礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援的可行性研究 七

1、礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援的可行性研究 七 礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援的可行性研究礦山地質(zhì)垂直搶險(xiǎn)救援技術(shù)簡(jiǎn)介：實(shí)施地面快速垂直鉆進(jìn)的技術(shù)，是近五年興起的礦山事故救災(zāi)新技術(shù)。在國(guó)外已實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破并取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。2002年7月24日28日，美國(guó)賓夕法尼亞洲煤礦發(fā)生特大透水事故，井下9人被堵在采掘工作面，距離地面垂直深度300多米。當(dāng)時(shí)當(dāng)局應(yīng)用快速鉆機(jī)從地面進(jìn)行鉆孔救人，48小時(shí)完成鉆孔施工，用小鉆孔給災(zāi)區(qū)人員供氧，實(shí)現(xiàn)通訊聯(lián)系，用大鉆孔下放吊桶將9人全部救出地面。2003年元月16日澳大利亞西部霍爾斯克里克一煤礦發(fā)生一起冒頂事故，并伴有含水地層的涌水事故，有2名礦工被困井下，他們使用快速鉆機(jī)在26小時(shí)

2、內(nèi)鉆進(jìn)287米，準(zhǔn)確透巷并與2名被困人員取得聯(lián)系，最后實(shí)施擴(kuò)孔下放吊桶，使2名人員成功獲救。近幾年在國(guó)內(nèi)也取得了不少的成功事例，具體表現(xiàn)在4個(gè)方面：（一）是注漿堵水。2003年4月12日河北省金牛能源股份有限公司東龐煤礦發(fā)生特大突水淹井事故。中煤大地技術(shù)開(kāi)發(fā)公司接到通知后，從山西左權(quán)施工現(xiàn)場(chǎng)緊急調(diào)動(dòng)T685WS車(chē)載鉆機(jī)，趕赴事故現(xiàn)場(chǎng)參加救援行動(dòng)。注漿堵水過(guò)程中共布置鉆孔8個(gè)，由4個(gè)單位共同完成，其中中煤大地公司T685WS鉆機(jī)完成4個(gè)鉆孔，在準(zhǔn)確透巷的基礎(chǔ)上單孔完鉆時(shí)間比其他鉆機(jī)提前約30%，為實(shí)施快速堵水，贏得了時(shí)間。（二）是注漿滅火。2003年11月28日寧夏煤業(yè)集團(tuán)白芨溝煤礦發(fā)生火災(zāi)事故

3、。在滅火和打密閉中多次發(fā)生瓦斯爆炸，被迫實(shí)施封井。為撲滅火災(zāi)，中煤大地公司抽調(diào)T685WS鉆機(jī)前往救助。在氣溫低于零下20°C、無(wú)法供電的條件下，采用造斜定向新工藝向火區(qū)定向側(cè)斜鉆進(jìn)準(zhǔn)確進(jìn)入火區(qū)，直接滅火，使快速救災(zāi)方案得以實(shí)施。通過(guò)采用快速、定向鉆進(jìn)技術(shù)，42天共施工滅火鉆孔11個(gè)，使得礦方不足2個(gè)月將煤層火災(zāi)撲滅，大大縮短了恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)間。（三）是鉆井抽排水。2006年左云“5.18”透水事故發(fā)生后,在單靠井下排水不能取得明顯效果的前提下,5月29日決定實(shí)施地面鉆井從井下排水。由省煤炭地質(zhì)局礦山地質(zhì)應(yīng)急救援中心組織分布在長(zhǎng)治市114勘查院的T685WS型車(chē)載鉆機(jī)(1臺(tái))趕往施工現(xiàn)場(chǎng)

4、。從5月30日到6月8日，采用大口徑快速鉆井技術(shù)完成了4口抽水井任務(wù)后，通過(guò)日夜抽排水，井下涌水水位才明顯下降，巷道積水狀況明顯改觀。（四）是透巷救人。2004年4月11日河南鄭煤集團(tuán)超化煤礦發(fā)生透水事故。4月12日晚8時(shí)中煤大地公司接救援通知，速調(diào)T685WS鉆機(jī)出動(dòng)，次日10點(diǎn)30分到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。救災(zāi)指揮部決定采取繞巷、掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)巷、地面快速鉆進(jìn)、井下鉆進(jìn)等多種方案同時(shí)進(jìn)行，在事故發(fā)生109小時(shí)后12名遇險(xiǎn)人員獲救生 還。一、山西省礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援中心概況 依據(jù)省政府晉政辦（2005）57號(hào)關(guān)于加強(qiáng)全省安全生產(chǎn)應(yīng)急救援體系建設(shè)的意見(jiàn)，經(jīng)省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局晉安建應(yīng)急（2006）59號(hào)文件批復(fù)

5、，我省煤炭地質(zhì)局籌建了“山西省礦山地質(zhì)應(yīng)急救援中心”。該中心成立以來(lái)，山西省煤炭地質(zhì)局對(duì)所屬的救援裝備和人員進(jìn)行了整合落實(shí)，現(xiàn)有（美國(guó)）雪姆T系列頂驅(qū)式車(chē)載鉆機(jī)4臺(tái)，德國(guó)產(chǎn)的頂驅(qū)式車(chē)載鉆機(jī)1臺(tái)。主要分布在山西長(zhǎng)治市114勘查院、太原市229水文勘查研究院、148勘查院和大同市115勘查院。近年來(lái)，我省礦山地質(zhì)應(yīng)急救援中心利用現(xiàn)有技術(shù)裝備和人才資源，積極參加了多起礦井透水事故和煤層自燃滅火等礦山事故搶險(xiǎn)救援工作，特別是在2006年參加的左云縣“5.18”特大透水事故搶險(xiǎn)救援工作中，以精確地定位、高效的速度，完成了4個(gè)大口徑抽排水鉆井成井施工任務(wù)，為事故搶險(xiǎn)救援工作贏得了時(shí)間，得到了國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)

6、督管理總局、山西省人民政府及當(dāng)?shù)卣母叨群迷u(píng)。使我省在礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援方面邁出了一步。但是在礦山應(yīng)急救援方面還存在著裝備少、救援技術(shù)力量薄弱等問(wèn)題，具體表現(xiàn)為2006年2月1日19時(shí)02分，山西省晉城煤業(yè)集團(tuán)寺河煤礦（國(guó)有）發(fā)生局部瓦斯爆炸，造成23人遇難，53人受傷（其中重傷6人）。2007年12月5日23時(shí)15分，山西省臨汾市洪洞縣左木鄉(xiāng)紅光村瑞之源煤業(yè)有限公司（鄉(xiāng)鎮(zhèn)地方煤礦）發(fā)生瓦斯爆炸事故，造成105人死亡，成為近三年煤礦事故中最為嚴(yán)重的特大安全事故。2006年5月18日，左云縣張家場(chǎng)新井煤礦（鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦）發(fā)生重特大透水事故，56名礦工遇難。通過(guò)以上三起煤礦安全事故事案例分析，如何

7、防范和控制重特大煤礦安全事故，最大限度地減少煤礦事故帶來(lái)的損失，是當(dāng)前礦山應(yīng)急救援的核心課題。二、山西省井下救護(hù)現(xiàn)狀分析 根據(jù)晉煤監(jiān)安一字（2008）104號(hào)文件關(guān)于對(duì)全省礦山救護(hù)隊(duì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)檢查情況的通報(bào)，我省現(xiàn)有達(dá)標(biāo)的礦山救護(hù)隊(duì)37個(gè),其中特級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化礦山救護(hù)隊(duì)24個(gè),一級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化礦山救護(hù)隊(duì)9個(gè),二級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)礦山救護(hù)隊(duì)4個(gè)。但是，在礦山事故搶險(xiǎn)救援中，我省基本上還是沿用從井口向工作面推進(jìn)，實(shí)施平行救援的辦法。使用的救援設(shè)備有：氧氣呼吸器、氧氣呼吸器校驗(yàn)儀、氧氣充填泵、自動(dòng)蘇生器、礦山救護(hù)通訊設(shè)備、冷卻服、尋人儀等，主要用于救援人員在實(shí)施救援過(guò)程中，為保證救援人員和遇險(xiǎn)遇難人員人身安

8、全的防護(hù)設(shè)施。在礦山災(zāi)害事故中搶救遇險(xiǎn)遇難人員、最大限度地縮小災(zāi)害范圍和減少人員傷亡、減少資源財(cái)產(chǎn)損失等曾方面發(fā) 揮了極其重要的作用。同時(shí)也創(chuàng)出了如2008年6月13日上午11時(shí)孝義市下堡鎮(zhèn)煤業(yè)有限公司煤礦火藥庫(kù)發(fā)生爆炸事故43名被困職工中有9名職工獲救的典型實(shí)例。但是單靠井下平行救援辦法，遇險(xiǎn)礦工獲救的機(jī)會(huì)很少，往往會(huì)因?yàn)榫戮仍┕r(shí)間太長(zhǎng)、救援效率低下，延誤救援最佳時(shí)機(jī)，存在以下不足。（一）、礦山井下工作人員被困在災(zāi)區(qū)而救援人員又無(wú)法靠近災(zāi)區(qū)時(shí)，井下救援已顯得無(wú)能為力。（二）、發(fā)生特大透水事故，靠給井筒安裝有限的潛水泵來(lái)抽水，不能滿(mǎn)足搶險(xiǎn)救人的需要。2006年左云“5.18”透水事故搶險(xiǎn)

9、就是一個(gè)很好的一例，5月18日事故發(fā)生后,當(dāng)時(shí)事故搶險(xiǎn)救災(zāi)指揮部從一開(kāi)始沒(méi)有認(rèn)識(shí)到地面垂直鉆井進(jìn)行抽排水的重要性,在靠井下排水不能取得明顯效果的前提下,5月29日才決定實(shí)施地面鉆井從井下排水。決策后，省煤炭地質(zhì)局立即抽調(diào)分布在長(zhǎng)治市114勘查院的T685WS型車(chē)載鉆機(jī)及30余人施工人員火速趕往施工現(xiàn)場(chǎng)。從5月30日到6月8日，采用大口徑快速鉆井技術(shù)完成了4口抽水井任務(wù)后，通過(guò)日夜抽排水，井下涌水水位才明顯下降，巷道積水狀況明顯改觀。（三）井下救援存在費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、危險(xiǎn)性高和救人成功率低的問(wèn)題。礦山事故發(fā)生后，礦工一般都被困在采區(qū)或采區(qū)附近，離安全出口較遠(yuǎn)，有時(shí)長(zhǎng)達(dá)67公里。救援人員要想快速到達(dá)采

10、區(qū)，一般都要清理巷道、新掘饒巷、施工井下探水鉆，在保證救援人員安全的前提下進(jìn)行施工，施工所需時(shí)間長(zhǎng)。在搶救被困人員、控制災(zāi)情方面成功率很低，等到救援人員到達(dá)災(zāi)區(qū)時(shí)被困人員已中毒窒息或淹溺死亡。如2001年11月17日山西大同市南郊區(qū)大泉灣煤礦第一水平發(fā)生局部瓦斯爆炸，第二水平14人被困井下，具備生存條件（當(dāng)時(shí)曾向地面電話求救），但因巷道坍塌、火勢(shì)嚴(yán)重，救援人員不能進(jìn)入災(zāi)區(qū)，未能實(shí)現(xiàn)反風(fēng)、供風(fēng)，致使被困人員全部遇難。三、山西省礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援的具體實(shí)踐 2006年5月18日，左云縣張家場(chǎng)新井煤礦發(fā)生了重特大透水事故，56名礦工遇難。事故發(fā)生后，在國(guó)家、省、市各級(jí)政府的領(lǐng)導(dǎo)下，成立了山西左云“

11、5.18” 透水事故搶險(xiǎn)救災(zāi)領(lǐng)導(dǎo)組和指揮部。由于井下涌水量大，單靠井巷排水，將會(huì)延長(zhǎng)時(shí)間，拖延礦山搶險(xiǎn)救災(zāi)尤其是解救井下被困職工生命的最佳時(shí)機(jī)。5月29日搶險(xiǎn)領(lǐng)導(dǎo)組和指揮部決定利用地面鉆井方法實(shí)施排水。根據(jù)搶險(xiǎn)指揮部的統(tǒng)一部署，我省煤炭地質(zhì)局礦山地質(zhì)應(yīng)急救援中心立即調(diào)動(dòng)所屬114勘查院應(yīng)急救援大隊(duì)的（美國(guó)）雪姆T685WS型多功能全液壓頂驅(qū)車(chē)載式美國(guó)進(jìn)口先進(jìn)鉆機(jī)，安排所屬115勘查院應(yīng)急救援大隊(duì)承擔(dān)鉆 探排水的精確測(cè)量定位任務(wù)和鉆井電視觀測(cè)和測(cè)井任務(wù)。5月29日上午114勘查院應(yīng)急救援大隊(duì)接到通知后，立即通知正在山西省屯留縣境內(nèi)施工煤層氣鉆井項(xiàng)目的施工隊(duì)，要求將T685WS型車(chē)載鉆機(jī)及30余人

12、施工人員火速趕往施工現(xiàn)場(chǎng)。經(jīng)過(guò)500多公里的長(zhǎng)途跋涉，114勘查院應(yīng)急救援大隊(duì)于5月30日下午到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，路途所用時(shí)間不到10小時(shí)。到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，全體救援人員僅用2個(gè)小時(shí)安裝完設(shè)備，鉆機(jī)順利開(kāi)工。根據(jù)指揮部的統(tǒng)一部署，施工第1#井時(shí)，114勘查院應(yīng)急救援人員在礦方銷(xiāo)毀所有礦井資料，無(wú)法準(zhǔn)確告知目標(biāo)層位，加上開(kāi)孔為松散沙土層，采空區(qū)層位多、破碎坍塌多、巖層硬度大的情況下，經(jīng)過(guò)63小時(shí)艱苦奮戰(zhàn)，完成了第1#排水井預(yù)定目標(biāo)，井深228.6米（后經(jīng)第二次鉆井深度達(dá)到248.05米），井徑311，揭穿積水層，受到了指揮部的高度贊揚(yáng)，靳善忠副省長(zhǎng)看過(guò)現(xiàn)場(chǎng)后指示“抽水不停、打鉆不止”，并對(duì)我鉆機(jī)施工排水井工

13、作給予了充分肯定。接著施工2#、3#、4#排水井。2#排水井，井深243米，6月3日晚上開(kāi)工，歷時(shí)45個(gè)小時(shí)，迅速穿過(guò)采空區(qū)，揭穿積水層，為及時(shí)排水節(jié)約了寶貴時(shí)間。3#排水井，井深260.10米，6月8日早上開(kāi)工，歷時(shí)61個(gè)小時(shí)，克服了上部采空區(qū)頂板冒落和每次下鉆都有卡鉆危險(xiǎn)的不利因素影響下，最終完成施工任務(wù)。隨著3口豎井抽水泵晝夜排水和礦井下排水泵同時(shí)緊張的工作，水位很快降下來(lái)，井巷剩下的 積水量已經(jīng)不多，指揮部臨時(shí)決定進(jìn)行第4口排水井的施工，目標(biāo)位置為主斜井延伸巷，巷寬僅3米左右，延伸巷道的位置并不明確，僅靠零星收集的資料和生還礦工的記憶標(biāo)定。4#井井深259.10米，6月14日上午開(kāi)鉆，

14、歷時(shí)約94小時(shí)（中間因檢修機(jī)器耗時(shí)36個(gè)小時(shí)），通過(guò)幾層采空區(qū)后，未見(jiàn)延伸巷，至此，鉆機(jī)排水井的施工基本結(jié)束。礦井積水區(qū)的水從鉆探的4口排水井逐步排出，為整個(gè)搶險(xiǎn)救援工作贏得時(shí)間，提供了強(qiáng)有力地保障，取得了以下三個(gè)方面的經(jīng)驗(yàn)。一是開(kāi)展礦山搶險(xiǎn)地面垂直應(yīng)急救援，必須具備美國(guó)（雪姆）T系列進(jìn)口車(chē)載鉆機(jī)。該設(shè)備采用車(chē)載式鉆塔，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，可以隨時(shí)調(diào)撥，行駛速度在我省現(xiàn)有交通條件下可達(dá)到100公里左右/小時(shí)；安裝簡(jiǎn)便，達(dá)到目的地后僅用12個(gè)小時(shí)即可開(kāi)鉆；成孔速度快，完成井徑311，克服采空區(qū)坍塌等諸多不利因素，用263個(gè)小時(shí)（包括檢修機(jī)器等不利因素誤工81個(gè)小時(shí)），完成了1010.25米一次性鉆井成井任

15、務(wù)，扣除中途設(shè)備檢修等誤工時(shí)間81個(gè)小時(shí)，實(shí)際有效鉆進(jìn)時(shí)間為182個(gè)小時(shí)，單純鉆井速度平均5.5米/小時(shí)；可垂直打井，也可傾斜45°鉆進(jìn)，自帶動(dòng)力，無(wú)需配 電源，占用工作場(chǎng)地少；采用空氣或空氣泡沫成井進(jìn)技術(shù)，可以一次性成井，并且井壁牢固質(zhì)量高。二是必須具有技術(shù)資料優(yōu)勢(shì)，2006年以前我省煤勘系統(tǒng)115勘查院在左云縣開(kāi)展了煤礦井下現(xiàn)采煤層巷道實(shí)測(cè)工作，具備了每個(gè)煤礦采掘工程平面圖和井上下實(shí)測(cè)對(duì)照?qǐng)D，為礦山事故救援鎖定目標(biāo)創(chuàng)造了技術(shù)條件。三是必須具備鉆孔彩色電視攝像儀等高科技手段，通過(guò)鉆井井筒對(duì)井下空巷積水情況進(jìn)行觀測(cè)記錄，以便及時(shí)掌握井下事故動(dòng)態(tài)和被困人員分布情況，為實(shí)現(xiàn)井上下互通信息

16、，從鉆井中解救人員創(chuàng)造條件。同時(shí)使用GPS衛(wèi)星定位和全站儀等先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，根據(jù)救援需要，隨時(shí)開(kāi)展鉆井定位工作。四、礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援的意義 根據(jù)國(guó)內(nèi)外地面垂直快速鉆進(jìn)，實(shí)施礦山災(zāi)害事故應(yīng)急救援的成功事例，實(shí)踐證明通過(guò)地面透巷鉆井不僅能完成向?yàn)?zāi)區(qū)供風(fēng)、輸送食品任務(wù)，同時(shí)還可以和災(zāi)區(qū)進(jìn)行簡(jiǎn)單的通訊聯(lián)系,通過(guò)下吊桶實(shí)施垂直救人。在礦山災(zāi)害事故搶險(xiǎn)救災(zāi)中具有三個(gè)方面的意義。（一）礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援是我省礦山救援力量的重要組成部分，可為礦山災(zāi)害事故搶險(xiǎn)救災(zāi)增加一個(gè)救援通道，與井下救護(hù)相配合，能在最短時(shí)間內(nèi)能有效控制事故蔓延，打通被困職工救生通道，實(shí)施供風(fēng)、供給養(yǎng)和救人。在救援方案中解決了單靠井下救護(hù)

17、存在的手段單一、力量薄弱、技術(shù)落后等問(wèn)題。（二）在礦山井下作業(yè)人員被困在災(zāi)區(qū)而地面救援人員無(wú)法靠近災(zāi)區(qū)的情況下，礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援具有不可替代的作用。所以我省應(yīng)把礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援列入礦山災(zāi)害事故搶險(xiǎn)救災(zāi)中，作為礦山災(zāi)害事故應(yīng)急預(yù)案的重要組成部分。（三）在礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援使用的（美國(guó)）雪姆T系列快速鉆井技術(shù)在實(shí)施礦山災(zāi)害治理、災(zāi)害事故救援中，具有其他鉆機(jī)不可替代的先進(jìn)性和適應(yīng)性。具體表現(xiàn)在：一是行動(dòng)迅速，正常行駛速度可達(dá)100公里/小時(shí)，到達(dá)工作現(xiàn)場(chǎng)后12小時(shí)準(zhǔn)備即可開(kāi)鉆；二是鉆進(jìn)高效，鉆進(jìn)速度是傳統(tǒng)鉆機(jī)的5倍以上；三是成井直徑大，最小直徑為190216，一般為311500，目前最大為

18、10001500；四是定位準(zhǔn)確，通過(guò)鉆機(jī)配套監(jiān)控照相測(cè)斜系統(tǒng)，使鉆進(jìn)方向沿既定目標(biāo)鉆進(jìn)，最終準(zhǔn)確中靶，地面透巷準(zhǔn)確率為100%；五是適應(yīng)性強(qiáng)，可在-40°C、缺水、缺電條件下進(jìn)行正常工作。根據(jù)我省煤礦目前井下開(kāi)采技術(shù)條件，山西省煤礦井下開(kāi)采深度平均在300米左右，個(gè)別國(guó)有大礦開(kāi)采深度在500米左右。如果山西某地某煤礦發(fā)生“職工被困井下”事故，接到救援通知后，我們就可以發(fā)揮美國(guó)T200XD 移動(dòng)車(chē)載鉆機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在第一時(shí)間，以最快的速度開(kāi)展礦山事故急救工作，實(shí)現(xiàn)由過(guò)去的單靠井下救護(hù)的平行救援辦法，轉(zhuǎn)變?yōu)榫戮茸o(hù)和地面救援相結(jié)合，實(shí)施全方位、多手段的救援工作。五、礦山地質(zhì)垂直應(yīng)急救援所

19、需設(shè)備可行性分析 通過(guò)開(kāi)展左云“5.18”特大透水事故抽排水孔鉆井應(yīng)急救援和其他煤礦注漿滅火工作，我們充分認(rèn)識(shí)到礦山搶險(xiǎn)地面垂直應(yīng)急救援的重要意義。但是礦山事故地面垂直應(yīng)急救援是一項(xiàng)新的救援辦法，能否順利實(shí)現(xiàn)實(shí)地救援，達(dá)到在救援過(guò)程中實(shí)施井上、井下人員相互溝通、相互配合，從鉆井井筒中直接解救井下被困職工的目的。根據(jù)國(guó)內(nèi)外垂直應(yīng)急救援的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和左云縣“5.18”重特大透水事故的應(yīng)急搶險(xiǎn)救援的成功實(shí)踐，我省地面垂直應(yīng)急救援體系建設(shè)需要以下三項(xiàng)條件：（一）是可靠的煤礦井下現(xiàn)采煤層巷道、采空區(qū)、構(gòu)造、井下機(jī)電、通風(fēng)設(shè)施和礦工避難硐室實(shí)測(cè)分布圖，井上下對(duì)照?qǐng)D和已經(jīng)采空封閉的煤層采空積氣、積水情況探測(cè)圖以及周邊礦井是否曾越界開(kāi)采探測(cè)圖，為準(zhǔn)確實(shí)施地面垂直應(yīng)急救援創(chuàng)造必要的技術(shù)資料支持。（二）是資金上支持。我省煤炭地質(zhì)局現(xiàn)有（美國(guó)）雪姆T系列頂驅(qū)式小口徑車(chē)載鉆機(jī)3臺(tái)和德國(guó)