煤礦22402工作面“7.28”潰水潰沙事故案例分析
8.1事故經過
8.1.1工作面基本情況
22402工作面為哈拉溝煤礦四盤區首采工作面，工作面長度為300m，推進長度2144.5m。工作面設計采高5.2m。工作面于2010年7月6日開始安裝，7月18日開始試生產，7月20日早班進行了初次放頂工作。放頂效果良好，工作面未出現異常情況。
哈拉溝煤礦22402綜采工作面位于哈拉溝井田中部第七勘探線以南，地表起伏較大，總體呈南東低，北西高趨勢，大部分被風積沙所覆蓋。東鄰22403工作面，西鄰22401工作面，南鄰22402旺采工作面。上覆基巖厚25～70m，松散層厚20～60m。工作面距切眼100m范圍內地面標高為1182～1208m;松散層厚度15～40m;含水層厚度25～30m;上覆基巖厚度29.5～64.7m，基巖及松散層厚度最小處為工作面切眼處。
8.1.2開采前期準備工作
8.1.2.1 22402工作面原設計切眼位置處于哈拉溝水源地溝底，由于受征地的制約，地表水導流工程及相關疏放水工程無法實施，為了保證工作面的安全生產，根據地質資料，經公司領導及相關部門同意，將22402工作面切眼沿回采方向后退80m。
8.1.2.2為防止工作面回采時發生潰水潰沙事故，工作面按正常計劃施工了疏放水鉆孔。22402工作面設計施工疏放水孔19個。分別在22402新切眼布置5個，22402回順、22403回順由切眼向回撤通道方向各布置7個。實際施工疏放水鉆孔16個，總進尺1042m。疏放水工程于2010年4月25日開工，2010年5月31日竣工。鉆孔初始涌水量除T7孔為11.5m3/h外，其它鉆孔涌水量均小于10m3/h，涌水量總計為58 m3/h。截止6月21日，疏放水鉆孔總涌水量為22.24m3/h，累計泄水量18373m3，截止工作面初采時累計泄水量約30000 m3。22402工作面主要是松散層含水，且富水性較弱;通過施工疏放水鉆孔，使松散層水層水量顯著減小，探放水效果明顯。
8.1.2.3 22402工作面初采前，哈拉溝礦制定了詳細的防治水方案，完善了22402工作面排水系統，工作面排水設防能力1000m3/h。
8.1.3潰沙經過
2010年7月28日下午16點07分，調度室接到綜采隊跟班隊干趙某匯報，22402工作面在92架左右頂板出現潰沙現象。
28日19點左右，工作面150-160架間頂板淋水量增加，潰沙范圍很快擴大至工作面機尾段，晚上21點左右，工作面150-160架支架較為嚴重，潰沙高度已達到了工作面運輸機電纜槽高度(1.5米)，導致支架立柱與電纜槽的距離全部被潰沙封堵，支架推移油缸無法伸縮，造成支架及溜槽無法進行正常移動。
井下潰沙地點對應地表位置在距工作面回順約50m，運順約197m處，形成了一個直徑約47m左右的圓形塌陷區。塌陷區呈漏斗狀，漏斗深度約12m左右。
7月30日四點班，由于工作面機頭段頂板來壓，在工作面20-47架處出現了潰沙現象，在及時對工作面潰水潰沙進行處理的同時陸續進行生產。7月31日8點左右，工作面潰沙現象基本停止。22402工作面對應地表在距工作面運順側約50m處形成了一處直徑約23m、深約9m的圓形漏斗狀塌陷區。地面共計潰沙約6000立方。這次潰水潰沙事故，未造成人員傷亡和設備損壞，影響生產一個班。
8.2原因分析
8.2.1直接原因：
哈拉溝煤礦22402面切眼附近對應地表為哈拉溝，溝內徑流量達170m3/h，屬強富水區域。該區域基巖厚度約29.5-40m，含水層厚度25-30m，松散層厚度約40m左右，且松散層均為黃沙，上覆基巖相對較薄，巖層完整性差，存在巖層裂隙或基巖凹陷甚至小型天窗，導致采空后提早冒落導通上覆松散沙層漏入井下，導致采空區潰水潰沙。
8.2.2間接原因：
8.2.2.1哈拉溝煤礦四盤區工作面布置在哈拉溝水源地，切眼布置在哈拉溝附近，此區域含水層較厚，由于礦井接續緊張，工作面掘進工作于5月初準備完成，各項礦務工程及疏放水工程于5月31日完成，工作面疏放水時間僅一個半月，疏放水時間短。
8.2.2.2 22402工作面對應地表因征地等原因，未能施工水文觀測孔對含水層水位進行及時觀察，導致對該區域含水層厚度及含水層凈水量變化情況掌握不準。
8.2.2.3 22402工作面切眼處地質資料不詳，鉆孔數量少，補勘計劃和地面疏放水工程因與地方政府協調未果，無法實施，也是發生潰沙的一個原因。
8.2.2.4地測公司和哈啦溝礦對可能發生的潰沙潰水沒有引起高度重視，從提供的地質資料到作業規程編制都沒有提出防治措施，沒有提出加固頂板等安全技術方案，現場無應急措施。
8.3防范措施
8.3.1哈拉溝礦綜采隊要加強現場工程質量管理，合理調整工作面采高，調整工作面底板平緩，保證水沙自流到采空區或兩順槽，同時在潰沙段采取加刀的方式快速推進，拉架采取帶壓移架或超前移架，防止工作面出現漏頂現象。
8.3.2哈拉溝煤礦在可能出現潰水潰沙情況時，加強采面地表警戒，防止人員、動物掉入塌陷坑。
8.3.3哈拉溝煤礦要做好工作面相關應急物資、材料、設備、工具等的準備工作，同時保證人員、材料、設備等及時到位，及時清理兩巷煤泥，保證正常排水。
8.3.4哈拉溝煤礦繼續完善《安全生產事故應急救援預案》中水災事故的預防與處理計劃，進一步組織實施礦井水災救援演習計劃及安全技術措施，確保事故發生后，應急響應及處理措施到位。
8.3.5地測公司對22402工作面的基巖及松散層情況及時進行打鉆補勘，提供科學、準確、詳實的地質資料;根據等高線圖，在低洼處做好探放水工作。保證22402工作面的安全正常回采。地測公司加強礦井的水文地質預測預報;駐礦地測站要及時對采空區地表塌陷情況進行觀測，同時負責對工作面涌水量進行測量分析。
8.3.6哈啦溝礦對22402工作面在主運及回順32-40聯巷間由井下打鉆，對此區域內的上覆基巖、松散層、含水層厚度及直接頂、老頂的巖性等進行詳細補勘;同時地測部門要對此區域的地表、地形現狀進行詳細寫實，形成詳實、準確的井上下地質及水文地質資料。
8.3.7各礦要加強綜采工作面在通過薄基巖及上覆流沙含水層的研究。根據工作面地表情況及上覆基巖、松散層巖性情況，采取提前“注漿固沙”措施。通過注漿鉆孔或置入其中的注漿管，將水泥漿、水泥-粉煤灰漿、水泥-水玻璃漿、馬麗散等材料，注入地層中的裂隙、孔隙或洞穴之中，使松散層固結，形成固結體，達到加固頂板防止潰沙的目的。
8.3.8各煤礦要根據《煤礦防治水規定》和兩級公司防治水相關要求。采掘工作面在回采前必須根據工作面水文地質條件編制疏放水設計，并按要求嚴格進行疏放水工程施工，及時疏放工作面含水層水量及采空區積水，并要有充足疏放水時間，防水后要進行驗收和安全評價。
8.3.9各礦井綜采工作面在基巖厚度小于8-10倍采高，且存在含水沙層的地質條件時，應提前探明工作面上覆基巖、松散層巖性及含水層含水情況，及時采取防潰水、潰沙措施，確保工作面正常回采時的安全。
8.3.10各礦采煤工作面在回采前必須在地表設計施工水文觀測孔，對含水層厚度及含水層水量變化情況進行實時觀測，根據觀測結果及含水層水量變化情況指導礦井防治水工作。
