某礦在施工回采巷道軌道順槽的過程中，發(fā)生一起比較嚴(yán)重的鉆孔間歇性瓦斯噴出事故(以下簡稱噴孔)，并伴有大量的水、煤泥的噴出，噴出點附近瓦斯達(dá)到6%以上。這次噴孔事故，累計噴出瓦斯約1000m3，水及煤泥約200m3，嚴(yán)重影響了安全生產(chǎn)。 現(xiàn)場情況 地質(zhì)條件 綜采工作面，所開采煤層為煤與瓦斯突出煤層，瓦斯含量8m3/t。煤層直接頂板為泥巖、含炭泥及0.8 m薄煤層組成的復(fù)合頂板，煤層底板為泥巖。 該工作面避開了2個逆斷層Fs1 (落差H=0~10 m)和Fs2 (落差H=0~5m) Fs1與軌道順槽斜交，2斷層均未曾揭露過，屬封閉性逆斷層。 施工情況 軌道順槽沿煤層頂板施工，綜合機(jī)械化掘進(jìn)，巷道支護(hù)主要采用錨索網(wǎng)支護(hù)，構(gòu)造復(fù)雜地點(斷層、頂板破碎帶等處)采用鋼性U型棚支護(hù)，隨著巷道的施工，巷道距離Fs1斷層越來越近，礦壓顯現(xiàn)愈加明顯，煤層頂板比較破碎，強(qiáng)底低，穩(wěn)定性差，在距離設(shè)計切眼位置還有100 m時，巷道支護(hù)由原來的錨索網(wǎng)改為U型鋼棚支護(hù)。由于開采煤層為雙突煤層，巷道采用邊抽邊掘的方式掘進(jìn)，每個小循環(huán)工作面迎頭施工卸壓鉆孔8個，孔深40m，允許進(jìn)尺30m；每進(jìn)尺60m(2個小循環(huán))后，巷道兩幫施工順煤層鉆場，鉆場內(nèi)各施工順層鉆孔3個，孔深≥60m(迎頭卸壓鉆孔仍為8個，孔深40m不變)。 事故原因 直接原因 巷道開掘后，隨著頂板下沉逐漸出現(xiàn)滴淋水現(xiàn)象，表明頂板的位移以及地下水的運(yùn)動，巷道的變形、應(yīng)力的重新分布、巖層的位移導(dǎo)致斷層的活化是噴孔發(fā)生的主要原因。因為斷層的活化是一個漸變的過程，所以出現(xiàn)滯后噴孔。 間接原因 為了最大限度地回收煤炭資源，合理布置工作面，盡可能延長順槽長度，順槽施工到設(shè)計位置后，采用鉆探對Fs1斷層進(jìn)行控制和驗證，施工卸壓鉆孔8個。巷道繼續(xù)向前施工60m(其間施工1茬卸壓鉆孔，全部正常)后，專門施工2個探壓(斷層)孔，與巷道夾角均為30°，兩孔施工中，鉆孔內(nèi)排出的煤渣比較潮濕(鉆進(jìn)中使用壓風(fēng)排渣，該順槽施工鉆孔時排出的煤渣始終比較潮濕)，孔內(nèi)無明顯異?，F(xiàn)象。2004年10月29日夜班20時，B孔先開始涌水，水呈稀泥漿狀，緊接著出現(xiàn)噴孔，大量瓦斯氣體攜帶著煤屑(塊)、水泥漿以及少量巖石碎塊從孔內(nèi)噴射而出，最遠(yuǎn)達(dá)10多米，并且發(fā)出巨大的響聲，導(dǎo)致工作面迎頭及整個千米巷道回風(fēng)流CH4濃度超限。由于間歇性噴孔，巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛炔环€(wěn)定，且時常超限，夜班人員全部撤出停止生產(chǎn)。30日早班人員到達(dá)現(xiàn)場后，發(fā)現(xiàn)迎頭20m全部被煤泥水淤積，最大水深達(dá)1.2 m，B孔仍有少量清水往外流出(水量<0.5m3/h)。清理現(xiàn)場后，恢復(fù)生產(chǎn)。31日17時，該孔再次出現(xiàn)大規(guī)模噴孔，至20時，共發(fā)生7次．噴出物超過第一階段。11月1日早班在清理現(xiàn)場過程中發(fā)生最后1次輕微噴孔。噴孔結(jié)束后，孔內(nèi)水流(<0.5m3/h)清澈，水溫29℃．經(jīng)檢測水質(zhì)為HCO3-CL-K+Na型，為煤系砂巖水。為保證安全生產(chǎn)，后期在停頭位置又施工若干探放水(瓦斯)鉆孔，均未發(fā)生噴孔現(xiàn)象，只放出極少量的水。 事故教訓(xùn) 從井下打鉆資料分析， Fs1為逆斷層，該斷層實際平面位置略向南移。隨著巷道的施工，巷道距離Fs1越來越近，且位于斷層面的下方，頂板的下沉及底鼓，導(dǎo)致斷層下盤巖層沿斷層面發(fā)生滑移，斷層活化，原始封閉性斷層逐步演變?yōu)閺?qiáng)性斷層。斷層面兩側(cè)巖石裂隙和含水層中封存的離壓水、瓦斯以及煤層中的瓦斯(上盤煤層以及13-2、14、15層煤瓦斯等)，開始沿斷層面(帶)運(yùn)移聚集，穿過斷層面的鉆孔為其提供了良好卸壓通道。當(dāng)鉆孔周圍的巖體強(qiáng)度承受不了水和瓦斯的壓力時，便沿鉆孔噴出。在噴孔的過程中，水和瓦斯攜帶的固體(煤巖塊)以及垮孔，容易造成鉆孔暫時性堵塞，從而出現(xiàn)間歇性噴孔。 預(yù)防措施 1. 在斷層情況比較清楚可靠的情況下，最好的預(yù)防措施是按有關(guān)規(guī)程規(guī)定留設(shè)足夠斷層保安煤柱，不要擊捅“馬蜂窩”。 2. 如果要對斷層必須面進(jìn)行鉆探驗證和控制，應(yīng)首先進(jìn)行瓦斯引排或抽放。 3. 當(dāng)巷道要穿過此類斷層時，應(yīng)實施打鉆引排或抽放措施，在確認(rèn)無噴孔危險或噴孔危險消除后，方可施工巷道，并制定巷道過斷層安全措施。鉆孔施工完畢后應(yīng)及時進(jìn)行封孔(是否全孔封閉可根據(jù)斷層煤柱的多少而定)；打鉆施工措施中，尤其是安全防護(hù)措施必須認(rèn)真編制和落實，當(dāng)在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)噴孔時，千萬不得取出鉆桿，并嚴(yán)禁轉(zhuǎn)動鉆桿。