东滩煤矿14303一1西运顺沿空掘进瓦斯积聚事故案例分析
一、概况
14302-1西工作面位于东滩矿井田北翼十四采区,其东面(上山以东)已经回采,上、下区段均未回采,14302-1西面于1993年元月1日起正式回采,1993年10月31日停采,推进长度1690m, 11月9日开始撤“三机”,11月23日开始回撤工作面综采支架,回撤方向自上往下。
14303-1西运顺是恢复14302-1西面4#提料斜巷(简称142运4#提斜)。沿14302-1西面采空区掘进,准备14303-1西面。该提斜于1993年6月封闭,9月底启封,修复原提斜, 11月1日开始沿空掘进,巷道断面10.7m2,梯形棚支护,炮掘工艺,至11月24日已向东掘进20m,改向西掘进15m。局部通风机5.5kw,风筒直径600mm,向东20m用直径约150mm的小风袖通风,风量约20m3/min,与主风筒为三通连接,向西的正迎头风量约180m3/min。
二、瓦斯积聚事故经过
14302-1回撤面,由于撤架冒落,风量减小,到11月23日,风量减至280m3/min,由于工作面气温高,撤面工人要求增加风量,矿决定该面反风。11月24日10点30分,14302-1面由下行风改为上行风(参见下图),15点50分,瓦检员测得14303-1西运顺迎头CH4浓度为7%、CO21.5%,随即断电撤人,电话汇报矿通风调度室。14点10分又测得局部通风机吸风口CH4浓度为7.5%,随即停开局部通风机。矿领导经研究后,决定恢复14302-1回撤面原通风系统,24日下午21时,14302-1回撤面恢复原下行通风,23点,14303运顺瓦斯浓度降至0.3%以下(未采取任何排放瓦斯措施)。12月15日因运输挂断14303-1运顺局部通风机供电电缆,再次造成掘进巷道瓦斯积聚。12月24日,14303-1西运顺沿空掘进,局部通风机正常运转,迎头瓦斯超限。
三、瓦斯积聚原因分析
1、14302-1回撤面反风后,回撤面的风压比14303-1西运顺高得多,漏风将采空区瓦斯大量带入14303-1西运顺沿空巷道。
2、反风后,回撤面的风量为630m3/min,一部分由14303-1消火道回风,一部分由142岩集向东,剩余的微小风量从142岩集向西供给14303-1西运顺局部通风机,由于风量不足,造成局部通风机循环风,至使该掘进巷道在短时间积聚大量瓦斯。
3、12月15日因运输挂断14303-1运顺局部通风机供电电缆,造成掘进巷道瓦斯积聚。原因是14302消火道贯通后,在14302-1运顺设风障,使14302-1停采线风压升高,漏风将采空区瓦斯带入14303-1西运顺掘进巷道。
4、12月24日,14303-1西运顺沿空掘进,局部通风机正常运转,迎头瓦斯超限。原因是:①在14302-1运顺设了一道风障,使14302-1停采线风压升高;②新开工了14303-1皮带机头硐室,使14302-1消火道风量增加,进一步升高了14302-1停采线侧风压。这样,漏风将大量瓦斯带入14303-1西运顺掘进巷道,局部通风机正常供风不足以稀释瓦斯。
四、处理措施
由以上分析可知,14303西运顺瓦斯超限的根本原因是该区域的通风系统严重不合理。因此,必须合理调整该区域的通风系统,即努力降低14302-1停采线侧的风压,使14303-1 西运顺的风压接近或略高于14302-1停采线侧风压,为此采取下列措施:
拆除14302-1运顺风障;
在142结束提斜上车场建两道调节风门;
停止14303-1皮带机头硐室掘进,并临时封闭;
在14303-1消火道内设一组风门。
以上措施全部实施后,可利用142岩集运调节风门,根据均压需要任意调节。
五、经验教训
要严肃通风系统的管理与调整工作。11月24日14302-1面的通风系统调整,既未制定措施,又未对调整后的系统情况进行观测。
对兖州矿区的瓦斯涌出规律认识不足。兖州矿区为无煤柱开采方式,虽然煤层中的瓦斯含量低,正常生产所揭露煤炭的的瓦斯涌出量很小,但采空区内的瓦斯浓度却很高。所以,在日常的管理中,应特别注意预防采空区的瓦斯涌出。东滩矿14302-1采煤面和14303-1西运顺都和14302-1面后部采空区相连通,正是对此处均压问题缺乏分析,盲目改变14302-1面的通风系统,致使14302-1面和14303-1西运顺沿空掘进巷道的风压关系发生巨大变化,导致14303-1西运顺掘进巷道瓦斯积聚。该巷道在此后的几次瓦斯积聚也都是因为对均压问题认识不足,盲目改变通风系统(包括错误安排采掘活动)或当通风系统因采、掘发生变化而错误设置通风设施,引起风压变化所致。
要加强通风系统管理,确保系统稳定。特别是对于实施均压管理的区域,保证通风设施的可靠性,以确保均压区域通风系统的稳定至关重要。如:东滩矿14303-1西运顺在1994年元月上旬,又数次发生瓦斯积聚,其原因就是142结束提斜两道调节风门因运料时常同时打开(在14303-1消火道距原14302-1轨顺十余米处增开了14303-1材料道掘进巷道),导致系统变化。
沿空掘进巷道的通风装备,一定要加强。沿空掘进巷道,由于和采空区相连,一旦通风系统发生变化,使之处于低风压侧,则有可能导致瓦斯超限积聚,所以对沿空掘进巷道的瓦斯管理,除实施均压管理,还应对沿空堵漏、保证局部通风机正常供风、瓦斯监测、闭锁等方面加大措施,如:装备“三专两闭锁”或“双风机、双电源及两闭锁”。
加强培训,努力提高队伍素质。通风技术人员及通风管理人员,要加强技术业务学习,熟练掌握通风系统管理及调整的相关知识,这是杜绝类似事故的根本措施;采、掘作业人员,也要适当掌握通风、瓦斯管理的基本知识,发现异常后,能及时组织人员撤退和及时汇报,从而避免事故的发生或扩大。