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五矿1958年建井,1960年投产。
矿井设计生产能力45万吨/年,2003年核定生产能力50万吨/年,2004年实际产量42.1743万吨,2005年计划产量41万吨。
矿井开拓方式为立井、暗斜井、多水平联合开拓,矿井划分为三个水平,采区采用集中上(下)山、边界回风联合布置方式,采区为双翼开采。
目前开采水平标高为-450m,埋深500~650m。
生产采区2个,准备采区1个。
工作面采用走向长壁的布置方式,非突出区域采煤方法为全层放顶煤开采;
突出区域消突后采用放顶煤开采,或网下放顶煤开采。
采煤工艺为炮采。
(三)瓦斯及自然发火等情况
五矿为衰老矿井,井下开采条件差,瓦斯涌出量大,矿井绝对瓦斯涌出量为12.86m3/min,相对瓦斯涌出量为14.93m3/t,煤层瓦斯含量为11.5~12.35m3/t,瓦斯压力0.73~2.13MPa,煤层透气性系数为1.4m2/Mpa2.d,属勉强可抽放煤层。
瓦斯等级为突出矿井,煤层自然发火期经重庆院鉴定为219天,实际生产当中相对较短,煤尘具有爆炸性,爆炸指数16.2%。
二、矿井自然灾害情况
五矿瓦斯、煤尘、顶板、水、火等五大自然灾害俱全,历史上共发生各类灾害事故34起,死亡36人。
(一)瓦斯灾害
我矿没有发生过大的瓦斯事故。
2004年2月9日,因3105西工作面密闭内采空区出现CO,继而诱发采空区瓦斯爆炸事故,造成一人死亡。
随着采深的不断增加,瓦斯涌出及压力不断增大,2001年2月20日,我矿-450m水平曾因放炮引起一次煤与瓦斯突出事故,突出煤量12吨,瓦斯量890m3。
现在3302地区掘进突出参数时有超限,时常威胁着矿井安全生产。
(二)自然发火及煤尘灾害
尽管煤层的自燃倾向性鉴定为不易自燃,随着放顶煤工艺的推广应用,开采深度增加,通风负压增大,自燃发火也越来越严重地威胁着矿井的安全生产。
近几年采空区自然发火及明火多次出现,到目前为止,共发生自燃发火事故13起。
自建矿以来,没有发生过煤尘爆炸事故。
(三)水、顶板等其它灾害
目前矿井正常涌水量为140~150m3/h,矿井最大涌水量176m3/h。
五矿曾经出现两次较大的涌水(最大一次突出水量为1200m3/h,时间为1985年6月),随着开采深度的增加,构造水、灰岩水、老空水都威胁着矿井的安全生产。
(四)安全管理机构
我矿安全机构健全。
矿长是矿安全生产的第一责任者,对矿安全工作全面负责。
矿按照有关要求设有安全矿长、安全副总工程师各一名,并设立安全检查科,统一管理矿井的安全生产和现场检查;
各生产区队设立专职安全副职、班组设立专(兼)职安全员,负责本单位范围内的安全检查和隐患排查工作。
矿健全了各级领导安全生产责任制、安全管理规章制度及各工种岗位责任制和操作规程。
目前矿共制定各级领导安全生产责任制212项,安全管理制度32项,各工种岗位操作规程75项。
各项规章制度比较齐全规范,具有较强的实用性和操作性,并且能够按要求进行贯彻、落实、执行,有力地促进了矿井的安全生产。
截止2004年末,矿拥有各类专业技术人员48人,其中具有高级职称10人,中级职称9人。
这些专业技术人员主要负责或从事矿井的安全技术管理工作,基本能够满足矿井安全生产需要,但是由于行业的特殊性,各专业技术人员分布不很均匀,某些专业技术人员相对缺乏,达不到国家要求的最低配备条件(如地质、测量及计算机专业)。
各专业技术人员具体配备见下表。
矿井
核定年生产能力
(万吨)
采矿
通风
地质
测量
机电
计算机
五矿
45
21
5
1
2
18
三、近年来在安全方面我们所做的主要工作
1.建立健全了各级领导和各单位、各部门安全生产责任制。
长期以来,矿各级领导始终把安全工作放在各项工作的首位,始终把“一通三防”作为安全工作的重中之重来抓,建立了矿井各级领导及业务部门、基层区队安全生产责任制和各工种岗位责任制,并认真贯彻落实,党政工团,齐抓共管,建立了安全隐患检查汇报信息网络,反馈及时,处理迅速。
完善了矿、科、区队干部下井跟班制度,干部跟班与工人同上同下,现场指挥,所查隐患按“五定”原则落实整改,真正做到了工人三班倒,班班有领导。
2.不断加大安全投入。
2004年全矿安全投入总计达到767.77万元,其中安全费用完成101.2万元,安全及成本质量标准化完成386.99万元,矿维简安技措施费用完成18.0万元,“一通三防”补助计划完成192.45万元,“一通三防”成本技措完成21.01万元,国债完成42.05万元,机运安全技改完成6.07万元。
吨煤安全投入达到18.2元。
2005年矿安全资金计划投入1080.07万元,其中安全费用计划404.58万元,矿维简安技措计划15.0万元,“一通三防”补助计划134.64万元,安全质量标准化计划84.88万元,“一通三防”成本技措21.97万元,国债项目安全改造计划265.9万元,机运安全技改计划153.0万元。
吨煤安全投入计划达到26.3元。
此外,2005年度安全培训费用计划资金20.0万元。
3.始终把“一通三防”工作放在各项工作的首位。
五矿作为衰老矿井,井下通风线路长,通风阻力大,失修巷道多,通风网络复杂,多年来,我们持续对进回风巷道扩修降阻,每年维修通风巷道在1800m以上,并开掘并联回风巷道,优化通风系统。
同时,按照“先抽后采、监测监控、以风定产”方针和“三先三后三落实”原则,抽放工作力度进一步加大,以井下移动式抽放系统为基础,04年完成抽放量179.0万m3,05年计划抽放量215.0万m3,今年一季度实际完成55.09万m3,采用综合抽放方式,抽放浓度20%以上,矿井抽采率达到25.0%。
虽然我矿防突工作起步较晚,但领导重视,全矿职工“一通三防”和防突意识提高很快,以局部采取中高压注水和打瓦斯排放孔消突为主、区域性采取施工穿层孔消突为辅,“六位一体”综合治理,自01年3月份以来,杜绝了突出事故。
我矿所采二1煤层虽被鉴定为不易自燃,但防灭火任务十分繁重,采取边采边注浆和停采线密闭后注复合胶体防火措施,同时积极推广使用了新型防火堵漏材料西安森兰公司的复合胶、徐州意创公司的MEA-1、FSA和兖州浩珂伟博公司的罗克休、马离散等,努力探索炮放面防灭火的新路子。
充分发挥KJ4安全监控系统的作用,监测分站和各类监测探头安装到位,及时维修,通风区安全监控中心专人24小时值守。
深入开展防尘综合治理活动,巩固质量标准化成果,隔爆水袋、水幕、喷雾安装齐全,正常使用,对主要尘源点、尘源线集中整治。
4.调整采掘布局,合理安排生产,缓和掘、抽、采接替紧张的局面。
自去年以来,矿增加了煤岩巷施工力量,重新摆布工作面接替计划,南北两翼相互配采,浅部水平煤柱回收与深部水平新区回采相结合,避免了过分集中生产,一定程度上缓和了接替紧张的局面。
5.狠抓基础工作和现场管理,促进质量标准化工作顺利的开展。
我矿作为进入衰老期的矿井,生产形势被动,生产系统复杂。
巷道面貌较差,一度出现质量标准化滑坡的现象。
为扭转被动的局面,我们从统一干部、职工思想入手,采取走出去参观学习、坐下来分析研究办法,横比找差距,纵比看问题,找出了标准化中存在的问题,制定了具体措施。
同时,我们积极组织区队干部职工及业务科室有关人员,学习规范化文件精神,学习新标准,实现工程质量三班不间断监控,展开了规范管理“优质工程”等竞赛活动,使一级干部指挥有目标,职工干活有标准的良好习惯。
组织采掘区队内部相互学习,相互检查,有力的促进了标准化工作。
通过加大质量标准化管理力度,使质量标准化取得了较大的进展,通过公司验收,采、掘、修均达到了矿下达的达标规划。
为矿采掘工作面的安全生产提供了可靠的保障。
也为采掘工作标杆的树立打下了坚定的基础。
2004年我矿采一队经公司验收达到了标杆队工程。
6.强化机电管理。
以按突出矿井管理为契机,逐步淘汰更换井下不符合《规程》规定的电气设备,机电硐室、专用设备、采区机电管理细化,责任到人,在安全质量标准化活动中,机电运输成为全矿名副其实的排头兵。
7.努力做好防治水工作。
五矿现主要在三水平地区回采,三水平下山采区已进行开拓准备,井下进行多级排水,下山采区属带压开采,因此防治水工作须臾不敢放松。
近二年来,我们扩修了二水平、三水平水泵房,更换了部分水泵,扩修了三水平内仓,目前正对三水平下山采区进行探放疏水设计工作。
四、存在的主要问题及整改方案
(一)开拓系统及开采方式
存在问题:
1.剃头开采问题。
我矿目前33采区存在剃头开采现象。
2.目前五矿已回采到深部采区,随着采深的增加,矿山压力不断增大。
煤巷掘进上下顺槽压力大,巷道受压变形严重,维护困难,我们先后尝试了工字钢对棚支护和锚网棚联合支护,但是这些支护形式仍然解决不了巷道变形严重的问题,严重影响着安全生产和工作面上下两巷的作业环境。
3.随着采深增加及构造影响深部开拓巷道巷压大,有时锚网喷及U型棚联合支护已满足不了使用要求,巷道断面收缩严重。
4.全矿在籍巷道35342米,失修巷道长度2050米,其中,严重失修巷道1450米。
整改方案:
1.剃头开采的原因是多方面的,为了保证安全生产和工作面正常接替,矿主要采取了以下措施:
一是合理利用上一区段及上部现成的巷道,首先构成进回风系统和运输系统,使工作面掘进和生产时具有完善的通风、运输等系统。
二是在现有的开拓及准备系统的基础上,补掘一些岩巷或煤巷,使工作面在准备和生产期间能够构成相对独立比较完善的通风、运输等系统。
三是在3302车场开掘2个临时水仓,形成剃头下山工作面的排水系统。
四是加强通风设施的管理,确保通风系统的稳定。
合理安排开拓力量,加快开拓进度,及早解决剃头开采的现象。
2.在公司的安排下,矿近期在上下两巷准备试验U型棚支护,提升安全质量标准化,改善上下两巷作业环境,确保安全生产,2005年计划采用U型棚支护300米,每米巷道支护费用平均按3278元/米,共需费用98.34万元。
3.2005年矿已经立项,对软岩支护巷道进行矿压观测,寻找软岩巷道矿压显现规律,与科研单位及院校合作,找出适合我矿软岩层岩道的支护形式。
4.2005年计划维修巷道1940米,每米U型棚支架巷道维修费用平均按3330元/米,工字钢对棚支架巷道维修费用平均按2000元/米计算,共需维修费用559.6万元。
(二)通风系统
1.随着开采水平的延深,部分矿井通风系统存在着通风路线长、巷道断面小、失修巷道多、通风阻力大、风机运行负压高等问题。
矿井最大通风流程6450m,矿井主要通风机负压位于2700~3200Pa之间。
继续向深部开采情况会更加复杂。
通风网络与主要通风机工况不匹配,致使矿井有时出现风量紧张,通风系统稳定可靠性降低,主扇能耗增加。
过高的通压负压增加煤层自燃发火危险性。
2.矿井风量富余系数不足,按照风量富余系数1.8考虑,要求总进风量达7342m3/min,目前尚差2855m3/min。
3.南风井4-72-H-20风机存在风叶撕裂、叶柄折断和通风能力小等不安全隐患和问题。
需对风机进行更换。
4.五矿刚由高瓦斯转为突出矿井,需要补掘部分通风巷道。
1.一是进一步对通风巷道扩修降阻,经调查通风巷道需维修1940m;
二是补掘并联回风巷简化网络。
三水平南翼并联回风巷设计1000m,2005年计划掘进350m,另设想在北翼补掘一条33采区专用回风巷(顶板煤巷)438m,这样南北两翼通风系统可望得到优化,满足通风要求。
2.需更换BDK-6-No24风机2台。
3.严格执行先抽后掘、先抽后采、监测监控、以风定产等瓦斯治理方针,严禁超能力生产。
(三)瓦斯抽放系统
1.五矿需新建地面瓦斯抽放系统
五矿原为高瓦斯矿井,2004年底升级为煤与瓦斯突出矿井。
年生产能力为45万吨,现有一套井下抽放系统,安装SK-60型水环式真空泵2台。
根据河南省煤炭工业局关于印发《河南省煤矿防治煤与瓦斯突出若干规定(试行)》的通知要求(生产能力在30万吨剩余服务年限在8年以上的矿井必须采取地面瓦斯抽放措施),需建立地面瓦斯抽放系统。
新建一套地面瓦斯抽放系统,共需资金457.88万元。
2.矿井不能完全实现瓦斯分源抽放
瓦斯分源抽放是为满足综合抽放的需要,针对高突矿井、弱透气性煤层,根据不同抽放方式、不同的抽放瓦斯源合理的工况参数特点而采取的有效抽放措施,要求每个采区有一套井下抽放系统,即用地面抽放系统高负压大流量抽放顺层孔、底板岩石抽放巷内穿层孔;
用井下抽放系统低负压、大流量抽放顶板裂隙带高位钻孔、采空区埋管等抽放瓦斯。
目前33采区还没有井下抽放系统,不能实现瓦斯分源抽放。
五矿33采区需要建立井下移动抽放系统一套,需要资金249.8万元。
(四)煤与瓦斯突出及冲击地压防治
由于对煤与瓦斯突出的机理还没有完全认识,目前执行的防突措施存在局限性,效果不理想。
从当前防突研究成果看,突出主要发生在石门揭煤及煤巷掘进,防突措施主要有增强措施、卸压措施和增强卸压混合措施三种类型。
较适合我矿的是卸压措施,在最短的时间内,用最小的工作量释放瓦斯压力和地应力,同时少量提高煤层强度,消除突出危险性。
因此,需改进防突措施的设备与工艺。
为增加突出危险性预测及效检可靠性,需对煤巷掘进工作面突出危险性进行连续检测。
购买新型手持式轻便防突钻机3套,需资金33万元;
购买对煤巷掘进工作面突出危险性连续监测的电磁幅射仪3套,需资金60万元。
(五)防灭火系统
1.五矿地面注浆站设备陈旧老化,不能适应防灭火注浆工作的需要。
对地面注浆站系统进行改造,需资金20万元。
2.自然发火仍威胁着矿井的安全生产。
五矿属高突矿井,虽然已采取了综合防灭火技术,但在采空区内仍存在处于爆炸浓度范围内的瓦斯;
同时所采煤层自然发火期短,鉴定为219天,实际生产当中有时不足90天,并且工作面推进度慢,月进度不足30米,如果自燃在采空区内形成高温点,遇到采空区内浓度处于爆炸范围内的瓦斯,采空区内瓦斯爆炸事故很可能发生,这类事故属于瓦斯和煤炭自燃复合灾害。
为防止此类事故发生,矿强化日常注浆,注新型防灭火材料如罗克休、MEA、复合胶体等,仍难以满足安全形势的需要,需在防治技术与设备上进行改进。
1.采用采空区注氮技术,将采空区内氧气降到5%以下,需安装制氮注氮系统1套,资金310万元。
2.推广应用防灭火新技术、新材料:
五矿需罗克休泵1台,资金23万元。
购置凝胶压注机2台,需资金16万元。
(六)防尘系统
防尘工作是矿“一通三防”工作中的薄弱环节,主要表现在对防尘工作的重要性认识不足,防尘装备落后,防尘设施使用不正常,矿井粉尘测点合格率只有60%左右。
1.安装自动喷雾装置12套,资金3.6万元。
2.购置自动测尘仪2台,资金5万元。
粉尘监测传感器15套,需资金18万元。
(七)监测监控系统
1.井下没有移动通讯网
矿在“一通三防”监测监控方面取得了长足进展,但是,井下通讯技术仍然落后,在遇到突发事件时各类安全人员快速及时与地面沟通困难。
实属安全生产一大隐患。
需新建一套井下移动通讯系统,资金80万元。
2.监测仪器仪表备用量不足
需购置监测分站10台,资金13万元;
瓦斯传感器20台,资金8万元;
CO传感器5台,资金2.25万元。
(八)电气安全
我矿为衰老矿井,系统存在设备老化、效率低、可靠性差、影响安全等因素。
对其进行更新改造,共需资金876.62万元。
1.矿井老旧、高耗设备
排水系统
在用水泵多为八十年代末和九十年代初购进的,使用时间较长,设备老化,效率较低,已成为矿井排水的一大隐患。
2004年已对三水平泵房、变电所及内仓进行改造,但因水仓矿压大,地鼓、片帮、冒落变形严重,极大地影响了排水设备的安全运转与排水能力,二、三水平泵房尤为突出。
主排水泵更换原则为:
我矿水泵运行效率大部分低于70%;
为提高节能效益,需对大部分主排水泵逐步进行更新。
2.部分机电设备不符合《规程》规定
五矿被定为煤与瓦斯突出矿井后,根据《规程》井下电气设备选用规定,井下机电设备存在不符合《规程》现象,主要分为四类:
⑴大型设备的高压电动机及其配电开关、控制系统、油浸变压器等电气设备的选型不符合防突要求。
⑵主井箕斗未采用定重装载。
⑶副井提升无过放距离。
已经列出详细的整改计划,正在分步实施。
3.达不到《规程》要求电气设备更换前安全运行的安全技术措施
我矿对防爆电气安全管理、井上下供电管理等制定有严格的管理办法,如《防爆设备入井、安装、验收、管理制》、《电器试验管理制》、《电缆管理制》、《小型电器管理制》、《杂散电流管理制》等专项管理制度和电气设备操作规程。
制定了《矿井技术管理规范》。
矿井供电系统和电气设备装设有短路、过流、漏电、失压等保护装置和闭锁装置;
对井下PB2高爆开关进行了真空技术改造;
部分电机已淘汰了JR保护器,实现了低压电机短路、过负荷、单项断线、漏电闭锁等功能。
(九)排水系统
因矿压影响,二水平内仓、三水平外仓,地鼓、片帮、冒落变形严重,现不能正常使用,影响了排水设备的安全运转与排水能力。
对二、三水平水仓进行扩修、增容。
目前采取的措施:
加强井下一泵、二泵、三泵及排水管路的维护,及时正常排水,发现故障及时排除。
在没有扩修前,在水仓外挖掘沉淀池,安排专人管理,及时清淤。
总之,在上级关心、指导、帮助下,面对近期国内安全生产严峻局面,虽然我们做了一些工作,取得了一定成绩,保持了多年来安全生产基本平稳的态势。
但是,由于矿安全基础薄弱,灾害治理的物资和技术手段没有跟上生产的发展需要,欠帐工程还比较多,特别是随着采深的加大,“五大灾害”愈加突出,目前在一定程度上还主要是靠人的严防死守来防治事故的发生,防止重特大事故的技术手段和装备水平与党中央、国务院的要求还有一定差距,与先进兄弟单位相比有许多不足,矿井抗灾能力还比较脆弱,本质安全型的长效管理机制尚未完善。
我们要以专家组这次安全技术“会诊”为契机,全面加强安全管理,提升安全生产保障能力,按照专家组指导意见,扎扎实实搞好下一步安全工作,努力建立煤矿安全生产长效机制,实现矿井的长治久安。
附:
安全技术“会诊”自检报告
2005年5月18日
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