区。
(二)矿井涌水量及富水系数的分析
据统计,全国煤矿正常涌水量为每小时63.25万m3,最大涌水量为每小时119.98万m3。全国矿井每年排水达71.7亿m3。
排水量每年超过2亿m3的地区有:河北、山西、内蒙古、黑龙江、江西、山东、河南、湖南、重庆、四川、贵州、云南和陕西等13个地区,约占全国排水量的83.2%。
矿井最大涌水量
全国共有61处矿井正常涌水量超过1000m3/h,井工矿涌水量最大的是陕西锦界煤矿,正常涌水量为4900 m3/h,最大涌水量为5499 m3/h;其次是河南焦煤集团演马庄煤矿,正常涌水量为4500 m3/h,最大涌水量为5400 m3/h。露天矿最大的是内蒙古元宝山煤矿,正常涌水量为11250m3/h,最大涌水量为12500 m3/h。
矿井正常涌水量超过1000m3/h的主要地区有:河南18处,河北11处,山东7处。
矿井正常涌水量与 最大涌水量差距意义
矿井正常涌水量与最大涌水量差距越大,表明地表水与井下沟通较好,如南方在雨季井下涌水量急增,矿井必须有足够的备用水泵,否则,将造成淹井。如果发生暴雨洪水,最好措施是停产撤人,暴雨之后,开展隐患排查后,再进行恢复生产。
矿井正常涌水量与 最大涌水量差距意义
全国矿井最大涌水量与正常涌水量之比为1.90,最大涌水量超过正常涌水量1倍的地区有:福建、江西、湖北、湖南、广西、重庆、四川、贵州、云南等9个地区,大部分是南方地区。广西矿井最大涌水量是正常涌水量的3.02倍,为全国之最。重庆三汇二矿正常涌水量657m3/h,最大涌水量13250m3/h,最大涌水量是正常涌水量的20.2倍;广西合煤公司东矿斜井,正常涌水量1860m3/h,最大涌水量11500m3/h,最大涌水量是正常涌水量的6.2倍。
富水系数
富水系数是指生产矿井在某时期排出水量与同一时期内煤炭产量的比值。全国煤矿富水系数为2.04m3/t,即每生产1吨煤需要排水2.04m3。富水系数超过5的地区有:广西、湖北、重庆、江西、湖南、福建、四川等7个地区,最大的地区是广西为22.55,其次是湖北为12.47。
(三)防治水机构及专业人员分析
全国共有煤矿防治水机构10559个,平均每个矿井为0.92个,表明一些矿井没有成立防治水专门机构。每个矿井都成立防治水机构的地区有:北京、福建、山东、江苏等地区。广西、陕西成立防治水机构不到70%。
(三)防治水机构及专业人员
全国共有防治水专业技术人员18748名,平均每个矿井1.63名。北京、河北、山西和山东专业技术人员配备较多。辽宁、湖北、广西地区每个矿井平均不到1人。
(四)探放水工及探放水 钻机的分析
全国共有持证探放水工42181名,平均每个矿井有3.67名。北京、河北、山东和河南平均每个矿井探放水工超过10名;福建、江西、湖北、湖南、四川、云南、甘肃、青海、新疆及新疆建设兵团平均每矿不到2名。
(四)探放水工及探放水 钻机的分析
全国共有探放水钻机23828台,平均每个矿井有2.07台。北京、河北、山西和江苏每矿配备超过4台;广西、甘肃平均每个矿井不到1台探水钻机。
(五)我国煤矿水害分区及特点
1.华北石炭二叠纪煤田的岩溶—裂隙水水害区。主要分布在阴山—燕山—沈阳—辉南—和龙一线以南、秦岭—大别山—张八岭以北、贺兰山—六盘山以东、东濒黄海的区域。主要聚煤期为石炭二叠纪,其次为早、中侏罗纪。属于亚湿润—亚干旱气候区,降雨量600-1000mm约占70%,200-600mm约占20%。
1.华北石炭二叠纪煤田的 岩溶—裂隙水水害区
其特点是矿井涌水量大,排水费用较大,最大突水量达2053m3/min,矿井安全时刻受到奥灰水或寒灰水的严重威胁。主要地区有:河北、山东、河南、安徽、江苏等地区,随着向深部的开采,山西、内蒙古、陕西也逐步受到煤层下部承压水的威胁。位于黄淮平原中的煤田,上覆有巨厚的新生界松散含水层,给井筒施工及浅部开采造成一定困难。老空透水事故在该地区也常发生。
2.华南晚二叠纪煤田的岩溶水水害区
主要分布在秦岭—大别山—张八岭以南、西昌—昆明以东的区域。主要聚煤期为晚二叠纪,其次为晚三叠纪。晚二叠纪的煤田底部是茅口灰岩,上部还广泛覆盖着长兴灰岩。属于湿润气候区,降雨量1200-2000mm约占95%以上。
2.华南晚二叠纪煤田的岩溶水水害区
其特点是矿井突水很频繁,经常影响生产或淹井,矿井正常涌水量较大,突水量也较大,需负担巨额排水电费;地面塌陷严重,井下常突出黄泥堵塞井巷。矿井安全时刻受到严重威胁,雨季更危险。如湖南、江西、四川、贵州等地区既受到煤层顶底板岩溶水的威胁,又受到采空区、兼并重组、关闭小煤矿的老空积水影响。
3.东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区
主要分布在阴山—燕山—沈阳—辉南—和龙一线以北、内蒙古狼山以东的区域。主要成煤时代为侏罗—早白垩纪,其次为古近纪。属于湿润-亚湿润气候区,降雨量400-600mm约占60%,600-800mm占25%左右。
3.东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区
其特点是水灾一般不影响生产,但部分矿区受地表水和第四系松散层水的危害较重。该区域主要受老空(窑)积水的影响较大,特别是黑龙江省鸡西、七台河等矿区经常发生老空透水事故。
4.西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区
主要分布在贺兰山—六盘山以西、昆仑山以北区域。主要聚煤期为早、中侏罗纪,其次为晚三叠纪及晚石炭纪。属于干旱气候区,降雨量25-75mm占40%,75-100mm占40%,100-400mm占20%。其特点是本区严重缺水,存在供水问题,主要水害是老空(窑)水,少部分矿区有地表水害。
5.西藏—滇西中生代煤田的 裂隙水水害区
主要分布在昆仑山以南、西昌—昆明以西的区域。主要聚煤期为晚三叠纪及早白垩纪。属于湿润-亚湿润气候区,降雨量300-600mm约占55%,800-1000mm约占35%,1000-2000mm约占10%。其特点是煤炭储量少,水文地质条件比较简单,水害也不严重。
水害发展趋势
随着煤矿向深部的开采、在水体下开采以及废弃和关闭大量不具备安全生产条件的各类煤矿,煤矿开采的矿压和水文地质条件变得越来越复杂,水害隐患也越来越严重。原来水文地质条件简单的矿井向深部开采变得复杂了;甚至在干旱少雨的地区井下也发生了水害事故;一些地区地面缺水而在井下却是水害不断;一些井田在勘探阶段是水文地质条件简单,建井以后与原来的条件差异很大,对矿井排水系统和防治水措施不得不重新设计和修改。
(六)类型划分中存在的主要问题
1.一些矿井对防治水工作不重视,没有按照《煤矿防治水规定》的要求开展矿井水文地质类型划分,查找水害隐患,制定有针对性的防治水措施。企业不重视,监管监察部门也没有督查企业按照规定开展工作。
(六)类型划分中存在的主要问题
2.一些矿井没有按照《煤矿防治水规定》的标准进行类型划分,划分的结论不符合实际;防治水机构、人员和探放水设备配备不足;没有查清矿井水文地质条件和老空水的分布情况,导致老空透水事故时有发生。
(六)类型划分中存在的主要问题
3.一些矿井没有按照有关规定的要求,建立健全水仓、水泵、排水管路、供电等相关的排水系统,更没有建立应急排水系统,导致发生透水事故后,束手无策,影响了抢险救援。
三、2013年煤矿水害防治 重点工作
今年3月1日,国家煤矿安监局下发了2013年煤矿水害防治工作指导意见(煤安监调查〔2013〕6号),重点要抓好以下六项工作。
1.高度重视煤矿防治水工作
各地、各有关部门要将防治水工作列入煤矿安全生产的重要日程,针对辖区内水害状况,督促煤矿企业切实落实水害防治措施。煤矿企业、矿井主要负责人是防治水第一责任人,总工程师具体负责防治水技术管理工作。煤矿应按规定成立防治水机构、配备防治水专业技术人员和探放水设备,水文地质条件复杂、极复杂矿井必须配备水文地质副总工程师。
2.认真开展水害隐患普查和治理工作
各煤矿企业都应当对所属矿井进行矿井水文地质类型划分,建立健全矿井充水性图等5种必备的防治水图件,采用物探、钻探、化探等方法查明矿井充水条件,将矿井地面积水、河流、采空区积水范围等标注在图件上。
2.认真开展水害隐患普查和治理工作
小煤矿集中的市(州)、县要借鉴学习内蒙古自治区鄂尔多斯市普查煤矿采空区的经验,集中开展区域水害隐患普查和论证,探明矿井及周边老窑区分布及水文地质情况,做到一个矿一张预测图。中介机构接受委托承担水害普查和论证工作时,必须提出符合实际的水文地质报告,并对作出的结论负责。
3.严格落实井下探放水规定
各煤矿企业都要坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的工作原则,采用物探、钻探等方法查明水文地质条件,提出水文地质分析报告和防治水措施;并坚持每项探放水工作由专业技术人员作专项设计、由探放水专职队伍使用探放水专用钻机实施探放水,严禁用煤电钻等非探水钻机进行探放水。
3.严格落实井下探放水规定
水文地质条件复杂、极复杂矿井在地面无法查明矿井水文地质条件和充水因素时,井下要坚持有掘必探的原则,用钻探方法配合其他技术方法查明水害情况并进行彻底治理。
4.及时治理井田内废弃井筒 及采空区积水等隐患
要查明井田内废弃井筒和采空区的位置并准确标注在采掘工程平面图上,在探查清楚废弃井筒和采空区的积水范围、积水量的基础上,进行彻底治理。井下采掘工程接近废弃井筒和采空区时,必须按规定留设防隔水煤柱;不具备留设防隔水煤柱时,要预先进行探放水,排除水害隐患。
5.强化雨季“三防”工作
煤矿企业要成立领导机构,明确责任,落实人员、资金和物资,制定应急预案,并进行演练。雨季前要开展隐患排查治理,落实防范洪水淹井措施。雨季期间要实行24小时巡视检查,一旦发现险情,必须在第一时间立即撤出井下所有作业人员。对于受地表洪水影响严重的矿井,在暴雨期间一律不得安排井下作业,暴雨后隐患没有排除的,不得立即安排下井作业,防范因暴雨洪水引发煤矿事故灾难。
6.重视透水事故应急救援工作
煤矿企业要在查明矿井水文地质条件的基础上,正确合理地预计矿井涌水量,建立与涌水量相匹配的水泵、管路、配电设备和水仓,确保排水系统正常运行。
6.重视透水事故应急救援工作
水文地质条件复杂、极复杂矿井在井底车场设置防水闸门或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不少于最大涌水量的潜水电泵排水系统。各地要加强排水救援基地的建设,针对辖区煤矿水害事故的特点,制定水害应急救援预案并进行演练,加大应急救援人力、物力和资金投入,装备必要的抢险排水设备,确保一旦发生透水事故,能够及时运到现场并发挥作用。
7.加强水害防治工作的监管监察
各级煤矿安全监管监察部门要加强对煤矿防治水工作的监管监察,督促煤矿企业认真执行防治水“十个一律”,落实各项防治水措施,并将复杂、极复杂矿井作为重点监管监察对象,对防治水措施不落实、不执行探放水制度,不具备安全生产条件的煤矿,一律责令其停产整顿,严禁组织生产。
7.加强水害防治工作的监管监察
负责培训的部门要督促煤矿企业加大对探放水工的培训力度,加强对职工防治水知识的培训,让职工掌握透水征兆的相关知识,一旦发现有透水征兆,立即撤人。对发生的水害事故,煤矿安全监察机构要按照“四不放过”和“科学严谨、依法依规、实事求是、注重实效”的原则,认真查明事故原因,开展事故警示教育,吸取事故教训,提出针对性防范措施。
雨季之前隐患排查
各地煤矿安全监管监察和煤炭行业管理部门要在雨季前组织开展一次水害防治专项检查,督促辖区内所有煤矿在雨季前开展一次全面的水害隐患排查,切实做到整改措施、责任、资金、时限和预案“五到位”,有效防范重特大透水事故。
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