李芳瑋

(應(yīng)急管理部信息研究院，北京市朝陽區(qū)，100029)

自我國垂直管理的煤礦安全監(jiān)察體制建立以來，國務(wù)院和有關(guān)部門陸續(xù)出臺了一系列重大政策制度措施，煤礦安全生產(chǎn)形勢逐漸實現(xiàn)穩(wěn)定好轉(zhuǎn)，特別是2015年以來，煤礦智能化建設(shè)逐步推進，煤礦機器人也在井下探索應(yīng)用，煤礦基礎(chǔ)建設(shè)水平不斷提高，煤礦工人的工作環(huán)境持續(xù)改善[1]。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，2021年全國煤礦事故共發(fā)生91起、死亡178人，同比分別下降26%、21.9%。經(jīng)過20多年的努力，煤礦安全生產(chǎn)狀況持續(xù)穩(wěn)定好轉(zhuǎn)。而我國煤炭生產(chǎn)安全事故仍時有發(fā)生，特別是近3年來水害事故呈現(xiàn)抬頭趨勢，煤礦安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻。筆者對2019-2021年全國礦井水害事故進行了調(diào)查和統(tǒng)計分析，目的是根據(jù)事故發(fā)生的特點，從注重預防、強化改進的角度，重點在技術(shù)、裝備、工藝、材料、科技管理等方面，總結(jié)分析水害事故特點規(guī)律、致災(zāi)原因，分析預測同類事故發(fā)生的風險，并提出“十四五”期間在技術(shù)和管理方面防范事故發(fā)生的對策建議，旨在為國家制定能源和安全戰(zhàn)略性決策提供技術(shù)支撐。

1 事故統(tǒng)計與分析

1.1 2019-2021年全國煤礦水害事故情況

我國煤礦地質(zhì)賦存條件較為復雜，是世界上遭受煤礦水害最嚴重的國家之一。根據(jù)國家礦山安全監(jiān)察局統(tǒng)計，2008 年以來，煤礦水害事故起數(shù)逐年增加，至 2010 年達到峰值，但隨著國家煤炭產(chǎn)能政策的整體調(diào)控，煤礦企業(yè)進行了兼并重組并關(guān)閉不達標煤礦，使得煤礦水害事故發(fā)生情況顯著好轉(zhuǎn)[2-3]。2017-2021年間我國發(fā)生煤礦水害事故28起，死亡人數(shù)113人。2017-2021年煤礦水害事故統(tǒng)計如圖1所示。

圖1 2017-2021年煤礦水害事故統(tǒng)計

由圖1可看出近兩年我國煤礦水害事故起數(shù)和死亡人數(shù)一改以往持續(xù)減少的趨勢，相比往年顯著增加，特別是2021年發(fā)生的煤礦重大生產(chǎn)安全事故中以水害事故居多[4-6]。值得注意的是，近3年水害涉險事故不斷增加，且?guī)砗艽蟮钠茐男院洼^大的經(jīng)濟損失，更應(yīng)引起重視，本文將涉險事故(2019年以來)一并進行分析。

根據(jù)國家礦山安全監(jiān)察局官方網(wǎng)站以及煤礦安全網(wǎng)公布的數(shù)據(jù)資料，2019-2021年，煤礦共發(fā)生水害重大事故3起，死亡54人；發(fā)生較大事故5起，死亡22人；發(fā)生一般事故7起，死亡9人；發(fā)生涉險事故12起。具體事故數(shù)和死亡人數(shù)統(tǒng)計見表1。

表1 2019-2021年煤礦水害事故數(shù)和死亡人數(shù)統(tǒng)計

1.2 水害事故的特征分析

(1)老空透水依然是近期水害事故的主要類型。2019-2021年的27起水害事故(含涉險事故)中，老空水為危險源的有9起，死亡51人，另外3起重大事故中有2起、5起較大事故中有3起事故的危險源為老空水。2019-2021年水害事故類型和死亡人數(shù)如圖2和圖3所示，由圖2可以看出，老空透水是水害的主要事故類型。

圖2 2019-2021年水害事故類型起數(shù)(含涉險事故)

圖3 2019-2021年水害事故死亡人數(shù)

由于存在著未知邊界、未知水量的采空區(qū)，使正在推進的工作面成為主要透水部位[7]。特別是掘進工作面老空水害頻繁，發(fā)生的直接原因是以往小煤窯都分布在淺部，因此遺留的采空區(qū)都位于現(xiàn)有基建礦井或生產(chǎn)礦井的上方，現(xiàn)掘進工作面有一部分處于頂水掘進狀態(tài)，在沒有探明老空積水區(qū)的情況下，直接將巷道掘進到老空積水區(qū)，造成突水。例如，2020年9月9日，廣西省環(huán)江縣下金煤礦進風巷上山掘進放炮后，巖柱變薄，老空積水突破巖柱發(fā)生透水，造成1人死亡；在山西萬通源煤業(yè)事故中，由于老空區(qū)積水邊界勘查不清、老空水“三線”標注不合理、礦井未按照相關(guān)規(guī)定進行探放水、未做到“三專兩探一撤”和“探掘分離”、對井田內(nèi)老空區(qū)分布和積水范圍不掌握，在施工中造成透水事故，死亡5人。

(2)水害事故區(qū)域分布呈現(xiàn)新的特點。2019-2021年水害事故地區(qū)分布如圖4所示。由圖4可以看出，新疆、青海等省(區(qū))水害事故凸顯；地質(zhì)條件復雜的河南、四川、湖南等省水害事故占比也較大。2021年發(fā)生的4起煤礦水害事故中有3起發(fā)生在西北地區(qū)，這與當?shù)氐臍夂蚝偷刭|(zhì)條件有關(guān)系，煤礦水害防范意識和措施還有待于提高。

圖4 2019-2021年水害事故地區(qū)分布

(3)事故救援難度普遍較大。根據(jù)國家礦山安監(jiān)局的有關(guān)報道，在2021年的水害事故中，搶險救援均持續(xù)較長時間，事故救援難度普遍較大，比如新疆豐源煤礦事故歷時35 d，陜西郝家梁煤礦事故歷經(jīng)37 d后才搜尋出5名遇難人員，四川大楓樹煤礦歷經(jīng)30 d，仍未搜尋到遇險人員。

(4)洪水倒灌涉險事故突出。2019-2021年共發(fā)生洪水倒灌類事故7起，其中涉險事故5起，從地域上看，河南發(fā)生4起、四川發(fā)生2起、重慶發(fā)生1起。盡管未發(fā)生重大人身傷亡事故，但此類事故集中頻發(fā)還需引起足夠重視。

2 事故發(fā)生原因分析

2.1 水文地質(zhì)條件不清

部分煤礦企業(yè)存在技術(shù)管理不規(guī)范、地質(zhì)資料不全等問題，礦區(qū)周邊停產(chǎn)關(guān)閉的煤礦大都沒有留下相關(guān)圖紙、臺賬等水文地質(zhì)資料，有的煤礦留下的資料與現(xiàn)場施工情況完全不一致。一些礦區(qū)水文地質(zhì)勘探水平偏低、勘探工作嚴重不足。同時，由于隱蔽致災(zāi)因素普查不落實，治理不重視，預測預報水平嚴重偏低，從而造成水害事故。在新疆豐源煤礦事故中，在隱蔽致災(zāi)地質(zhì)因素普查不到位、采區(qū)及周邊水文地質(zhì)情況沒有完全掌握、相鄰煤礦老空積水情況不明的情況下，便將鄰近工作面劃為可采區(qū)域，導致事故發(fā)生；廣西環(huán)江下金煤礦開采歷史較長，采空區(qū)和老巷道較多，在沒有詳細掌握舊巷分布的情況下違法違規(guī)施工，導致透水事故發(fā)生；四川杉木樹煤礦發(fā)生事故前，礦井平均涌水量較大，且礦井周邊存在大量相鄰煤礦采(老)空水，采(老)空水范圍、積水量均未查清，并且未經(jīng)過充分論證，仍將礦井水文地質(zhì)類型劃分為中等，從而導致發(fā)生透水事故。

2.2 探放水措施落實不到位

《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦防治水規(guī)定》(以下簡稱《規(guī)程》和《規(guī)定》)要求，對于采掘工作面受水害影響的礦井，應(yīng)當堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則；對于水文地質(zhì)條件復雜、極復雜的礦井，也做出了加強探放水措施的相關(guān)規(guī)定。由2019-2021年水害事故的分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)生事故煤礦的掘進工作面大都沒有按照《規(guī)定》進行探放水，或者探放水的工程不夠。新疆豐源煤礦事故中，探放水設(shè)計照抄照搬，未按《規(guī)程》和《規(guī)定》的相關(guān)要求設(shè)計鉆孔，設(shè)計編制滯后于探放水作業(yè)，在施工中探放水與掘進同步進行，嚴重違反規(guī)定；廣西環(huán)江下金煤礦也存在類似情況，在設(shè)計中已經(jīng)明確巷道掘進方向有采空區(qū)，且老空積水情況不明，《規(guī)定》中要求探水鉆孔要打到采空區(qū)，可在實際施工中并未打探水鉆孔。

2.3 物探代替鉆探致使探放水工程量不足

部分煤礦對“探”的理解發(fā)生很大偏差，他們將經(jīng)過驗證的物探結(jié)果直接用于老空水探查。有的煤礦甚至用探煤鉆孔代替探水鉆孔，造成探放水鉆孔嚴重不足，引發(fā)水害事故。目前，國內(nèi)外地球物理勘探設(shè)備在煤系地層中探查礦井水文地質(zhì)條件尚無法達到生產(chǎn)要求的精度。如果將物探代替鉆探或部分代替鉆探將導致探水鉆孔工程量不足，漏掉對老空積水區(qū)的探查。山西長治西故縣煤業(yè)公司事故中，物探結(jié)果已經(jīng)表明在發(fā)生事故的地點附近有低阻異常區(qū)域，懷疑有采空區(qū)存在，但該礦仍然組織施工，未通過鉆探等方法進行驗證，導致事故發(fā)生。

2.4 違法違規(guī)組織開采

在劃定礦界煤柱的情況下，為了擴大礦井儲量，采出更多的煤炭，一些企業(yè)特別是小煤礦非法開采煤柱，甚至越界盜采而進入采空區(qū)，導致水害事故發(fā)生。山西西故縣煤業(yè)公司事故中，在沒有編制相關(guān)設(shè)計、規(guī)程和安全技術(shù)措施的情況下，非法組織開采，而且采用巷道式采煤，以掘代采，嚴重違法違規(guī)；湖南源江山煤礦事故中，超深越界開采周邊煤礦的資源，通過篡改施工數(shù)據(jù)和圖紙等方式逃避檢查，隱瞞非法行為。另外，《規(guī)程》明確要求，礦井探放水工作應(yīng)當使用專用鉆機、由專業(yè)人員和專職隊伍進行設(shè)計和施工，但研究發(fā)現(xiàn)有些煤礦不符合“三?！币?，并沒有配備探水專用鉆機，也沒有探放水專職人員和專業(yè)隊伍。

2.5 透水征兆重視不夠

通過分析2019-2021年水害事故還發(fā)現(xiàn)，有些事故在發(fā)生前已經(jīng)出現(xiàn)透水征兆，但個別煤礦不夠重視以及專業(yè)人員結(jié)構(gòu)不健全、不懂得相關(guān)征兆等原因，仍然組織生產(chǎn)導致事故發(fā)生。新疆豐源煤礦事故發(fā)生前，已經(jīng)有技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)淋水、短探孔出水、煤壁掛汗等典型透水征兆，但未引起足夠重視，依然組織生產(chǎn)，人員也沒有撤出，在掘進施工中導通老空水發(fā)生事故；陜西郝家梁煤礦在事故發(fā)生前也出現(xiàn)了架前漏矸，架后掉紅土塊等現(xiàn)象；青海柴達爾煤礦事故發(fā)生前也有征兆，工作面發(fā)生了多次冒頂，出現(xiàn)潰水、潰砂現(xiàn)象，工作面施工人員發(fā)現(xiàn)后向上級舉報，但礦方?jīng)]有理睬，仍組織生產(chǎn)，最終導致事故發(fā)生。

2.6 應(yīng)對極端天氣能力薄弱

一些煤礦雨季“三防”措施落實不到位，防排水系統(tǒng)不完善。2021年河南省遭遇歷史罕見特大暴雨，發(fā)生嚴重洪澇災(zāi)害，7月20日至28日接連發(fā)生4起涉險事故，大部分煤礦都未按規(guī)定配備防排水系統(tǒng)，排水設(shè)施配備不足。四川大楓樹煤礦特大暴雨后洪水倒灌，堵塞逃生通道，礦工未及時撤出；同時，事故也存在人為因素，事故發(fā)生前，相關(guān)責任人已經(jīng)接到暴雨預警，但未通知值班人員，沒有執(zhí)行停產(chǎn)撤人指令，違法違規(guī)組織入井進行抽水作業(yè)，導致2名水泵司機被困失聯(lián)。

3 安全、技術(shù)與管理問題分析

3.1 探測技術(shù)與裝備的準確性、實用性不夠

近年來我國礦井常用的水文地質(zhì)物探設(shè)備的國產(chǎn)化率大大提高，采樣方法和數(shù)據(jù)處理方法也進一步完善，但探查精度和抗干擾能力并沒有提高。探查煤礦水情的準確性嚴重不足，導致探測結(jié)論存在誤導現(xiàn)象。目前國有大中型煤礦都建立了專門探水隊伍、購買了探水鉆機，開展頂板、底板和掘進工作面超前探水工作，對企業(yè)探查老空積水發(fā)揮了較大作用。但由于鉆探速度慢、工程量大、工期長，嚴重影響掘進速度，使得許多煤礦在急功近利的思想驅(qū)使下，不采用鉆探工程，或者偷工減料，減少鉆孔數(shù)量，使得探查老空積水的工程量不足。

3.2 礦井水害監(jiān)測預警技術(shù)還不成熟

準確的水害預警不僅能為掘進工作面的工作人員提供逃生時間，還可以為身處礦井深處(例如暗斜井或下山掘進工作面)的工作人員提供逃生機會。但一直以來，我國對老空透水預警技術(shù)研究較少，沒有可靠的預警技術(shù)和設(shè)備，無法實現(xiàn)有效的預測預報。據(jù)調(diào)查和觀測，老空區(qū)水害實質(zhì)上具有細微的前兆，例如存在微弱的滲流和硫化氫氣體等化學征兆，可以開展針對化學特點進行預警的相關(guān)理論和技術(shù)研究。

3.3 救援技術(shù)不規(guī)范、救援設(shè)備不配套

我國現(xiàn)有快速鉆進等救援裝備和設(shè)備費用較高，使用不便捷，一些大型救援設(shè)備因距離太遠，加上交通不便，不能及時到達災(zāi)區(qū)，造成救災(zāi)速度慢、效率低。地面大直徑救援鉆孔是煤礦事故救援的有效方式之一，但相關(guān)技術(shù)和裝備還需要進一步發(fā)展完善。現(xiàn)有水閘門因為不可移動，或因障礙物無法自動關(guān)閉而起不到作用。從近3年事故救援情況看，有些設(shè)備很少用或不用，在救援中未發(fā)揮應(yīng)有的作用。

3.4 監(jiān)管監(jiān)察技術(shù)力量薄弱

由于煤礦事故多發(fā)，煤監(jiān)部門采取了多種方法對煤礦、特別是對整合煤礦和發(fā)生傷亡事故的企業(yè)進行了監(jiān)管，主要的監(jiān)督方法是依據(jù)國家《規(guī)程》和《規(guī)定》，對煤礦防治水工程進行審批和監(jiān)督，并委派專門人員駐礦盯守。但據(jù)調(diào)查，駐礦盯守人員大多沒有經(jīng)過正規(guī)院校培養(yǎng)，沒有監(jiān)管的技術(shù)能力，難以及時發(fā)現(xiàn)煤礦越界開采的弄虛作假行為。

4 事故防范的對策建議

4.1 加大對水文地質(zhì)管理的監(jiān)管監(jiān)察力度

對于生產(chǎn)礦井，要進一步強化煤礦水文地質(zhì)管理的基礎(chǔ)性工作，開展隱蔽性致災(zāi)因素勘查，規(guī)范、完善水文地質(zhì)圖紙和臺賬，加大監(jiān)管監(jiān)察力度，提高煤礦防治水基礎(chǔ)資料的準確性、完整性；對于整合煤礦，應(yīng)嚴格根據(jù)其水文地質(zhì)條件，合理準確地劃分煤礦水文地質(zhì)類型，對水文地質(zhì)條件中等及以上的煤礦，應(yīng)請有資質(zhì)的單位進行水害治理設(shè)計。各生產(chǎn)煤礦和在建煤礦要和相鄰煤礦保持業(yè)務(wù)聯(lián)系，定期和相鄰煤礦交換圖紙，保證資料及時更新，防止誤揭采礦積水區(qū)。

4.2 監(jiān)督煤礦主體嚴格落實探放水措施

要針對轄區(qū)內(nèi)水害狀況有針對性地開展監(jiān)管監(jiān)察工作，如防治水工程布置、程序、技術(shù)人員配置，探放水技術(shù)和設(shè)備等是否符合《規(guī)程》和《規(guī)定》中的要求。特別是防治水技術(shù)人員配置如果不符合要求，是否委托中間機構(gòu)執(zhí)行，探放水制度和應(yīng)急預案是否有效，水害防治措施是否落實等。根據(jù)隱蔽致災(zāi)因素普查的結(jié)果，實施水害可采區(qū)、緩采區(qū)、禁采區(qū)分區(qū)管理，嚴格落實“三專兩探一撤”措施，緩采區(qū)要組織編制探查設(shè)計，查明隱患，提出治理措施并經(jīng)過論證后，才可將緩采區(qū)轉(zhuǎn)為可采區(qū)，對于采取措施后仍然無法保證施工安全的，要將該區(qū)域設(shè)為禁采區(qū)，禁止在該區(qū)域進行采掘施工。

4.3 研究制定應(yīng)對極端天氣的防范技術(shù)措施

近3年洪水倒灌事故及涉險事故頻發(fā)，尤其是西北地區(qū)，要加強雨季防范洪水倒灌技術(shù)措施，要將可能與地表連接的地方封閉或采取相應(yīng)措施，有效阻擋地表水涌入礦井。位于山區(qū)的煤礦，要注意防范暴雨引發(fā)的山體滑坡，應(yīng)在危險區(qū)域設(shè)置堅實且有排水孔的墻。要嚴格按照《規(guī)程》規(guī)定設(shè)置水倉，配備足夠的水泵，嚴格落實三防工作，保證排水設(shè)備、供電裝置的穩(wěn)定運行。同時要加強安全監(jiān)察、氣象、國土、海洋等部門的協(xié)調(diào)聯(lián)動，建立和完善自然災(zāi)害引發(fā)生產(chǎn)安全事故的預報、預警和預防機制。

4.4 加強防治水專業(yè)人才隊伍建設(shè)

在水文地質(zhì)條件復雜、受老空水威脅的煤礦，應(yīng)配備正規(guī)院校畢業(yè)的防治水技術(shù)人員或委托具備此類資質(zhì)的機構(gòu)為其進行防治水技術(shù)服務(wù)。建立防治水專業(yè)人員培訓制度，培養(yǎng)更多探放水專業(yè)技工，彌補我國目前探放水技術(shù)工人的不足，保障井下探放水工程質(zhì)量。從事煤礦水害監(jiān)管監(jiān)察的工作人員應(yīng)取得與煤礦防治水相關(guān)的工程師證，或正規(guī)院校畢業(yè)的學歷證明，同時還要附加煤礦防治水工作經(jīng)驗證明，對專業(yè)技術(shù)人員不足的監(jiān)管監(jiān)察部門，應(yīng)積極聘請專家，依靠專家的技術(shù)經(jīng)驗開展相關(guān)監(jiān)管監(jiān)察工作。

4.5 不斷提高事故救援技術(shù)及裝備水平

進一步提高救援速度和效果，建立國家級水害救援中心和省級、市級和礦區(qū)級水害救援分中心，各分中心應(yīng)能夠滿足《煤礦安全規(guī)程》對救援隊伍的要求。支助排水和救援設(shè)備研發(fā)機構(gòu)和企業(yè)，支持新技術(shù)、新材料和新工藝應(yīng)用，鼓勵性能可靠、使用輕便、經(jīng)久耐用、拆裝方便的潛水泵等配套設(shè)備研發(fā)[8]。加強專職化和集中化救援隊伍建設(shè)，培養(yǎng)一批能夠操作先進救援設(shè)備、技術(shù)過硬的快速反應(yīng)救援人才，組織省級、市級政府分管安全的領(lǐng)導干部和企業(yè)安全高管進行救援指揮技術(shù)培訓，掌握指揮設(shè)備運用和救援程序。