為了吸取窯街礦務局三礦巖石與二氧化碳突出事故的教訓?,F(xiàn)將《巖石與二氧化碳突出概況和防治措施》發(fā)給你們。各局、礦對有二氧化碳突出(涌出)危險的礦井立即進行一次測定和來源分析,并對有關干部、工程技術人員、工人進行有關巖石與二氧化碳突出的安全技術知識和預防措施的教育,結合具體情況,制訂針對性的防治措施,嚴格執(zhí)行。附:《巖石與二氧化碳突出概況和防治措施》
巖石與二氧化碳突出概況和防治措施
巖石與二氧化碳突出是國內煤礦近年來發(fā)生的一種動力現(xiàn)象,它能在極短時間內,從采掘工作面噴出大量巖石和二氧化碳,以甘肅省窯街礦務局巖石與二氧化碳突出事故為例,突出的巖石達一千多立方米,突出的二氧化碳逆風流蔓延千米以上。由于二氧化碳是窒息性氣體,在波及范圍內能造成多人傷亡。因此,是煤炭生產中的一種嚴重災害。對如何防治,巖石與二氧化碳突出,是一個需要高度重視和研究解決的新問題。為了吸取教訓,防止這種災害,現(xiàn)將巖石與二氧化碳突出概況和暫行防治措施通知如下:
一、國內外巖石與二氧化碳突出概況
據(jù)了解,法國。波蘭、保加利亞都發(fā)生過巖石和二化碳突出現(xiàn)象,而且多在開采到垂深達七百米左右開始發(fā)生。二氧化碳的來源有的是火山氣體的侵入;有的是在成煤期間就已賦存了松軟砂巖、煤層、地質構造帶內。當掘進巷道前方的巖體在強大的地應力和氧化碳的壓力下,突然破碎并突出。因此在預防措施中,多采取卸壓、緩和地應力與排放二氧化碳的辦法,其具體作法與預防煤塵與瓦斯突出的措施相仿。
我煤礦從一九七五年開到現(xiàn)在,發(fā)生了三次巖石和二氧化碳突出。其情況是:
(一)一九七五年六月十三日吉林營城煤礦五井十號下山砂巖大巷巖石與二化碳突出。
1.地質概況
營城煤礦是中生代侏羅紀煤層,其上部為白堊紀赤色層和第四紀沖積層。有六個可采煤層,厚度為0.6-2.8米,傾角15°-18°煤種為長焰煤,頂?shù)装鍨樯皫r、頁巖及砂質頁巖。地質構造受新生代和中生代兩期運動的影響,斷層發(fā)育,在煤系沉積以后,曾有火山噴發(fā)。
2.發(fā)生突出的經過
突出地點是五井十號下山的巖石大巷。該大巷掘進斷面七點二平方米,巷道全長四百二十米。距地表垂深四百三十九米,位于二三煤層間的砂巖中,預計再掘進二十米,即可見三層煤,在六月十三日晚班放掏槽炮后,相隔四十分鐘,放拉底炮。聽到轟、轟、轟三聲響,發(fā)生了巖石與二氧化碳突出。突出的巖石(抄巖)充滿四十五米巷道,有明顯的分選現(xiàn)象,突出孔洞位于掘進工作面的左上方,是一個直徑四點五至五米,高約十六米,距三上煤層還有六米,垂直于巷道的如小立井狀的孔洞 ,突出和冒落的巖石共一千余噸,突出的二氧化碳逆風流向進風方和向蔓延四百多米以上,四小時內共噴出二氧化碳一萬四千余立方米。
3.突出前的預兆。突出前幾天巷道中有明顯的地壓活動,巷道頂板巖石呈片狀脫落,巖石變軟,拉底時如同挖砂堆一樣省力,突出前二天,一次放炮后,工作面前方了出現(xiàn)一個寬一點四米、高二米、深三米的上斜空洞,裝巖石約二十噸。突出當天早班巷道發(fā)生底鼓約零點四米。
突出前幾天巷道風流中二氧化碳濃度增大,底板積水中冒氣泡,巷道裂縫中經常發(fā)生二氧化碳涌出的吱吱聲,放炮后,在巷道底板零點五米以下的風流中,有霧狀氣體分布。
4.突也原因的分析
通過研究,確定突出的二氧化碳是火山氣體,五井十號下山突出區(qū)域位于F2大斷層與邊界大斷層之間,F2大斷層是一個火山活動的通道,煤層為斷層切斷包圍,且斷層帶為致密的斷層泥封閉,導水性弱,因而在這一區(qū)域的高壓二氧化碳能夠得到保存。
通過測定得知煤層和砂巖以及火山流紋石蝕變生成的膠嶺石都有儲存二氧化碳的能力。在二十個大氣壓時,其二氧化碳含量分別是:煤層為20平方米/立方米,膠嶺石為16米?2?/米?3?,砂巖為4米?2?/米?3?。這次突出的二氧 化化在主要儲存在砂巖中。
另外,此突出區(qū)域是一個位于兩個大斷層之間的地壘段,它象楔子一樣,受到斷層兩側地層的強大壓力,因而使地應力集中。從這次突出前的巖石片落和突出孔洞的形狀。都表明了地應力在突出過程中,起到了重要的作用。
(二)一九七七年二月三日二十二點三十分窯街三礦一六五0北大巷見F605斷層巖石與二氧化碳突出。
1.地質概況
煤系地層屬中侏羅系,自上而下賦存有煤一二三層煤,煤一層和煤二層局部可采厚度分別為一至二米左右,煤三層厚度為二十二至二十四米。最厚達九十米以上。煤一層距煤二層十四至十八米。煤二層距煤三層二至三米。煤種為長焰煤。煤二層的頂部賦存油母頁巖多層。地質構造較為復雜,斷層多。
在地質上的特點是,礦區(qū)的東部中部沿露頭線的大部分,由于煤層和油母頁巖的自燃,不僅煤一層被燒變,煤二層的頂部和煤層上部砂巖、鋁土頁巖及油母頁巖等全被燒變,其至第四系黃土層亦變部分燒變。這些巖層由于長時期在高溫一定壓力條件下,成為一種燒變巖,并多裂障和氣孔,成為良好的含水層和含瓦斯層。燒變巖面積約為一點六平方公里,最大厚度達二百六十米。向燒變巖打鉆放水時,曾發(fā)生二氧化碳長時間的大量涌出。
2.發(fā)生突出的經過
該井三采區(qū)一六五0北巖石運輸大巷,掘進斷面十四點四平方米,突出工作面距地表深三百三十三米,該巷道掘進入F605斷層破碎帶后,巷道支護形式由原錨桿漿改為砌碹,已砌二十六米,再往前掘進一米時,元月二十八冒頂,隨之出碴,但邊出邊冒,三日零點五十分工作面突然一聲巨響,巖塵飛揚,工人即迅速撤離險區(qū),突出二氧化碳從工作面向外蔓延一千二百余米。其中逆風流三百余米,共波及四巷道,總長度達一千九百余米,經當時測定在二十分鐘內二氧化碳噴出量為四千九百余立方米。事故后共出碴五百四十車,二月三日至五月二十五排放二氧化碳十二萬八千多立方米。
3.突出前預兆
該礦為一級瓦斯礦井,由于二氧化碳相對涌出量大于沼氣相對量的兩倍,又屬于二級二氧化碳礦井,在一六五0北大巷掘進,一九七六年九月通過F14斷層帶時,距這次事故地點一百四十米處水溝底板冒出氣泡,取樣二氧化碳含量為97.23%,但沒發(fā)現(xiàn)其它異常現(xiàn)象。
4.突出原因的分析
由于本區(qū)斷層多,煤層厚,傾角大,燒變嚴重,成煤期生成的大量二氧化碳,以高壓狀態(tài)賦存于地質構造帶和巖石空隙內。
(三)一九七八五月二十四日零點三十分,在一六五0北大巷在接近F19號斷層時,放炮引起巖石與二氧化碳突出。
1.事故發(fā)生前的情況和事故發(fā)生的經過
在一九七七年二月三日發(fā)生二氧化碳突出事故后,礦務局制訂了八十五條針對性的措施,今年四月初,為了搞清F605斷層情況,防止再發(fā)生二氧化碳突出,打了六個不同角度的探測鉆孔和一個五十點八五米的前探鉆孔,并分析認為前掘三十米的范圍內不會有大量二氧化碳涌出。但在鉆探中和掘過之后,未遇到斷層,在沒有弄清F605斷層去向的情況下又繼續(xù)掘進,五月六日上午,該大巷瓦斯檢查員發(fā)現(xiàn)掘進工作面的底板冒氣泡,泡眼中二氧化碳含量達9%,并有嘶嘶的響聲,五月十七日停止了掘巖砌碹成巷,準備打鉆,到二十二日成巷后,二十三日又繼續(xù)放炮掘進,本日晚十點班打了三十個眼,深一點二至一點三米在二十三日中班和晚十點班,個別工人發(fā)現(xiàn)有斷層象征,打眼出黑水,巖石變軟等。二十四日零點三十分聽到異常聲音,后隨即發(fā)生了巖石與二氧化碳突出,當天突出二氧化碳約為二十四萬立方米,突出巖石(間雜少量煤)約一千零五十立方米,二氧化碳逆風流行一千七百米,蔓延波及巷道達一萬三千四百五十米。
2.突出原因分析
從技術上分析是地質構造沒探清,原一九五七年地質報告對該區(qū)斷層沒有探清,對F19號斷層只在地面進行槽探,深部沒有鉆孔控制,而在一九七七年二月三日“事故調查處理報告”中明確指出本區(qū)斷層多,F19斷層附近是瓦斯大量積聚的一個特殊構造帶,但沒有打地質鉆,弄清為斷層的確切和高壓二氧化碳的賦存情況,也沒有執(zhí)行施工前打鉆探測的預防措施,對掘進前方的狀況就更加不明,而繼續(xù)掘進,以致放炮誘導了斷層區(qū)的積聚的高壓二氧化碳和巖石的突出。
二、預防巖石與二氧化碳突出措施
我國煤礦已基本掌握了煤和瓦斯突出的一般規(guī)律,在防治方措施面也積累了豐富的經驗。但對巖石與二氧化碳突出還缺乏認識和防治經驗,因而已發(fā)生過的三次事故都造成了很大損失。為了防止今后再發(fā)生類似事故現(xiàn)根據(jù)營城煤礦五井、窯街礦務局三礦發(fā)生巖石與二氧化碳突出的情況和特點,參照煤與瓦斯突出的防治經驗,提出暫行防治措施如下:
(一)加強地質工作和二氧化碳的探測
1.在煤田勘探和生產地質工作中,必須在探測地質構造的同時,探測沼氣。二氧化碳氣體,在建設礦井和開拓新水平時,都要測定煤層和巖層以及斷層裂隙帶中的二氧化化碳(或沼氣)的壓力,分析氣體成份,以便確定有無突出危險。
2.在礦井瓦斯鑒定和平時井下瓦斯檢查時,必須同時進行二氧化碳鑒定和檢查對有二氧化碳涌出的礦井,地質部門要探測研究和分析二氧化碳的成因及來源的分布規(guī)律,技術部門要經常掌握變化情況。
3.對有二氧化碳(沼氣)噴出或巖石(煤)與二氧化碳(沼氣)突出危險的礦井,必須堅持“有疑必探,先探后掘”的原則,探清斷層褶曲的確切位置,探 清二氧化碳壓力和高壓瓦斯區(qū)域,堅決禁止在地質不清,瓦斯壓力不明的情況下掘進。
4.凡礦井發(fā)生過一次二氧化碳噴出或突出的礦井,均做為二氧化碳噴出或突出的礦井,并制訂防治措施報?。▍^(qū))煤炭局批準。
(二)嚴密對巖石與二氧化碳出突出預兆的檢測和觀察
1.巖石和二氧化碳突出預兆是:二氧化碳涌出時嘶嘶聲,底板積水冒泡,鉆眼與泡眼噴霧;放炮后在巷道底板有一層霧狀氣體分布;二氧化碳濃度驟然增加;工作面空氣溫度降低,有涼、冷之感,嗅到碳酸氣味;工作面工作人員發(fā)悶、頭暈;巷道內有明顯壓力活動,如有片幫、底鼓或發(fā)生頂板巖石呈片狀脫落以及煤巖傾出等現(xiàn)象,如在施工中發(fā)現(xiàn)上述情況之一,必須進行認真分析,采取緊急防治措施。
2.凡有巖石和二氧化碳突出危險的采掘工作面,必須設置專人經常檢查二氧化碳,掌握突出預兆,發(fā)現(xiàn)有危險時,立即組織人員按避災路線撤出,并報告礦(井)調度室。
3.對有突出危險的礦井和區(qū)域的每個職工都要進行安全思想和預防突出技術教育,人人懂得防治突出的基本知識,避災路線。人人知道突出預兆,隨時檢查預兆;人人嚴格按照防治措施作業(yè)。
(三)打前探鉆孔或排放鉆孔
1.凡在有噴出或突出危險的巖石層(或煤層)時,必須在掘進前打前探鉆孔。,鉆孔孔徑不小于七十五毫米,鉆孔超前距不小于五米,孔數(shù)不少于三個,鉆孔方向要根據(jù)所探地質構造和二氧化碳高壓區(qū)的分析情況確定,如發(fā)現(xiàn)危險性增大時,應增打排放鉆孔,用以卸壓和排放二氧化碳,否則不準掘進。
2.在接近高壓二氧化碳區(qū)或斷層、褶曲帶前三十米時,必須打鉆探測和排放二氧化碳,在穿高壓區(qū)、斷層、褶曲或煤層時,要制訂專門的防止或突出的措施,可參照一九七六年《防治瓦斯突出的措施》,防止巖石與二氧化碳突出傷人,沒有采取可靠措施,或經分析不安全時,不準進行穿掘進工作。
3.在巖石(煤)、二氧化碳(沼氣)噴出和突出危險的區(qū)域內打鉆時必須制訂打鉆安全措施。如發(fā)現(xiàn)地質鉆孔、前探鉆孔或排放瓦斯鉆孔內有二氧化碳突然大量涌出,造成工作面二氧化碳超限時,要立即撤出人員,停止掘進,進行處理。
(四)實行二氧化碳抽放和減少地應力措施
1.對于二氧化碳高壓區(qū),包括地質破碎帶,可進行井下真空泵超前抽放,把抽出的二氧化碳用管子直接排到總回風道內。
2.在有二氧化碳噴出或突出危險的巖層(或煤層)內掘進巷道時,要嚴禁兩個掘進工作面同時相向對掘或與開采工作面重疊相向前進。最好掘巖工作面同在采煤工作面之后一段距離掘進,以減少地應力和地應力集中。
(五)合理布置巷道和加強巷道支護
1.巷道應盡量避免布置在含有高壓二氧化碳的巖層和地質構造復雜的破壞地帶以及地應力集中帶,巷道與高壓瓦斯區(qū)邊緣和突出危險煤層的法線距離不小于二十米。
2.在地質破壞帶和松軟巖層中掘進時,要特別加強巷道支護,采取短掘短砌,密集支護、前探支架等,嚴防冒頂引起突出。
(六)建立獨立分區(qū)通風系統(tǒng),嚴格風流控制
1.建立分區(qū)獨立通風系統(tǒng),將在噴出和突出區(qū)內的掘進工作面回風直接引入總回風或分區(qū)回風內,嚴禁串聯(lián)通風。
2.必須在掘進回風與其它采掘區(qū)和巷道有關聯(lián)的地點設一對反向風門,以防二氧化碳噴出(或突出)蔓延。
3.加大有噴出或突出危險采掘工作面風量。同時風門和風機必須有專人看管,風機要有單獨的供電系統(tǒng),工作面停風時人員必須立即至新鮮風流內。
(七)防止放炮掘進誘導突出造成危害
1.為防止正常放炮掘進誘導突出,可事先采取震動放炮的辦法,有準備的誘導突出。關于震動放炮的有關規(guī)定和措施,可參照預防煤與瓦斯突出的規(guī)定和措施執(zhí)行。
2.必須采用遠距離放炮,根據(jù)突出危險性的大小,規(guī)定撤退的距離和范圍,放炮時所有人員(包括回風巷道內人員)必須撤到指定安全地點。在預期有嚴重突出危險時,必須把可能波及范圍的人員全部撤到井上。
(八)編制災害預防和處理計劃,落實自救措施
1.凡有噴出和突出危險的礦井都要編制災害預防和處理計劃,并要組織干部、工程技術人員、工人學習和實際演習,二氧化碳突出時不要臥倒爬行。
2.在噴出和突出危險區(qū)域的有所工作人員,必須攜帶隔離式自救器,并學會使用方法和注意事項。
(九)加強有二氧化碳突出危險礦井的組織管理
1.開拓有巖石和二化碳突出危險的新水平、新采區(qū)進,必須編制專門設計,制訂專門措施,報?。▍^(qū))煤炭局批準。
2.局、礦領導和有關業(yè)務部門要檢查防治措施的落實情況,不執(zhí)行措施不準掘進。
3.加強安全思想和技術教育,調到有噴出或突出危險區(qū)工作的干部和工人員重新教育并進行考試達到合格。
4.已發(fā)生巖石與二氧化碳突出事故的營城和窯街煤礦要成立研究小組,負責研究掌握二氧化碳的來源和分布規(guī)律,不斷修改補充防治措施。
各單位可參照本措施制訂具體防治措施,并注意總結經驗,部準備在對巖石 與二氧化碳突出進行科研的基礎上,組織經驗交流,補充修改防治措施。