距山西華晉焦煤公司王家嶺煤礦2010年“3·28”特別重大透水事故發生已有4年,那揪心的8天8夜也已漸漸淡出許多人的記憶。
然而,在華晉焦煤人的心里,那8天8夜不曾被遺忘過。今年4月,華晉焦煤公司從總部到一線班組都很忙,他們在組織開展“3·28”特別重大透水事故反思研討會。
“我們將反思活動延伸到區隊、班組和每一位職工,就是要找出不足,彌補缺陷,引導職工自覺遵守安全生產規章制度。”華晉焦煤公司董事長劉建高說。
老空積水致災性最強
“雖然分類多樣,但是近幾十年發生的水害事故類型非常集中,惡性煤礦水害中,老空積水型水害不但數量最多,而且致災性最強。”國家煤監局事故調查司的趙蘇啟說。
據統計,2006年至2010年,全國范圍內煤礦老空水害事故共發生129起、死亡971人,占較大以上煤礦水害事故總數的92.1%和死亡總人數的89.7%。
老空積水是過去礦山開采后遺留的一部分采空區,被地下水或地表水等充填后形成的。如果在之后的采掘過程中將有積水的采空區打通,這些水就會涌進采掘區,造成突發性水害事故。老空積水大多呈酸性,水中硫化氫氣體的濃度較高,涌水量大,對煤礦破壞特別嚴重。
2012年7月4日,湖南茄莉沖新井煤礦非法越界開采煤炭資源,將此前盜采時留下的積水區打通,導致積水和涌水灌入茄莉沖新井煤礦,發生透水事故。
“這起事故有16人被困,雖然經過全力搶救,救出了8人,但有8人遇難了。”湖南煤監局副局長賀德安說,每當想起茄莉沖新井煤礦“7·4”較大水害事故,他都感到痛心。
2012年12月1日,黑龍江省七臺河市福瑞祥煤炭公司八井煤礦礦主發現,相鄰區域內一處厚度不到50米的煤層上有近2000噸煤,于是私開工作面,越界開采,與一個關閉2年的煤礦打通,發生透水事故。
“棉衣棉褲被水浸透,為了減輕重量,不得不把衣服脫光逃生,蹚著齊腰深的水往外走。我和班長找了一根長棍當標尺,隨時測量水位,積水最深處,幾乎沒過了胸口。”福瑞祥煤炭公司八井煤礦“12·1”重大透水事故獲救礦工王亞權事后仍心有余悸。
類似的煤礦水害事故很多。據統計,“十一五”期間,全國煤礦發生死亡10人及以上特別重大水害事故26起,平均每年發生5起,共死亡506人。而在事故通報的原因中,總能看到“礦井對防治水工作不重視”、“礦井及周邊水文地質資料不清”、“隱患排查治理制度不落實”、“缺乏應急預案”等字眼。
前事不忘,后事之師。在煤礦防治水方面,不少地方、企業已先行一步,找到了適合自己的一條路。
鄂爾多斯模式和江西經驗
2005年至2008年,內蒙古鄂爾多斯在全市范圍內整合煤炭資源,將煤礦數量壓縮到276個,淘汰落后產能2000多萬噸,但同時也留下了一大批分布不明的采空區。
為了消除采空區隱患,2009年,鄂爾多斯啟動了地方煤礦采空區分布與隱患綜合防治項目,利用綜合物探技術,對161個煤礦、122.61平方公里地區進行了地面老窯采空區普查。
據悉,鄂爾多斯地方煤礦采空區分布與隱患綜合防治項目,由政府主導項目投入、開展普查工作,由科研院所提供技術支持,由煤炭企業積極配合,承擔主體責任。
中國煤炭工業協會相關負責人表示,該項目的優勢在于將政府部門、科研院所、煤炭企業三方力量集中起來,建立了一套由地方政府主導、專業機構開展“一站式”探查服務的模式。
在普查過程中,內蒙古伊泰集團宏景塔一礦根據物探成果,并通過井下鉆探工程,發現了一處未知的老窯采空區,提前采取了安全技術措施,成功避免了事故的發生。
2006年7月以前,江西省的小煤礦中,沒有幾個煤礦的水文地質圖紙是全的,甚至出現了礦主遞交申報材料時要找當地煤監分局“借”圖紙的情況。
2006年7月,江西省要求市、縣所屬煤礦和鄉鎮煤礦通過查找圖紙資料、現場調查、聘請專業隊伍進行物探等措施,摸清礦區范圍內及周邊可能存在的老窯、廢棄井巷、采空區、主要含水層以及主要導水斷層分布情況。
截至2013年10月,江西省所有小煤礦均進行了至少1次瞬變電磁法探測含水體的地面水文物探工作,物探范圍覆蓋了煤礦3年內將進行采掘作業的地區。
在此基礎上,江西萍鄉又全面推行了瞬變電磁法井下超前探測水體的水文物探,規定井下巷道每掘進60米到80米,必須進行1次井下超前水文物探,探明前方100米范圍內是否存在可疑水體,否則不得進行掘進作業。
防治水害的煤企行動
山東能源肥礦集團煤層地質條件極為復雜,下組煤受底部徐灰、奧灰水威脅嚴重,整個礦區曾經突水297次,最大突水量為每小時3.297萬立方米,3次淹井,1次淹了水平面,4次淹了采區。對此,該集團研發出一套“五奧兼治”的高承壓水防治技術。
高承壓水防治技術對直接充水的五灰含水層進行大面積注漿改造,使五灰強含水層變成弱含水層或隔水層,改變其富水性,增加有效隔水層的厚度。同時,對奧灰頂部進行探查注漿改造,階段補給五灰的水源通道,使奧灰頂部富水性減弱,增加了隔水層厚度,降低了奧灰突出大水的幾率。
針對一部分隔水層厚度小、構造復雜、頂板堅硬的礦區,煤層開采對底板擾動破壞深度大,不適合奧灰頂部注漿塊段的現實情況,山東能源集團研發出高承壓水體上、堅硬頂板條件下煤層“似膏體充填技術”。
“在研發過程中,我們重點從充填材料配比、充填工藝、充填體強度、底板擾動破壞深度等技術難題入手,圍繞防治煤層底板突水進行了多次實驗。”山東能源集團總工程師翟明華說。
山西大同煤礦集團煤田賦存兩部分含煤層,上部為侏羅紀含煤地層,已經全部開發利用;下部為石炭二疊紀含煤層,是現在該集團的開采范圍。上層煤礦經過幾十年開采,形成了大面積的采空區,再加上上部煤層頂底板均為砂巖和砂礫巖,下部每個煤層的開采都會對上部采空區形成二次破壞,成為致災隱患。
“針對這種地質特點,我們采用了立體探測法,從地面、井下—地面、井下3個方面著手,采用半空間、全空間探測手段,形成1個立體的探測成果,增強探測的準確性。”山西大同煤礦集團總工程師于斌說。
山西晉能煤炭運銷公司王莊煤礦屬于兼并重組煤礦,其井田內部和周邊地區遍布小煤窯。該礦與中國煤炭科工集團西安研究院合作,利用地面、井下多種探測手段,總結出了“一查(地質調查)、一震(三維地震)、兩電(地面電法和井下電法)、一鉆(超前鉆探驗證)”的老窯采空區水害探查模式,對采空區進行了全面的摸底排查。
2011年和2012年,王莊煤礦分別從預先探查出的采空區中提前排出老窯采空區積水10萬立方米和50萬立方米,避免了老窯采空區透水事故發生。
河南煤業化工集團的地面物探工程全部依托外部專業物探隊伍,井下物探工程則由自己完成。目前,該集團共有42臺物探儀器,并規定所屬煤礦必須做到“三必探”,即新采區設計必探,巷道掘進前必探,工作面回采前必探。
另外,安徽淮南礦業集團通過與中石油東方公司等國內先進的勘探隊伍合作,開展了三維地震勘探工作。目前,該集團已建立了三維地震工作站,形成了一套完整的野外采集、處理信息的系統。淮南礦業集團的新井建設,新水平、首采區、工作面設計,都是在三維地震勘探成果的指導下完成的。
筑牢防治水基礎是關鍵
盡管各地、各煤炭企業都在為防治水害而努力,但是全國防治水力量差異仍然明顯。
據統計,全國設有防治水機構1.0559萬個,平均每個煤礦0.92個;有防治水專業技術人員1.8748萬人,平均每個煤礦1.63人;有探放水鉆機2.3828萬臺,平均每個煤礦2.07臺;有持證探放水工4.2181萬人,平均每個煤礦3.67人。
盡管總量不少,但是地區差異較大。防治水機構、防治水專業技術人員、探放水鉆機、持證探放水工集中在北京、山東、山西等地。
北京、福建、山東、江蘇的煤礦都設立了防治水機構,而廣西、陜西的煤礦防治水機構覆蓋面不足70%;北京、河北、山西、山東平均每個煤礦配備的專業技術人員超過1人,而遼寧、湖北、廣西平均每個煤礦配備的專業技術人員不到1人;北京、河北、山東和河南平均每個煤礦的探放水工超過10人,而福建、江西、湖北、湖南、四川、云南、甘肅、青海、新疆和新疆生產建設兵團平均每個煤礦的探放水工不超過2人。
各地區的防治水力量有差異,其對防治水的重視程度也不盡相同。很多煤礦沒有按照《煤礦防治水規定》的要求劃分水文地質類型,查找水害隱患,制定有針對性的防治水措施,這才導致老空透水事故時有發生。而煤礦水文地質類型劃分的結論不符合實際情況,防治水機構、人員、探放水設備配備不足也導致了一些透水事故的發生。
另外,一些透水事故發生,是因為沒有建立健全水倉、水泵、排水管路、供電等相關的排水系統和應急排水系統,以致透水事故發生時,束手無策,影響了搶險救援。
國家煤監局事故調查司在收集整理近年來煤礦事故的過程中發現,大部分水害事故并不是由無法攻克的技術難題,或者獨特復雜難以控制的地質環境造成的,而是因為防治水的基礎工作沒做好。為此,只有做好煤礦防治水的基礎工作,才能從根本上解決當前的防治水問題。
國家煤監局水害防治專家組組長武強建議,大水礦區成立防治水領導小組,每個煤礦都設立地測科和鉆探隊,地測科和鉆探隊配備3名以上礦井地質和水文地質技術人員,負責資料的搜集和分析工作。各煤田和井田在勘探時必須把水文地質情況搞清楚,為煤礦設計、建井、開采提供詳實可靠的圖紙、資料。
武強強調,煤炭企業必須掌握可能出水的斷層及裂隙分布情況,了解井下巖層的性質、含水層的補給來源等,查清井田內的老窯數量和分布地點,查清地面河流、湖泊、池塘積水區域以及水量變化,編制出完整的水文地質資料。
中國煤炭工業協會有關專家表示,煤炭企業應通過不同形式的教育培訓,使職工了解透水前的各種預兆及其規律,做到發現透水預兆后,能夠立即停止工作,采取措施,進行處理。井下要設置安全出口,標出避災線路,一旦發生突水事故,可以安全撤出險區。礦井發生突水事故后,應立即通知救護隊組織搶救,同時啟動全部排水設備加速排水,防止整個礦井被淹。
責任編輯: 張磊