兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿“7.29”冲击地压事故调查报告
兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿“7.29”冲击地压事故调查报告
2015年7月29日2时49分, 兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿(以下简称赵楼煤矿)1305工作面发生一起冲击地压事故，造成3人受伤(1人重伤、2人轻伤),事故造成直接经济损失93.87万元。
2015年7月29日，山东煤矿安全监察局鲁西监察分局(以下简称鲁西监察分局)组织菏泽市煤炭管理局，组成赵楼煤矿“7.29”冲击地压事故调查组(以下简称事故调查组),并聘请6名专家组成专家组，依法对赵楼煤矿“7.29”冲击地压事故进行了调查。
事故调查组严格按照“四不放过”和“科学严谨、依法依规、实事求是、注重实效”的原则，通过勘查井下事故现场，调查询问有关人员，查阅了有关设计、论证评审意见等相关图纸资料，查明了事故发生的原因和经过。经综合分析认定了事故性质和责任，提出了对有关责任单位和责任人员的处理建议，制定了防范措施。现将有关情况报告如下：
一、事故单位概况
(一)公司及矿井概况
赵楼煤矿隶属兖煤菏泽能化有限公司，兖煤菏泽能化有限公司为山东兖州煤业股份有限公司子公司。兖州煤业股份有限公司1997年成立，是以煤炭生产经营为基础，煤炭深加工和综合利用一体化的国际化能源企业，目前在山东境内共有10处矿井，兖州煤业股份有限公司隶属兖矿集团有限公司。赵楼煤矿的安全生产技术工作由兖州煤业股份有限公司直接管理。
赵楼煤矿井田面积约143.3549km2，煤炭地质储量7.92亿吨，可采储量2.32亿吨，天然焦2.55亿吨。矿井主采3煤层，煤种以1/3焦煤为主，煤层局部受火成岩侵入，或煤层受构造影响出现分叉，3煤层厚度2.8m-9.0m，平均厚度为6.1m，煤层普氏系数(f)为1.6，煤层平均倾角为5度，3煤层直接顶板以泥岩和粉砂岩为主，厚度为1.2m-8.35m，平均2.78m，老顶为中砂岩，厚度为4.55m-20.42m，平均厚度为8.32m，普氏系数(f)为6.0-7.0。经煤炭科学总院北京开采所鉴定3煤层具有强冲击倾向性，煤层顶板岩层具有弱冲击倾向性，底板冲击倾向性未经鉴定。
矿井设计生产能力300万吨/年，服务年限60.1年，2005年1月开工建设，2009年3月试生产，2014年山东省煤炭工业局以鲁煤规发〔2014〕187号文批复赵楼煤矿核定生产能力为420万吨/年，配套建设同等规模的选煤厂。
矿井采用立井单一水平开拓，井口标高+45m，井底车场水平标高-860m。矿井采用倾斜长壁采煤法、综采放顶煤采煤工艺。2014年矿井核定采掘工作面个数为2个采煤工作面、13个掘进工作面，发生事故前，矿井布置2个综放工作面(1305工作面和3303工作面)和9个掘进工作面生产。2014年底赵楼煤矿在册职工3449人。
矿井采用立井提升，主井提升安装2套落地式多绳4.65×4摩擦轮提升机；副井提升安装一套为4.65×4落地式多绳摩擦轮提升机，配一对一宽一窄罐笼，副井另安装一套为JKMD-2.25×2落地式多绳摩擦轮提升机，配小罐笼带平衡锤(交通罐)。
矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式；主、副井进风，风井回风。
矿井采用二级排水方式，其中一集泵房和-945m泵房分别排至中央水仓，中央泵房直接排至地面。
井下设有中央变电所一座、南部中央变电所一座，井下采区变电所均实现10kV双回路供电。
矿井建立了完善的防尘管路系统；防灭火建立了粉煤灰灌浆系统、惰性气体防灭火系统、液态CO2防灭火系统和束管监测系统。
矿井安装了监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救、通讯联络等安全避险六大系统。
矿井证照齐全、合法有效。
矿井配备了专职防冲副总工程师，成立了防冲办公室和防冲工区，目前，防冲办公室配备8人，防冲工区配备30人。
矿井装备了一套能够覆盖全矿井的SOS微震监测系统，1305工作面和3303工作面各安装一套KJ550应力在线监测系统，配合钻屑法、电磁辐射法对采掘工作面冲击危险性进行检测；冲击危险煤层采煤工作面采用大直径钻孔卸压、底煤爆破(厚度超过1.0m)等措施实施超前预卸压及危险区域解危措施。
2014年10月16日，赵楼煤矿委托中国矿业大学对1305工作面冲击地压的危险性进行了评估与防冲防治研究，中国矿业大学煤炭资源与开采国家重点实验室编写了《兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿1305工作面冲击地压危险性分析与防治方案研究报告》(以下简称防治方案研究报告)。2015年2月5日，赵楼煤矿委托济南贝克矿山工程技术服务有限公司编制了《赵楼煤矿1305工作面开采安全性论证报告》。《防治方案研究报告》和《赵楼煤矿1305工作面开采安全性论证报告》均由兖州煤业股份有限公司组织专家进行了评审论证。兖州煤业股份有限公司以兖煤股生技字〔2014〕216号对《赵楼煤矿1305、7303工作面防冲安全论证及方案研究报告》、兖煤股生技字〔2014〕379号文对《赵楼煤矿1305工作面开采安全性论证报告》进行了批复。
(二)事故地点概况
1.1305综放工作面概况
发生冲击地压事故地点为一采区1305工作面，该工作面东邻一采区轨道下山，西邻七采区边界，北为回采完毕的1304工作面，南为回采完毕的1306工作面和1307工作面，1305工作面为孤岛综放工作面。1305工作面4月2日掘进施工完毕， 7月25日安装完成。工作面使用ZF12000型液压支架支护，共安装92架。7月27日开始生产(调采)，截止事故发生时，运顺推进6m，轨顺推进0.75m。
1305工作面地面标高+42.84～+44.34，工作面底板标高-828m～-963m，所采煤层为3煤，煤层普氏系数(f)变0.8～2.3，平均1.6，煤层厚度为2.8m～9.0m，平均厚度6.1m；煤层倾角为1～11°，平均为8°，煤层结构简单；工作面倾斜长度136.7m，走向长度573.6m，可采储量54.8万吨。工作面切眼附近为煤层分岔区，分岔区内3上煤层厚度1.0m-1.7m，平均1.4m；3下煤层厚度2.7m-6.4m,平均4.8m；分岔间距0.7m-14.6m,平均6.8m。切眼西部为岩浆岩侵入的无煤区，由于3下煤层沉积异常，煤层变薄。工作面直接顶板以泥岩和粉砂岩为主，厚度为1.2m-8.35m，平均2.78m，老顶为中砂岩，厚度为4.55m-20.42m，平均厚度为8.32m，普氏系数(f)为6.0-7.0；直接底为泥岩，厚度1.5m-3.0m，平均1.65m，老底为细砂岩，厚度6.40m-11.80m，平均9.97m。
2.上下顺槽及切眼概况
1305工作面上下顺槽均采用锚网索带联合支护，为沿空掘巷，与采空区之间留设3.5m隔离煤柱，两顺槽沿底板掘进，梯形断面，巷道上净宽4.8m，下净宽5.2m，巷道净高3.8m。巷道顶板采用KMG500Φ22×2400mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，帮部使用KMG400Φ20×2000mm左旋无纵筋全螺纹锚杆，采用4600×140×10mmT型钢带、锚杆托盘规格200×200×10mm。巷道顶部锚杆间排距为850×800mm，巷道帮部锚杆间排距为800×800mm。
巷道顶板锚索采用“3-1-3型”布置，在顶板巷中布置一排纵向T型钢带锚索梁，锚索排距1600mm。巷道实体煤侧和窄煤柱的帮部在距顶板700mm及距底板上1500mm高度位置各布置一排纵向Φ16钢筋梯锚索梁，其中仅巷道沿空煤柱侧距底板1500mm高度处锚索采用Φ22×3500mm，其余锚索采用Φ22×6200mm，每个锚索尾部均安设FZJ-R1/2双泡锚索让压环。
切眼为矩形断面，净宽7.8m，净高3.2m。采用锚网带、锚索、单体液压支柱联合支护，顶锚杆间排距800mm×800mm,顶板锚索采用“2-1-2五花型”布置，锚索梁排距800mm。
3.1305工作面采取的防冲措施
(1)冲击地压监测情况
1305工作面配套安装了SOS微震监测系统及KJ550应力在线监测系统。工作面两顺槽掘进期间，微震监测系统利用一集轨道及1307工作面测站实施监测，2015年2月14日运顺3#泄水巷附近处布置第一组测站，6月9日，轨顺布置两组测站，配合一集轨道两组测站完成对1305综放工作面全覆盖监测。7月22日，应力在线监测系统安装调试完毕，正常使用。两顺槽距切眼30m开始间隔20m各布置10组测站，每组测站分别由深度8m、14m两个钻孔应力计组成。1305工作面每两天在两顺槽各施工一组(3个)钻屑孔，用于工作面冲击地压危险性局部检测。
(2)落实解危措施情况
1305工作面两顺槽掘进期间，在实体煤帮及切眼施工大直径钻孔预卸压措施，钻孔参数：孔径110mm，深度20m，孔间距为1.5-2.0m,距巷道底板1m-1.5m，垂直煤壁施工。掘进完成后，在两顺槽加密施工Φ150mm钻孔，深度20m，孔间距为1.5m-2.0m，距巷道底板1m至1.5m，垂直煤壁施工。截止到事故发生时，工作面轨顺施工二次卸压钻孔全部施工完成，运顺超前工作面300m范围内二次卸压钻孔施工完毕。两顺槽及切眼留底煤处超过1m的底煤进行断底处理。
(3)超前支护情况
运顺超前支护前机头至转载机电机采用DWX40(35、45)型单体液压支柱配合4.2mπ型钢梁支护，排距600±100mm。钢梁两棚头分别支设2棵单体液压支柱，达到一梁三柱，运输顺槽超前支护距离作业规程规定不小于120m，现场实际70m。轨顺超前支护采用DWX40(35、45)型单体液压支柱配合1200×800mm型十字顶梁支护，每排布置两架十字顶梁。轨道顺槽超前支护距离作业规程规定不小于120m,现场实际120m 。
4.事故现场勘察情况
事故发生后，经现场勘察，该冲击事故主要是对工作面和两顺槽造成破坏，事故发生时，工作面内有19人，两顺槽有7人，造成1名重伤，2名轻伤。
轨顺侧煤壁向外15m以内，巷高4.0m左右，两帮变形不明显，顶板出现网兜，并有部分漏冒，部分单体支柱歪斜。15—60m范围两帮移近量大，最大移近量3.0m左右，且工作面侧移近量较大。超前支护单体支柱部分弯曲歪斜。底鼓量0.5～1m。60m向外，底板有底鼓现象。轨道顺槽30～70m范围受冲击挤压影响严重，十字梁棚支设单体液压支柱全部歪斜，其中折断14棵。
运顺侧工作面煤壁向外40m内13架钢棚掉落、单体液压支柱弯曲折断38棵。运顺发现崩断锚杆(索)12根，部分让压环挤压变形损坏，卸压钻孔多数塌孔。
工作面1#液压支架前梁压在前部刮板输送机电机上，1-86#液压支架范围，前部刮板输送机受冲击翻向支架侧，输送机及支架内积煤严重，25-65#架范围，支架前梁和护帮板千斤顶损坏32棵，采煤机电缆出槽。以65#支架为界，冲击后煤尘逆风扬起糊到支架立柱上形成2mm左右厚的煤尘。
工作面压力显现情况，50#～70#支架压力表读数，支架前立柱压力显示除56#(3.8MPa)和61#(10.2MPa)外，读数均为0MPa。后立柱读数最小63#架(23.7MPa)，其余均超过30MPa，最大为68#(38.7MPa)。60～80#架，支架向后位移，最大1.0m左右。煤壁煤块大量抛入架内。
事故发生时，运顺和轨顺布置的应力在线监测数据，均出现不同程度的上升，其中运顺第3组出现红色预警(17.26MPa)。SOS微震监测系统监测到一次2.5×106 J的震动，震级为2.3级。
二、事故发生及抢险救援经过
(一)事故发生及汇报经过
2015年7月28日，综采二队夜班值班副队长朱启坤召开班前会，安排1305工作面调面。7月29日夜班2时45分左右，采煤机正在进机头割煤，工作面突然出现连续煤炮，跟班副队长邢攸臣和安监员白红印决定暂停生产撤人。在准备撤人时，工作面内突然发生巨大声响和震动，工作面内的19名工人，受到不同程度的冲击，当班验收员王成功在工作面1#架外侧转载机过桥处受伤，造成右小臂骨折。
7月29日2时59分，1305工作面现场跟班安监员白洪印汇报矿调度室，1305工作面发生冲击地压，矿调度员朱运扩接到事故汇报后，立即启动应急预案，安排现场安监员白红印及跟班副队长邢攸臣组织撤出工作面及两顺槽所有人员,并组织现场自救；同时通知兖矿集团驻赵楼煤矿救护队值班人员曹广利请求救援。
3时02分，通知矿长郭念波及井下跟班的安监处长张祥云。
3时10分，有关矿领导赶到调度值班室，矿长郭念波安排生产副矿长李洪先、采煤副矿长张建、采煤副总工程师肖国强下井查看现场情况并组织救援，安排调度员向兖矿集团总调度室、安监局及鲁西监察分局、菏泽市煤炭管理局进行汇报。
(二)救援经过
3时30分，兖矿集团驻赵楼煤矿救护中队两个小队到达赵楼煤矿副井口，副中队长毛宝忠与赵楼煤矿采煤副总工程师肖国强带领的现场救援人员一同下井。3时56分，救援人员到达工作面，组织救援。救护队根据现场情况，对现场3名伤员包扎处理。第一名伤员彭仁群在41-42#支架位置处，胸部有挫伤，进行包扎固定后用担架运出；第二名伤员曹庭在42#支架处，皮外伤，有行动能力，搀扶护送至安全地点；第三名伤员王成功在转载机过桥处，右小臂骨折，腿部有皮外伤，包扎固定后用担架运出。6时37分，工作面所有人员共计26人全部升井，升井后全部送到巨野煤田医院进行检查治疗。
三、事故原因及性质
(一)直接原因
1305工作面相邻的1304、1306、1307工作面已开采结束，致使1305工作面形成孤岛煤柱工作面；工作面埋深大(870.84m～1007.34m)，原岩应力高；煤层和顶板又具有冲击倾向性，具备产生冲击地压的力源条件。1305工作面在初采前调试导致了冲击地压事故的发生。
(二)间接原因
1.赵楼煤矿重生产、轻安全，安全第一的思想树立不牢，未严格按照兖州煤业股份有限公司批复的《兖煤公司2015年度冲击地压防治计划审查意见》(兖煤股生技字〔2015〕23号)的顺序采煤(2015年度赵楼煤矿防冲计划审查意见确定开采顺序为1307、11303、3301、1305工作面)，在生产接续紧张的情况下，1307工作面回采结束后跳采1305综放工作面，对1305大埋深孤岛煤柱工作面发生冲击地压存有侥幸心理，进而冒险组织开采。
2.赵楼煤矿防冲技术措施落实不到位
(1)1305工作面切眼评价为严重冲击危险，掘进切眼期间只在两端头各施工30米范围卸压孔保护带，中间有76米范围内未施工卸压钻孔。