煤矿22402工作面“7.28”溃水溃沙事故案例分析
8.1事故经过
8.1.1工作面基本情况
22402工作面为哈拉沟煤矿四盘区首采工作面，工作面长度为300m，推进长度2144.5m。工作面设计采高5.2m。工作面于2010年7月6日开始安装，7月18日开始试生产，7月20日早班进行了初次放顶工作。放顶效果良好，工作面未出现异常情况。
哈拉沟煤矿22402综采工作面位于哈拉沟井田中部第七勘探线以南，地表起伏较大，总体呈南东低，北西高趋势，大部分被风积沙所覆盖。东邻22403工作面，西邻22401工作面，南邻22402旺采工作面。上覆基岩厚25～70m，松散层厚20～60m。工作面距切眼100m范围内地面标高为1182～1208m;松散层厚度15～40m;含水层厚度25～30m;上覆基岩厚度29.5～64.7m，基岩及松散层厚度最小处为工作面切眼处。
8.1.2开采前期准备工作
8.1.2.1 22402工作面原设计切眼位置处于哈拉沟水源地沟底，由于受征地的制约，地表水导流工程及相关疏放水工程无法实施，为了保证工作面的安全生产，根据地质资料，经公司领导及相关部门同意，将22402工作面切眼沿回采方向后退80m。
8.1.2.2为防止工作面回采时发生溃水溃沙事故，工作面按正常计划施工了疏放水钻孔。22402工作面设计施工疏放水孔19个。分别在22402新切眼布置5个，22402回顺、22403回顺由切眼向回撤通道方向各布置7个。实际施工疏放水钻孔16个，总进尺1042m。疏放水工程于2010年4月25日开工，2010年5月31日竣工。钻孔初始涌水量除T7孔为11.5m3/h外，其它钻孔涌水量均小于10m3/h，涌水量总计为58 m3/h。截止6月21日，疏放水钻孔总涌水量为22.24m3/h，累计泄水量18373m3，截止工作面初采时累计泄水量约30000 m3。22402工作面主要是松散层含水，且富水性较弱;通过施工疏放水钻孔，使松散层水层水量显著减小，探放水效果明显。
8.1.2.3 22402工作面初采前，哈拉沟矿制定了详细的防治水方案，完善了22402工作面排水系统，工作面排水设防能力1000m3/h。
8.1.3溃沙经过
2010年7月28日下午16点07分，调度室接到综采队跟班队干赵某汇报，22402工作面在92架左右顶板出现溃沙现象。
28日19点左右，工作面150-160架间顶板淋水量增加，溃沙范围很快扩大至工作面机尾段，晚上21点左右，工作面150-160架支架较为严重，溃沙高度已达到了工作面运输机电缆槽高度(1.5米)，导致支架立柱与电缆槽的距离全部被溃沙封堵，支架推移油缸无法伸缩，造成支架及溜槽无法进行正常移动。
井下溃沙地点对应地表位置在距工作面回顺约50m，运顺约197m处，形成了一个直径约47m左右的圆形塌陷区。塌陷区呈漏斗状，漏斗深度约12m左右。
7月30日四点班，由于工作面机头段顶板来压，在工作面20-47架处出现了溃沙现象，在及时对工作面溃水溃沙进行处理的同时陆续进行生产。7月31日8点左右，工作面溃沙现象基本停止。22402工作面对应地表在距工作面运顺侧约50m处形成了一处直径约23m、深约9m的圆形漏斗状塌陷区。地面共计溃沙约6000立方。这次溃水溃沙事故，未造成人员伤亡和设备损坏，影响生产一个班。
8.2原因分析
8.2.1直接原因：
哈拉沟煤矿22402面切眼附近对应地表为哈拉沟，沟内径流量达170m3/h，属强富水区域。该区域基岩厚度约29.5-40m，含水层厚度25-30m，松散层厚度约40m左右，且松散层均为黄沙，上覆基岩相对较薄，岩层完整性差，存在岩层裂隙或基岩凹陷甚至小型天窗，导致采空后提早冒落导通上覆松散沙层漏入井下，导致采空区溃水溃沙。
8.2.2间接原因：
8.2.2.1哈拉沟煤矿四盘区工作面布置在哈拉沟水源地，切眼布置在哈拉沟附近，此区域含水层较厚，由于矿井接续紧张，工作面掘进工作于5月初准备完成，各项矿务工程及疏放水工程于5月31日完成，工作面疏放水时间仅一个半月，疏放水时间短。
8.2.2.2 22402工作面对应地表因征地等原因，未能施工水文观测孔对含水层水位进行及时观察，导致对该区域含水层厚度及含水层净水量变化情况掌握不准。
8.2.2.3 22402工作面切眼处地质资料不详，钻孔数量少，补勘计划和地面疏放水工程因与地方政府协调未果，无法实施，也是发生溃沙的一个原因。
8.2.2.4地测公司和哈啦沟矿对可能发生的溃沙溃水没有引起高度重视，从提供的地质资料到作业规程编制都没有提出防治措施，没有提出加固顶板等安全技术方案，现场无应急措施。
8.3防范措施
8.3.1哈拉沟矿综采队要加强现场工程质量管理，合理调整工作面采高，调整工作面底板平缓，保证水沙自流到采空区或两顺槽，同时在溃沙段采取加刀的方式快速推进，拉架采取带压移架或超前移架，防止工作面出现漏顶现象。
8.3.2哈拉沟煤矿在可能出现溃水溃沙情况时，加强采面地表警戒，防止人员、动物掉入塌陷坑。
8.3.3哈拉沟煤矿要做好工作面相关应急物资、材料、设备、工具等的准备工作，同时保证人员、材料、设备等及时到位，及时清理两巷煤泥，保证正常排水。
8.3.4哈拉沟煤矿继续完善《安全生产事故应急救援预案》中水灾事故的预防与处理计划，进一步组织实施矿井水灾救援演习计划及安全技术措施，确保事故发生后，应急响应及处理措施到位。
8.3.5地测公司对22402工作面的基岩及松散层情况及时进行打钻补勘，提供科学、准确、详实的地质资料;根据等高线图，在低洼处做好探放水工作。保证22402工作面的安全正常回采。地测公司加强矿井的水文地质预测预报;驻矿地测站要及时对采空区地表塌陷情况进行观测，同时负责对工作面涌水量进行测量分析。
8.3.6哈啦沟矿对22402工作面在主运及回顺32-40联巷间由井下打钻，对此区域内的上覆基岩、松散层、含水层厚度及直接顶、老顶的岩性等进行详细补勘;同时地测部门要对此区域的地表、地形现状进行详细写实，形成详实、准确的井上下地质及水文地质资料。
8.3.7各矿要加强综采工作面在通过薄基岩及上覆流沙含水层的研究。根据工作面地表情况及上覆基岩、松散层岩性情况，采取提前“注浆固沙”措施。通过注浆钻孔或置入其中的注浆管，将水泥浆、水泥-粉煤灰浆、水泥-水玻璃浆、马丽散等材料，注入地层中的裂隙、孔隙或洞穴之中，使松散层固结，形成固结体，达到加固顶板防止溃沙的目的。
8.3.8各煤矿要根据《煤矿防治水规定》和两级公司防治水相关要求。采掘工作面在回采前必须根据工作面水文地质条件编制疏放水设计，并按要求严格进行疏放水工程施工，及时疏放工作面含水层水量及采空区积水，并要有充足疏放水时间，防水后要进行验收和安全评价。
8.3.9各矿井综采工作面在基岩厚度小于8-10倍采高，且存在含水沙层的地质条件时，应提前探明工作面上覆基岩、松散层岩性及含水层含水情况，及时采取防溃水、溃沙措施，确保工作面正常回采时的安全。
8.3.10各矿采煤工作面在回采前必须在地表设计施工水文观测孔，对含水层厚度及含水层水量变化情况进行实时观测，根据观测结果及含水层水量变化情况指导矿井防治水工作。