閆小軍，武少鵬

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

瓦斯事故一直是國內(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，山西華陽集團石港煤業(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)。現(xiàn)以D煤礦瓦斯超限為例進行分析論證。

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日零點班2：14許，二水平主、副水倉掘進工作面發(fā)生瓦斯超限事故，超限報警探頭共4個(見表1)，最長持續(xù)時間12 min53 s，最大瓦斯?jié)舛冗_到4%，13 min以后各地點瓦斯?jié)舛热孔詣踊謴?fù)正常。

表1 瓦斯超限參數(shù)匯總

D煤礦現(xiàn)有兩個水平，上水平處于生產(chǎn)狀態(tài)，開采2號、3號煤層；下組煤處于基建狀態(tài)，開采9+10號、10號、11號、11下號煤層。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，針對原因制定針對性的安全管理措施。

1 瓦斯?jié)舛瘸拊蚍治?/h2>

經(jīng)井下現(xiàn)場勘查，發(fā)現(xiàn)主、副水倉掘進工作面現(xiàn)場支護完好，掘進工作面帶式輸送機膠帶斷開，4處原超限點的瓦斯?jié)舛然謴?fù)至0.04%～0.06%，測定迎頭鉆孔1 m深處瓦斯?jié)舛?3%；據(jù)當(dāng)班瓦檢員描述，瓦斯超限時在巷道口聽到煤炮響聲；調(diào)度臺監(jiān)控顯示，兩處局部通風(fēng)機均無停電停風(fēng)情況發(fā)生。主、副水倉平面布置圖見圖1。

圖1 主、副水倉平面布置圖

1.1 局部通風(fēng)機和瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)運行情況排查

經(jīng)在調(diào)度臺現(xiàn)場查看，主、副水倉的2臺局部通風(fēng)機和瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的運行情況，發(fā)現(xiàn)通風(fēng)機運行穩(wěn)定，報警的4個瓦斯探頭運行良好。

因此，主、副水倉掘進工作面瓦斯超限不是由局部通風(fēng)機停運和瓦斯監(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)機和監(jiān)控系統(tǒng)故障的嫌疑后，經(jīng)現(xiàn)場勘驗，發(fā)現(xiàn)在主、副水倉的頂板上均出現(xiàn)嶄新的裂隙(水倉頂板裂隙圖見圖2)，主水倉裂隙長約9 m，寬約60 mm；副水倉裂隙長約11 m，寬約65 mm。

圖2 水倉頂板裂隙圖

據(jù)測定，9+10號煤層原始瓦斯含量5.72 m3/t，可解吸量4.10 m3/t；10號煤層原始瓦斯含量5.15 m3/t，可解吸量3.53 m3/t；11號煤層原始瓦斯含量5.74 m3/t，可解吸量4.12 m3/t;11下號煤層的瓦斯原始含量為6.12 m3/t，可解吸量4.50 m3/t。4層煤的實測瓦斯參數(shù)均遠遠大于原預(yù)估值。經(jīng)計算，9+10號、10號、11號、11下號煤層受主副水倉動壓影響內(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15 000 m3。

綜上所述，考慮到瓦斯超限時伴有頂板響煤炮現(xiàn)象，且4個瓦斯探頭幾乎是同時報警，因此此次瓦斯超限是由于應(yīng)力場發(fā)生改變引發(fā)煤炮，進而形成裂隙，煤層群中的瓦斯通過裂隙瞬間涌出所致。

2 頂板長條裂隙的形成原因分析

2.1 水倉所處地層松軟

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

2.2 水倉所處區(qū)域頂板淋水大

水倉所處區(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)泥巖和細砂巖遇水軟化膨脹，降低了頂板的強度。目前，經(jīng)過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、副水倉之間的煤巖柱僅為9 m，且在兩水倉交叉點牛鼻子往下約10 m處，還布置有措施巷，進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)場勘驗，2個在掘的水倉和已經(jīng)溝通系統(tǒng)的水泵房，總長近150 m的巷道(包括交叉點和大斷面處)均未打設(shè)頂板離層儀，現(xiàn)場目測就有多處頂板下沉現(xiàn)象。

2.5 嚴重安全理念

1) 犧牲安全算工期帳。二水平已開掘三期工程，但是主排水系統(tǒng)尚未形成。因此，為搶工期，趕進度，主副水倉同時掘進，且?guī)缀觚R頭并進，造成二者掘進過程中均受對方采動影響。

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

3 結(jié) 語

1) D煤礦二水平主副水倉掘進工作面“7·1”瓦斯超限的原因是：主副水倉齊頭并進式掘進，造成應(yīng)力疊加，出現(xiàn)動壓現(xiàn)象，使兩條掘進巷道頂板瞬間形成大面積裂隙，頂板中的瓦斯通過裂隙瞬間釋放，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煤礦主副水倉交叉點處的無效巷道(臨時水倉)盡快進行了充填處理，并注漿加固；優(yōu)化了主副水倉掘進工作面的施工順序，主水倉掘進完畢后才進行副水倉的掘進。采用上述兩個措施后，巷道動壓現(xiàn)象消失，巷道頂板裂隙沒有繼續(xù)擴延，瓦斯涌出量保持在可控范圍內(nèi)，瓦斯?jié)舛葲]有超限。