為了吸取窯街礦務(wù)局三礦巖石與二氧化碳突出事故的教訓(xùn)。現(xiàn)將《巖石與二氧化碳突出概況和防治措施》發(fā)給你們。各局、礦對有二氧化碳突出(涌出)危險(xiǎn)的礦井立即進(jìn)行一次測定和來源分析,并對有關(guān)干部、工程技術(shù)人員、工人進(jìn)行有關(guān)巖石與二氧化碳突出的安全技術(shù)知識(shí)和預(yù)防措施的教育,結(jié)合具體情況,制訂針對性的防治措施,嚴(yán)格執(zhí)行。附:《巖石與二氧化碳突出概況和防治措施》
巖石與二氧化碳突出概況和防治措施
巖石與二氧化碳突出是國內(nèi)煤礦近年來發(fā)生的一種動(dòng)力現(xiàn)象,它能在極短時(shí)間內(nèi),從采掘工作面噴出大量巖石和二氧化碳,以甘肅省窯街礦務(wù)局巖石與二氧化碳突出事故為例,突出的巖石達(dá)一千多立方米,突出的二氧化碳逆風(fēng)流蔓延千米以上。由于二氧化碳是窒息性氣體,在波及范圍內(nèi)能造成多人傷亡。因此,是煤炭生產(chǎn)中的一種嚴(yán)重災(zāi)害。對如何防治,巖石與二氧化碳突出,是一個(gè)需要高度重視和研究解決的新問題。為了吸取教訓(xùn),防止這種災(zāi)害,現(xiàn)將巖石與二氧化碳突出概況和暫行防治措施通知如下:
一、國內(nèi)外巖石與二氧化碳突出概況
據(jù)了解,法國。波蘭、保加利亞都發(fā)生過巖石和二化碳突出現(xiàn)象,而且多在開采到垂深達(dá)七百米左右開始發(fā)生。二氧化碳的來源有的是火山氣體的侵入;有的是在成煤期間就已賦存了松軟砂巖、煤層、地質(zhì)構(gòu)造帶內(nèi)。當(dāng)掘進(jìn)巷道前方的巖體在強(qiáng)大的地應(yīng)力和氧化碳的壓力下,突然破碎并突出。因此在預(yù)防措施中,多采取卸壓、緩和地應(yīng)力與排放二氧化碳的辦法,其具體作法與預(yù)防煤塵與瓦斯突出的措施相仿。
我煤礦從一九七五年開到現(xiàn)在,發(fā)生了三次巖石和二氧化碳突出。其情況是:
(一)一九七五年六月十三日吉林營城煤礦五井十號(hào)下山砂巖大巷巖石與二化碳突出。
1.地質(zhì)概況
營城煤礦是中生代侏羅紀(jì)煤層,其上部為白堊紀(jì)赤色層和第四紀(jì)沖積層。有六個(gè)可采煤層,厚度為0.6-2.8米,傾角15°-18°煤種為長焰煤,頂?shù)装鍨樯皫r、頁巖及砂質(zhì)頁巖。地質(zhì)構(gòu)造受新生代和中生代兩期運(yùn)動(dòng)的影響,斷層發(fā)育,在煤系沉積以后,曾有火山噴發(fā)。
2.發(fā)生突出的經(jīng)過
突出地點(diǎn)是五井十號(hào)下山的巖石大巷。該大巷掘進(jìn)斷面七點(diǎn)二平方米,巷道全長四百二十米。距地表垂深四百三十九米,位于二三煤層間的砂巖中,預(yù)計(jì)再掘進(jìn)二十米,即可見三層煤,在六月十三日晚班放掏槽炮后,相隔四十分鐘,放拉底炮。聽到轟、轟、轟三聲響,發(fā)生了巖石與二氧化碳突出。突出的巖石(抄巖)充滿四十五米巷道,有明顯的分選現(xiàn)象,突出孔洞位于掘進(jìn)工作面的左上方,是一個(gè)直徑四點(diǎn)五至五米,高約十六米,距三上煤層還有六米,垂直于巷道的如小立井狀的孔洞 ,突出和冒落的巖石共一千余噸,突出的二氧化碳逆風(fēng)流向進(jìn)風(fēng)方和向蔓延四百多米以上,四小時(shí)內(nèi)共噴出二氧化碳一萬四千余立方米。
3.突出前的預(yù)兆。突出前幾天巷道中有明顯的地壓活動(dòng),巷道頂板巖石呈片狀脫落,巖石變軟,拉底時(shí)如同挖砂堆一樣省力,突出前二天,一次放炮后,工作面前方了出現(xiàn)一個(gè)寬一點(diǎn)四米、高二米、深三米的上斜空洞,裝巖石約二十噸。突出當(dāng)天早班巷道發(fā)生底鼓約零點(diǎn)四米。
突出前幾天巷道風(fēng)流中二氧化碳濃度增大,底板積水中冒氣泡,巷道裂縫中經(jīng)常發(fā)生二氧化碳涌出的吱吱聲,放炮后,在巷道底板零點(diǎn)五米以下的風(fēng)流中,有霧狀氣體分布。
4.突也原因的分析
通過研究,確定突出的二氧化碳是火山氣體,五井十號(hào)下山突出區(qū)域位于F2大斷層與邊界大斷層之間,F2大斷層是一個(gè)火山活動(dòng)的通道,煤層為斷層切斷包圍,且斷層帶為致密的斷層泥封閉,導(dǎo)水性弱,因而在這一區(qū)域的高壓二氧化碳能夠得到保存。
通過測定得知煤層和砂巖以及火山流紋石蝕變生成的膠嶺石都有儲(chǔ)存二氧化碳的能力。在二十個(gè)大氣壓時(shí),其二氧化碳含量分別是:煤層為20平方米/立方米,膠嶺石為16米?2?/米?3?,砂巖為4米?2?/米?3?。這次突出的二氧 化化在主要儲(chǔ)存在砂巖中。
另外,此突出區(qū)域是一個(gè)位于兩個(gè)大斷層之間的地壘段,它象楔子一樣,受到斷層兩側(cè)地層的強(qiáng)大壓力,因而使地應(yīng)力集中。從這次突出前的巖石片落和突出孔洞的形狀。都表明了地應(yīng)力在突出過程中,起到了重要的作用。
(二)一九七七年二月三日二十二點(diǎn)三十分窯街三礦一六五0北大巷見F605斷層巖石與二氧化碳突出。
1.地質(zhì)概況
煤系地層屬中侏羅系,自上而下賦存有煤一二三層煤,煤一層和煤二層局部可采厚度分別為一至二米左右,煤三層厚度為二十二至二十四米。最厚達(dá)九十米以上。煤一層距煤二層十四至十八米。煤二層距煤三層二至三米。煤種為長焰煤。煤二層的頂部賦存油母頁巖多層。地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜,斷層多。
在地質(zhì)上的特點(diǎn)是,礦區(qū)的東部中部沿露頭線的大部分,由于煤層和油母頁巖的自燃,不僅煤一層被燒變,煤二層的頂部和煤層上部砂巖、鋁土頁巖及油母頁巖等全被燒變,其至第四系黃土層亦變部分燒變。這些巖層由于長時(shí)期在高溫一定壓力條件下,成為一種燒變巖,并多裂障和氣孔,成為良好的含水層和含瓦斯層。燒變巖面積約為一點(diǎn)六平方公里,最大厚度達(dá)二百六十米。向燒變巖打鉆放水時(shí),曾發(fā)生二氧化碳長時(shí)間的大量涌出。
2.發(fā)生突出的經(jīng)過
該井三采區(qū)一六五0北巖石運(yùn)輸大巷,掘進(jìn)斷面十四點(diǎn)四平方米,突出工作面距地表深三百三十三米,該巷道掘進(jìn)入F605斷層破碎帶后,巷道支護(hù)形式由原錨桿漿改為砌碹,已砌二十六米,再往前掘進(jìn)一米時(shí),元月二十八冒頂,隨之出碴,但邊出邊冒,三日零點(diǎn)五十分工作面突然一聲巨響,巖塵飛揚(yáng),工人即迅速撤離險(xiǎn)區(qū),突出二氧化碳從工作面向外蔓延一千二百余米。其中逆風(fēng)流三百余米,共波及四巷道,總長度達(dá)一千九百余米,經(jīng)當(dāng)時(shí)測定在二十分鐘內(nèi)二氧化碳噴出量為四千九百余立方米。事故后共出碴五百四十車,二月三日至五月二十五排放二氧化碳十二萬八千多立方米。
3.突出前預(yù)兆
該礦為一級(jí)瓦斯礦井,由于二氧化碳相對涌出量大于沼氣相對量的兩倍,又屬于二級(jí)二氧化碳礦井,在一六五0北大巷掘進(jìn),一九七六年九月通過F14斷層帶時(shí),距這次事故地點(diǎn)一百四十米處水溝底板冒出氣泡,取樣二氧化碳含量為97.23%,但沒發(fā)現(xiàn)其它異常現(xiàn)象。
4.突出原因的分析
由于本區(qū)斷層多,煤層厚,傾角大,燒變嚴(yán)重,成煤期生成的大量二氧化碳,以高壓狀態(tài)賦存于地質(zhì)構(gòu)造帶和巖石空隙內(nèi)。
(三)一九七八五月二十四日零點(diǎn)三十分,在一六五0北大巷在接近F19號(hào)斷層時(shí),放炮引起巖石與二氧化碳突出。
1.事故發(fā)生前的情況和事故發(fā)生的經(jīng)過
在一九七七年二月三日發(fā)生二氧化碳突出事故后,礦務(wù)局制訂了八十五條針對性的措施,今年四月初,為了搞清F605斷層情況,防止再發(fā)生二氧化碳突出,打了六個(gè)不同角度的探測鉆孔和一個(gè)五十點(diǎn)八五米的前探鉆孔,并分析認(rèn)為前掘三十米的范圍內(nèi)不會(huì)有大量二氧化碳涌出。但在鉆探中和掘過之后,未遇到斷層,在沒有弄清F605斷層去向的情況下又繼續(xù)掘進(jìn),五月六日上午,該大巷瓦斯檢查員發(fā)現(xiàn)掘進(jìn)工作面的底板冒氣泡,泡眼中二氧化碳含量達(dá)9%,并有嘶嘶的響聲,五月十七日停止了掘巖砌碹成巷,準(zhǔn)備打鉆,到二十二日成巷后,二十三日又繼續(xù)放炮掘進(jìn),本日晚十點(diǎn)班打了三十個(gè)眼,深一點(diǎn)二至一點(diǎn)三米在二十三日中班和晚十點(diǎn)班,個(gè)別工人發(fā)現(xiàn)有斷層象征,打眼出黑水,巖石變軟等。二十四日零點(diǎn)三十分聽到異常聲音,后隨即發(fā)生了巖石與二氧化碳突出,當(dāng)天突出二氧化碳約為二十四萬立方米,突出巖石(間雜少量煤)約一千零五十立方米,二氧化碳逆風(fēng)流行一千七百米,蔓延波及巷道達(dá)一萬三千四百五十米。
2.突出原因分析
從技術(shù)上分析是地質(zhì)構(gòu)造沒探清,原一九五七年地質(zhì)報(bào)告對該區(qū)斷層沒有探清,對F19號(hào)斷層只在地面進(jìn)行槽探,深部沒有鉆孔控制,而在一九七七年二月三日“事故調(diào)查處理報(bào)告”中明確指出本區(qū)斷層多,F19斷層附近是瓦斯大量積聚的一個(gè)特殊構(gòu)造帶,但沒有打地質(zhì)鉆,弄清為斷層的確切和高壓二氧化碳的賦存情況,也沒有執(zhí)行施工前打鉆探測的預(yù)防措施,對掘進(jìn)前方的狀況就更加不明,而繼續(xù)掘進(jìn),以致放炮誘導(dǎo)了斷層區(qū)的積聚的高壓二氧化碳和巖石的突出。
二、預(yù)防巖石與二氧化碳突出措施
我國煤礦已基本掌握了煤和瓦斯突出的一般規(guī)律,在防治方措施面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。但對巖石與二氧化碳突出還缺乏認(rèn)識(shí)和防治經(jīng)驗(yàn),因而已發(fā)生過的三次事故都造成了很大損失。為了防止今后再發(fā)生類似事故現(xiàn)根據(jù)營城煤礦五井、窯街礦務(wù)局三礦發(fā)生巖石與二氧化碳突出的情況和特點(diǎn),參照煤與瓦斯突出的防治經(jīng)驗(yàn),提出暫行防治措施如下:
(一)加強(qiáng)地質(zhì)工作和二氧化碳的探測
1.在煤田勘探和生產(chǎn)地質(zhì)工作中,必須在探測地質(zhì)構(gòu)造的同時(shí),探測沼氣。二氧化碳?xì)怏w,在建設(shè)礦井和開拓新水平時(shí),都要測定煤層和巖層以及斷層裂隙帶中的二氧化化碳(或沼氣)的壓力,分析氣體成份,以便確定有無突出危險(xiǎn)。
2.在礦井瓦斯鑒定和平時(shí)井下瓦斯檢查時(shí),必須同時(shí)進(jìn)行二氧化碳鑒定和檢查對有二氧化碳涌出的礦井,地質(zhì)部門要探測研究和分析二氧化碳的成因及來源的分布規(guī)律,技術(shù)部門要經(jīng)常掌握變化情況。
3.對有二氧化碳(沼氣)噴出或巖石(煤)與二氧化碳(沼氣)突出危險(xiǎn)的礦井,必須堅(jiān)持“有疑必探,先探后掘”的原則,探清斷層褶曲的確切位置,探 清二氧化碳?jí)毫透邏和咚箙^(qū)域,堅(jiān)決禁止在地質(zhì)不清,瓦斯壓力不明的情況下掘進(jìn)。
4.凡礦井發(fā)生過一次二氧化碳噴出或突出的礦井,均做為二氧化碳噴出或突出的礦井,并制訂防治措施報(bào)?。▍^(qū))煤炭局批準(zhǔn)。
(二)嚴(yán)密對巖石與二氧化碳出突出預(yù)兆的檢測和觀察
1.巖石和二氧化碳突出預(yù)兆是:二氧化碳涌出時(shí)嘶嘶聲,底板積水冒泡,鉆眼與泡眼噴霧;放炮后在巷道底板有一層霧狀氣體分布;二氧化碳濃度驟然增加;工作面空氣溫度降低,有涼、冷之感,嗅到碳酸氣味;工作面工作人員發(fā)悶、頭暈;巷道內(nèi)有明顯壓力活動(dòng),如有片幫、底鼓或發(fā)生頂板巖石呈片狀脫落以及煤巖傾出等現(xiàn)象,如在施工中發(fā)現(xiàn)上述情況之一,必須進(jìn)行認(rèn)真分析,采取緊急防治措施。
2.凡有巖石和二氧化碳突出危險(xiǎn)的采掘工作面,必須設(shè)置專人經(jīng)常檢查二氧化碳,掌握突出預(yù)兆,發(fā)現(xiàn)有危險(xiǎn)時(shí),立即組織人員按避災(zāi)路線撤出,并報(bào)告礦(井)調(diào)度室。
3.對有突出危險(xiǎn)的礦井和區(qū)域的每個(gè)職工都要進(jìn)行安全思想和預(yù)防突出技術(shù)教育,人人懂得防治突出的基本知識(shí),避災(zāi)路線。人人知道突出預(yù)兆,隨時(shí)檢查預(yù)兆;人人嚴(yán)格按照防治措施作業(yè)。
(三)打前探鉆孔或排放鉆孔
1.凡在有噴出或突出危險(xiǎn)的巖石層(或煤層)時(shí),必須在掘進(jìn)前打前探鉆孔。,鉆孔孔徑不小于七十五毫米,鉆孔超前距不小于五米,孔數(shù)不少于三個(gè),鉆孔方向要根據(jù)所探地質(zhì)構(gòu)造和二氧化碳高壓區(qū)的分析情況確定,如發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)性增大時(shí),應(yīng)增打排放鉆孔,用以卸壓和排放二氧化碳,否則不準(zhǔn)掘進(jìn)。
2.在接近高壓二氧化碳區(qū)或斷層、褶曲帶前三十米時(shí),必須打鉆探測和排放二氧化碳,在穿高壓區(qū)、斷層、褶曲或煤層時(shí),要制訂專門的防止或突出的措施,可參照一九七六年《防治瓦斯突出的措施》,防止巖石與二氧化碳突出傷人,沒有采取可靠措施,或經(jīng)分析不安全時(shí),不準(zhǔn)進(jìn)行穿掘進(jìn)工作。
3.在巖石(煤)、二氧化碳(沼氣)噴出和突出危險(xiǎn)的區(qū)域內(nèi)打鉆時(shí)必須制訂打鉆安全措施。如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)鉆孔、前探鉆孔或排放瓦斯鉆孔內(nèi)有二氧化碳突然大量涌出,造成工作面二氧化碳超限時(shí),要立即撤出人員,停止掘進(jìn),進(jìn)行處理。
(四)實(shí)行二氧化碳抽放和減少地應(yīng)力措施
1.對于二氧化碳高壓區(qū),包括地質(zhì)破碎帶,可進(jìn)行井下真空泵超前抽放,把抽出的二氧化碳用管子直接排到總回風(fēng)道內(nèi)。
2.在有二氧化碳噴出或突出危險(xiǎn)的巖層(或煤層)內(nèi)掘進(jìn)巷道時(shí),要嚴(yán)禁兩個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)相向?qū)蚧蚺c開采工作面重疊相向前進(jìn)。最好掘巖工作面同在采煤工作面之后一段距離掘進(jìn),以減少地應(yīng)力和地應(yīng)力集中。
(五)合理布置巷道和加強(qiáng)巷道支護(hù)
1.巷道應(yīng)盡量避免布置在含有高壓二氧化碳的巖層和地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的破壞地帶以及地應(yīng)力集中帶,巷道與高壓瓦斯區(qū)邊緣和突出危險(xiǎn)煤層的法線距離不小于二十米。
2.在地質(zhì)破壞帶和松軟巖層中掘進(jìn)時(shí),要特別加強(qiáng)巷道支護(hù),采取短掘短砌,密集支護(hù)、前探支架等,嚴(yán)防冒頂引起突出。
(六)建立獨(dú)立分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng),嚴(yán)格風(fēng)流控制
1.建立分區(qū)獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng),將在噴出和突出區(qū)內(nèi)的掘進(jìn)工作面回風(fēng)直接引入總回風(fēng)或分區(qū)回風(fēng)內(nèi),嚴(yán)禁串聯(lián)通風(fēng)。
2.必須在掘進(jìn)回風(fēng)與其它采掘區(qū)和巷道有關(guān)聯(lián)的地點(diǎn)設(shè)一對反向風(fēng)門,以防二氧化碳噴出(或突出)蔓延。
3.加大有噴出或突出危險(xiǎn)采掘工作面風(fēng)量。同時(shí)風(fēng)門和風(fēng)機(jī)必須有專人看管,風(fēng)機(jī)要有單獨(dú)的供電系統(tǒng),工作面停風(fēng)時(shí)人員必須立即至新鮮風(fēng)流內(nèi)。
(七)防止放炮掘進(jìn)誘導(dǎo)突出造成危害
1.為防止正常放炮掘進(jìn)誘導(dǎo)突出,可事先采取震動(dòng)放炮的辦法,有準(zhǔn)備的誘導(dǎo)突出。關(guān)于震動(dòng)放炮的有關(guān)規(guī)定和措施,可參照預(yù)防煤與瓦斯突出的規(guī)定和措施執(zhí)行。
2.必須采用遠(yuǎn)距離放炮,根據(jù)突出危險(xiǎn)性的大小,規(guī)定撤退的距離和范圍,放炮時(shí)所有人員(包括回風(fēng)巷道內(nèi)人員)必須撤到指定安全地點(diǎn)。在預(yù)期有嚴(yán)重突出危險(xiǎn)時(shí),必須把可能波及范圍的人員全部撤到井上。
(八)編制災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃,落實(shí)自救措施
1.凡有噴出和突出危險(xiǎn)的礦井都要編制災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃,并要組織干部、工程技術(shù)人員、工人學(xué)習(xí)和實(shí)際演習(xí),二氧化碳突出時(shí)不要臥倒爬行。
2.在噴出和突出危險(xiǎn)區(qū)域的有所工作人員,必須攜帶隔離式自救器,并學(xué)會(huì)使用方法和注意事項(xiàng)。
(九)加強(qiáng)有二氧化碳突出危險(xiǎn)礦井的組織管理
1.開拓有巖石和二化碳突出危險(xiǎn)的新水平、新采區(qū)進(jìn),必須編制專門設(shè)計(jì),制訂專門措施,報(bào)?。▍^(qū))煤炭局批準(zhǔn)。
2.局、礦領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)業(yè)務(wù)部門要檢查防治措施的落實(shí)情況,不執(zhí)行措施不準(zhǔn)掘進(jìn)。
3.加強(qiáng)安全思想和技術(shù)教育,調(diào)到有噴出或突出危險(xiǎn)區(qū)工作的干部和工人員重新教育并進(jìn)行考試達(dá)到合格。
4.已發(fā)生巖石與二氧化碳突出事故的營城和窯街煤礦要成立研究小組,負(fù)責(zé)研究掌握二氧化碳的來源和分布規(guī)律,不斷修改補(bǔ)充防治措施。
各單位可參照本措施制訂具體防治措施,并注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn),部準(zhǔn)備在對巖石 與二氧化碳突出進(jìn)行科研的基礎(chǔ)上,組織經(jīng)驗(yàn)交流,補(bǔ)充修改防治措施。