閆小軍，武少鵬

(1.山西潞安環(huán)保能源開(kāi)發(fā)股份有限公司 王莊煤礦，山西 長(zhǎng)治 046000；2.潞安化工集團(tuán) 安全管理部，山西 長(zhǎng)治 046204)

瓦斯事故一直是國(guó)內(nèi)外煤礦企業(yè)甚至煤炭專家共同面臨的難題，如2017年5月3日，伊朗古萊斯坦省一處煤礦發(fā)生爆炸事故造成至少21名礦工死亡[1]；2021年3月25日，山西華陽(yáng)集團(tuán)石港煤業(yè)有限公司發(fā)生較大煤與瓦斯突出事故，造成4人死亡[2]。

瓦斯?jié)舛瘸奘峭咚贡ǖ谋匾獥l件。因此，要從根本上預(yù)防瓦斯事故，杜絕瓦斯隱患，就必須首先找出瓦斯?jié)舛瘸薜恼嬲?，并將其消滅在萌芽狀態(tài)?，F(xiàn)以D煤礦瓦斯超限為例進(jìn)行分析論證。

D煤礦自2021年6月25日至7月1日一直處于停產(chǎn)停建狀態(tài)。然而就在停產(chǎn)停建期間，7月1日零點(diǎn)班2：14許，二水平主、副水倉(cāng)掘進(jìn)工作面發(fā)生瓦斯超限事故，超限報(bào)警探頭共4個(gè)(見(jiàn)表1)，最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間12 min53 s，最大瓦斯?jié)舛冗_(dá)到4%，13 min以后各地點(diǎn)瓦斯?jié)舛热孔詣?dòng)恢復(fù)正常。

表1 瓦斯超限參數(shù)匯總

D煤礦現(xiàn)有兩個(gè)水平，上水平處于生產(chǎn)狀態(tài)，開(kāi)采2號(hào)、3號(hào)煤層；下組煤處于基建狀態(tài)，開(kāi)采9+10號(hào)、10號(hào)、11號(hào)、11下號(hào)煤層。根據(jù)現(xiàn)有資料顯示，礦井下組煤的瓦斯原始含量為2.6 m3/t，可解析量為1.1 m3/t，瓦斯量相對(duì)較低，超限可能不大。為消滅安全隱患，杜絕安全事故，那就需要精準(zhǔn)找出瓦斯超限原因，針對(duì)原因制定針對(duì)性的安全管理措施。

1 瓦斯?jié)舛瘸拊蚍治?/h2>

經(jīng)井下現(xiàn)場(chǎng)勘查，發(fā)現(xiàn)主、副水倉(cāng)掘進(jìn)工作面現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)完好，掘進(jìn)工作面帶式輸送機(jī)膠帶斷開(kāi)，4處原超限點(diǎn)的瓦斯?jié)舛然謴?fù)至0.04%～0.06%，測(cè)定迎頭鉆孔1 m深處瓦斯?jié)舛?3%；據(jù)當(dāng)班瓦檢員描述，瓦斯超限時(shí)在巷道口聽(tīng)到煤炮響聲；調(diào)度臺(tái)監(jiān)控顯示，兩處局部通風(fēng)機(jī)均無(wú)停電停風(fēng)情況發(fā)生。主、副水倉(cāng)平面布置圖見(jiàn)圖1。

圖1 主、副水倉(cāng)平面布置圖

1.1 局部通風(fēng)機(jī)和瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情況排查

經(jīng)在調(diào)度臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)查看，主、副水倉(cāng)的2臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)和瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，報(bào)警的4個(gè)瓦斯探頭運(yùn)行良好。

因此，主、副水倉(cāng)掘進(jìn)工作面瓦斯超限不是由局部通風(fēng)機(jī)停運(yùn)和瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)失效造成的。

1.2 瓦斯?jié)舛瘸拊虻逆i定

排除風(fēng)機(jī)和監(jiān)控系統(tǒng)故障的嫌疑后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在主、副水倉(cāng)的頂板上均出現(xiàn)嶄新的裂隙(水倉(cāng)頂板裂隙圖見(jiàn)圖2)，主水倉(cāng)裂隙長(zhǎng)約9 m，寬約60 mm；副水倉(cāng)裂隙長(zhǎng)約11 m，寬約65 mm。

圖2 水倉(cāng)頂板裂隙圖

據(jù)測(cè)定，9+10號(hào)煤層原始瓦斯含量5.72 m3/t，可解吸量4.10 m3/t；10號(hào)煤層原始瓦斯含量5.15 m3/t，可解吸量3.53 m3/t；11號(hào)煤層原始瓦斯含量5.74 m3/t，可解吸量4.12 m3/t;11下號(hào)煤層的瓦斯原始含量為6.12 m3/t，可解吸量4.50 m3/t。4層煤的實(shí)測(cè)瓦斯參數(shù)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原預(yù)估值。經(jīng)計(jì)算，9+10號(hào)、10號(hào)、11號(hào)、11下號(hào)煤層受主副水倉(cāng)動(dòng)壓影響內(nèi)的的煤量分別為1 448.9 t、769.27 t、947.36 t、612.99 t，瓦斯可釋放量共達(dá)15 000 m3。

綜上所述，考慮到瓦斯超限時(shí)伴有頂板響煤炮現(xiàn)象，且4個(gè)瓦斯探頭幾乎是同時(shí)報(bào)警，因此此次瓦斯超限是由于應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生改變引發(fā)煤炮，進(jìn)而形成裂隙，煤層群中的瓦斯通過(guò)裂隙瞬間涌出所致。

2 頂板長(zhǎng)條裂隙的形成原因分析

2.1 水倉(cāng)所處地層松軟

主副水倉(cāng)均位于非常松軟的泥巖、砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖中，且在掘進(jìn)過(guò)程中要不斷地穿巖層、揭煤層，錨桿、錨索的錨固質(zhì)量差，加大了巷道的支護(hù)難度。

2.2 水倉(cāng)所處區(qū)域頂板淋水大

水倉(cāng)所處區(qū)域位于煤層等高線的最低處，且其上覆K2灰?guī)r含水量巨大，大量淋水通過(guò)錨桿和裂隙侵入頂板，灌入巷道，使頂板泥巖、砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖遇水軟化膨脹，降低了頂板的強(qiáng)度。目前，經(jīng)過(guò)2周的疏放，頂板淋水已從8.2 m3/h降到了0.5 m3/h。

2.3 巷道布置不合理

主、副水倉(cāng)之間的煤巖柱僅為9 m，且在兩水倉(cāng)交叉點(diǎn)牛鼻子往下約10 m處，還布置有措施巷，進(jìn)一步破壞了煤巖柱的穩(wěn)定性，加劇了應(yīng)力集中的程度。

2.4 頂板管理不到位

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)，2個(gè)在掘的水倉(cāng)和已經(jīng)溝通系統(tǒng)的水泵房，總長(zhǎng)近150 m的巷道(包括交叉點(diǎn)和大斷面處)均未打設(shè)頂板離層儀，現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)就有多處頂板下沉現(xiàn)象。

2.5 嚴(yán)重安全理念

1) 犧牲安全算工期帳。二水平已開(kāi)掘三期工程，但是主排水系統(tǒng)尚未形成。因此，為搶工期，趕進(jìn)度，主副水倉(cāng)同時(shí)掘進(jìn)，且?guī)缀觚R頭并進(jìn)，造成二者掘進(jìn)過(guò)程中均受對(duì)方采動(dòng)影響。

2) 犧牲安全算經(jīng)濟(jì)賬。為節(jié)省投資，主、副水倉(cāng)的支護(hù)均采用了錨網(wǎng)噴方式，未采用砌碹支護(hù)，而軟巖巷道的錨網(wǎng)噴支護(hù)難度大，效果差。(錨噴巷道掘進(jìn)單價(jià)13 000元/m，砌碹巷道掘進(jìn)單價(jià)18 000元/m)。

3 結(jié) 語(yǔ)

1) D煤礦二水平主副水倉(cāng)掘進(jìn)工作面“7·1”瓦斯超限的原因是：主副水倉(cāng)齊頭并進(jìn)式掘進(jìn)，造成應(yīng)力疊加，出現(xiàn)動(dòng)壓現(xiàn)象，使兩條掘進(jìn)巷道頂板瞬間形成大面積裂隙，頂板中的瓦斯通過(guò)裂隙瞬間釋放，最終形成瓦斯超限；頂板瓦斯釋放完畢以后，瓦斯?jié)舛然謴?fù)正常。

2) D煤礦主副水倉(cāng)交叉點(diǎn)處的無(wú)效巷道(臨時(shí)水倉(cāng))盡快進(jìn)行了充填處理，并注漿加固；優(yōu)化了主副水倉(cāng)掘進(jìn)工作面的施工順序，主水倉(cāng)掘進(jìn)完畢后才進(jìn)行副水倉(cāng)的掘進(jìn)。采用上述兩個(gè)措施后，巷道動(dòng)壓現(xiàn)象消失，巷道頂板裂隙沒(méi)有繼續(xù)擴(kuò)延，瓦斯涌出量保持在可控范圍內(nèi)，瓦斯?jié)舛葲](méi)有超限。