防突措施与管理制度

1 阳城县芹池煤矿

瓦斯动力现象鉴定报告

1、 前言

山西省阳城县芹池煤矿2004年3月3日，进行3115回风巷掘进时，在放炮作业后，发生了一次瓦斯动力现象，并造成伤亡事故，给矿井安全生产带来了严重威胁。为了对矿井发生的的瓦斯动力现象作出准确的认识、对矿井的瓦斯等级作出准确定位，以便制定相应的技术措施和管理制度，保证安全生产，芹池煤矿委托煤炭科学研究总院重庆分院对本次瓦斯动力现象进行鉴定。煤炭科学研究总院重庆分院接受委托后，派技术人员对事故现场进行了勘查，经过认真分析，对芹池煤矿发生的这次瓦斯动力现象进行了技术鉴定。

本次鉴定工作的法规依据主要有：

《煤矿安全规程》 国家煤矿安全监察局2001年

《防治煤与瓦斯突出细则》 原煤炭部1995年

《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》煤炭行业标准（MT637—1996）1996年

2、 矿井基本情况

芹池煤矿位于山西省阳城县西20Km，隶属城镇集体工业联社。始建于1996年10月，1999年投产。原设计生产能力为150Kt/a，2003年核定生产能力为210Kt/a。

2．1矿井地质、煤层概况

芹池煤矿位于上黄崖精查勘探区。矿区地层出露良好，有老到新分别有：奥陶系中统马家沟组、石炭系上统太原组、二迭系下统山西组、二迭系下统下石盒子组、二迭系上统上石盒子组和 2 第四系。含煤地层为石炭系上统太原组和二迭系下统山西组，总厚156.6m，含煤5～12层，自上而下编号为：2、3、4、5、6、7、8、9、11、13、15号。煤层总厚为9.68m，含煤系数8％。其中太原组中仅有15号煤层为可采煤层，其余7～8层均为不稳定不可采的薄煤层。15号煤层位于太原组一段顶部，K2厚灰岩为煤层的直接顶板，煤层厚3.20m，结构0.90（0.16）2.14属结构简单型。山西组仅含一层煤即3号煤，为本区主采煤层。该煤层位于山西组下部，上距下石盒子组底砂岩（K8）52.7m，下距K5灰岩36.70m，煤层厚4.88～5.95m，一般厚4.54m，倾角2～4º，煤层结构：1.54（0.16）2.70（0.12）0.46。煤层顶板为厚1.40m的黑色泥岩，底板为粉砂质泥岩和粉砂岩。3号煤层属中灰、低硫、高--难熔灰分、高发热量之无烟煤，原煤灰份14.99～25.60%，平均为18.15%；挥发分4.68～5.87%，平均5.18%；原煤全硫含量为0.40～0.50%，平均为0.4%；弹筒发热量为8130～8599卡/克，平均8320卡/克，容重为1.45m3/t。3号煤层无自燃倾向，煤尘无爆炸危险性。

矿区的区域构造位置处于沁水块坳南缘，因受沁水帚状构造的影响，产生断裂及次级褶皱。矿区位于东刘村次级向斜南翼，基本为一单斜构造，地层倾向为北西280～310º，倾角5～7º。区内无大的褶曲，主要的构造是断层，具体如下：

①寺头断层：位于矿区西界以西约30～400m，走向北东，倾向北西，西盘上升，东盘下降，北东部断距超过100m，倾角75º，为一高角度正断层。

②中寨断层：位于矿区东40～50m，走向北北东，西盘下降，东盘上升，断距约40m，倾角80º，为一高角度正断层。

③东刘村F1断层：位于矿区西部，走向北北东，为高角度正断层，因覆盖较大，其断距不祥。

④东刘村F2断层：位于F1断层以东约125m，其性质与F1断层 3 相同，断距10m。

2．2矿井开拓开采概况

矿井采用立井开拓方式，现有井筒2个，分别为主井和风井。主井地面标高为＋697m，井底车场标高为＋382m，井筒深315m,为混合提升井；风井地面标高为＋697m，井底车场标高为＋382m，井筒深315m,为出风井。矿井采用单一水平开采，水平标高为＋382m。全井田划分为2个采区，分别为131采区和132采区。目前开采131采区，该采区走向长550m，倾向宽660m。开采顺序为先采井筒附近，后采离井筒较远的部分。采煤方法为走向长壁后退式开采，落煤工艺为放炮落煤，采煤工作面长100m，采用悬移支架、铺顶网支护，一次采全高。机、风巷采用单体液压支柱配金属绞接顶梁，正悬臂超前支护，顶板管理采用全部垮落法。

2.3通风瓦斯简况

矿井采用中央并列抽出式通风方式，地面风井安装2台2³110KW主扇风机（一备一用），风机型号DBK40—6/19。矿井无瓦斯压力和瓦斯含量的实测数据，根据2003年矿井瓦斯等级鉴定结果：矿井总风量为3869.8 m3/min，矿井绝对瓦斯涌出量为31.38m3/min，相对瓦斯涌出量为64.45 m3/t，属高瓦斯矿井。矿井目前建立了简易的抽放系统进行瓦斯抽放工作。

3、 瓦斯动力现象的发生情况

3．1发生瓦斯动力现象地点基本情况

芹池煤矿2004年3月3日发生瓦斯动力现象的地点是131采区3115工作面的回风副巷，属于煤巷掘进工作面（见图1）。3115回风副巷掘进工作面距矿井东部边界20米左右，巷道标高为+430— +440。巷道设计断面面积为8.0m2，巷道的坡度平均为2度，采用梯形木支护。巷道风量为720m3/min，绝对瓦斯涌出量为8 m3/min左右。发生瓦斯动力现象地点的地面标高为+690左右，据地表垂深约为250米，距中寨正断层70—80米。该处煤层的厚度为4.96 4 米，倾角3—6度，比正常情况下的煤层倾角（2—4度）稍大，煤层顶板为炭质泥岩，底板为泥质粉砂岩。

图1 突出地点巷道平面布置平面图

3．2瓦斯动力现象发生情况

2004年3月3日早班，一名瓦斯员、一名放炮员和两名打眼工到3115回风巷掘进工作面钻眼放炮。6时51分监控调度室发现总回风瓦斯超限达0.91%，马上安排瓦斯巡检员到总回风查原因，经查汇报不是探头问题，又立即派人下去查原因，到7时45分汇报，井下3115回风巷掘进工作面发生了事故，并立即组织人员抢救，于8时40分将伤者运至地面，经抢救无效死亡，4名死亡人员所处位置为3110皮带巷（进风巷）。

事后，通过对现场的勘察和统计，本次瓦斯动力现象共抛出煤、岩量601吨，其中煤量526吨，抛出的煤在巷道中最大堆积长度达68米（在3110回风巷堆积53米，3115回风副巷为12.3米，3115回风正巷分别有16米和5米，详风图2），堆积坡度为10度。抛出的煤具有明显的分选性，堆积煤的表面是粒度非常小的粉煤，用手捻之无粒度感，并夹杂有大量软煤小块；堆积煤的底部和孔洞附 5 近可见中块、大块煤炭及岩石（风图3）。由于孔洞附近冒顶严重（冒高9.5米，斜长13米，孔内岩石堆积角度为45度左右），另外，在清理过程中也在发生冒顶，清理工作难度极大，而且存在孔洞坍塌引起再次突出的可能；同时，考虑到煤层不自燃、巷道即将到矿井边界、继续掘进的危险性较大等因素，矿井目前暂时停止了清理工作。因此，突出孔洞的具体尺寸无法确定，但根据矿方技术人员目测，突出孔洞在巷道左帮，呈口小腔大形状。

图2 抛出煤体堆积距离平面示意图

图3 3110回风巷抛出煤体堆积剖面示意图

该次瓦斯动力现象产生了明显的动力效应：3110回风巷的调节风窗被完全摧毁，3115回风副巷中的所有（8—9米）支架被推 6 倒，并伴有顶煤的冒落，3115回风正巷的两趟风筒被推出至掘进头之外20余米。

该次瓦斯动力现象涌出的大量瓦斯，并产生了瓦斯逆流现象。矿井总回风瓦斯浓度超限时间38h，251h后才恢复到正常水平，经计算，此次瓦斯动力现象共涌出瓦斯量约146500立方米。

4、 瓦斯动力现象类型的确定

该次瓦斯动力现象具有如下特征：

（1）. 抛出煤岩量较多，达601T；煤的抛出距离较远，最大达68米；

（2）. 抛出的煤具有明显的分选现象，远处及堆积表面为粉煤，近处及中深部存在块煤，且距离越近，块度越大，呈现气体搬运特征；

（3）. 抛出的煤堆积角度为10度，小于煤的自燃安息角；

（4）. 抛出的煤破碎程度较高，含有大量的煤块和手捻无粒感的粉煤；

（5）. 具有明显的动力效应：3110回风巷的调节风窗被完全摧毁，3115回风副巷中的支架全部被摧倒，3115回风正巷的风筒被推出进风巷道中；

（6）. 喷出了大量的瓦斯，共涌出瓦斯量约146500立方米，吨煤瓦斯涌出量为278.5立方米，远大于该地区3号煤层的瓦斯含量，并发生了瓦斯逆流现象；

（7）. 在工作面左前方形成了一个口小腔大形状的孔洞。

根据以上特征，该次瓦斯动力现象应定性为煤与瓦斯突出，属于突出类型。 7 5、鉴定结论

按照国家煤矿安全监察局2001年版《煤矿安全规程》第176条、原煤炭部1995年版《防治煤与瓦斯突出细则》第5条以及煤炭行业标准《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》第5条的规定，芹池煤矿3号煤层应定为突出煤层，芹池煤矿应定为煤与瓦斯突出矿井。

6、 对今后防突工作的几点建议

芹池煤矿经鉴定为突出矿井后，按照《煤矿安全规程》规定，应及时上报省煤炭管理部门审批，并报省级煤矿安全监察机构备案。同时，建议抓好以下几个方面的工作。

（1）芹池矿应按照突出矿井进行管理，编制防治煤与瓦斯突出的安全措施，报上级主管部门审批；

（2）严格执行“四位一体”综合防突措施；

（3）矿井应根据《煤矿安全规程》对开采突出煤层的要求进行安全配套，主要包括：1、完善矿井通风系统，严禁串联通风；2、配备和完善必要的安全装备，如压风自救器、隔离式自救器以及突出预测仪器等；3、对开拓采掘布置、井下通风系统设施、机电、运输设备等进行一次全面检查和整改，以达到对开采突出煤层的要求；

（4）加强防突队伍建设，设置专职防突部门或配备专职防突人员，并对其进行专门的技术培训。

（5）对职工应有计划地进行安全培训，使之熟悉突出预兆、防治煤与瓦斯突出的基本知识和发生事故时的避灾、救护方法以及救护设施的使用操作等。

（6）矿井应加强生产过程中的地质工作，及时查明采掘工作面前方的地质构造情况。 8 （7）建议矿井在以后的生产过程中，与有关的科研单位协作进行矿井的瓦斯防治技术的研究工作，如煤层突出危险的区域预测及矿井突出危险预测敏感指标及其临界值的确定等。

（8）未及事项，按《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出细则》的有关规定执行。

阳城县芹池煤矿

防突措施技术方案

1．前言

芹池煤矿位于山西省阳城县西20km，隶属城镇集体工业联社。始建于1996年10月，1999年投产。原设计生产能力为150Kt/a，2003年核定生产能力为210Kt/a 。2004年3月3日在3115回风副巷掘进中发生了一次煤与瓦斯突出，突出强度为601t，瓦斯涌出量为14 .65万m3，并造成人员伤亡，芹池煤矿经重庆煤科分院鉴定为突出矿井，应该按照突出矿井进行管理。为此，芹池煤矿和煤科总院重庆分院进行合作，共同制定一套可行的防突技术措施方案。

2．矿井概况

2.1井田范围

芹池煤矿地处芹池乡刘东村狐尾沟，位于芦苇河南岸。井田东部以中寨断层为界，西部以寺头断层为界，北以芦苇河为界。井田走向长约0.55km，倾斜宽约2.0km，面积为0.94km2。本区属于中、