井筒潰沙事故處理與救援措施分析①

馬占龍

(開灤集團林南倉礦業(yè)分公司救護中隊，河北 唐山 064106)

井筒潰沙事故處理與救援措施分析①

馬占龍②

(開灤集團林南倉礦業(yè)分公司救護中隊，河北 唐山 064106)

論述了2010年10月11日開灤林南倉礦新風井發(fā)生潰沙事故的搶險救援過程，對搶救過程中先后采取的9項措施進行了迅速準確的分析論證，確保了救援措施實施的有效性和安全性。此次井筒潰沙事故的成功救援，為類似事故的處理積累了寶貴的經(jīng)驗。

風井;潰沙;救援;風硐

1 工程概況

新風井工程是開灤林南倉礦業(yè)分公司礦井通風系統(tǒng)改造的單項工程，于2009年11月19日開挖。該工程建設方為開灤林南倉礦業(yè)分公司，施工單位為中煤公司第63工程處。工程于2009年采用公開招標方式，中煤63工程處中標，該工程處施工資質(zhì)為礦山工程特級，營業(yè)執(zhí)照、安全生產(chǎn)許可證等證照齊全。

新風井位于林南倉礦工業(yè)廣場內(nèi)，井筒設計深度676 m，上口標高+6.6 m，下口標高-645.0 m，沖積層厚度178 m。井筒直徑6.5 m，采用鋼筋混凝土支護。其中:沖積層段采用雙層鋼筋混凝土澆筑，厚度1000 mm;基巖段采用混凝土澆筑(揭煤段采用雙層鋼筋混凝土澆筑)，厚度600 mm。自上口向下9.2 m位置預留風硐出口，風硐口凈寬為4.2 m，凈高為3.5 m，施工長度為1.1 m，采用0.5 m擋墻和16 mm厚鋼板聯(lián)合封堵。

事故發(fā)生時該工程已施工475.6 m。其中井筒沖積層段241 m，采用凍結法施工，目前正進入基巖段施工234.6 m處。

具體情況見圖1、2。

2 事故經(jīng)過與救援措施分析

2.1 事故發(fā)生經(jīng)過

2010年10月11日14∶15，中煤63處林南倉項目部-650新風井工程施工至475.6 m，鎖口部位風硐預留口突然涌沙。事故當班為出渣班，井筒內(nèi)有7人，預計初期涌沙量在180m3左右，參見圖3。

圖1 風井上口俯視圖

圖2 潰沙位置圖

14∶17，救護隊接到調(diào)度室事故電話后，立即組織兩個小隊帶齊裝備乘車趕到事故發(fā)生地點，經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)泥沙是從風硐口向外涌出。事故發(fā)生后，中煤公司63處、礦黨政領導及各級相關領導、救護隊、機電科、醫(yī)院等部門組成了搶險指揮部，進行協(xié)同搶救作戰(zhàn)。

圖3 事故開始時人員分布圖

2.2 救援措施分析

2.2.1 措施一、直接救人

14∶25，經(jīng)搶險指揮部研究決定:人員乘罐下去，直接救人。

14∶28，人員乘罐下行，當罐籠下行到80m左右時，乘罐人員打上行信號。人員上來后，首先發(fā)現(xiàn)罐籠里面已經(jīng)有70%的空間被泥沙灌滿。同時，救援人員反饋，涌沙速度和打擊力過大，人員承受不了。

參見表1。

表1 自由落體垂直方向相關參數(shù)表

說明:此表數(shù)值是在g取10 m/s2，無井筒碰撞摩擦的情況下計算出來的，僅供參考。

結論:此措施暫時不可行。

2.2.2 措施二、封堵泥沙

14∶45，搶險指揮部提出:第一是想方設法封堵泥沙;第二是嘗試和被困人員取得聯(lián)系;第三是為罐籠加蓋，為繼續(xù)直接救人爭取條件。

經(jīng)過研究，認為封堵泥沙有兩個方法:方法一，人通過安全出口進入，繞行至風硐口坍塌處，進行人工下木料、鐵料進行插背風硐口，然后用水泥封堵;方法二，在坍塌處的上方，貼近井筒處開一個1 m*1m的孔，人通過軟梯下去進行插背風硐口。

結論:經(jīng)過現(xiàn)場分析研究，搶險指揮部認為方法一操作人員所站的部位也有坍塌的可能性，且料太長不易操作，水泥堆積太多使該側井筒承受過大的壓力，有造成井筒壁被破壞的可能，從而造成事故擴大;方法二，中煤公司領導認為:人懸空后，各種操作都困難，危險性較大。

結論:此措施認為亦不可行。

2.2.3 措施三、與被困人員取得直接聯(lián)系

14∶50，機運隊取來對講機，將對講機和一盞礦燈一同通過細鋼絲系到井筒。

14∶55，通過對講機從井下傳來信號，繼而信號中斷，將鋼絲繩提上來后發(fā)現(xiàn)對講機和礦燈已經(jīng)全部落到井筒底部。

結論:由于備用的對講機數(shù)量不足，該措施不易實現(xiàn)。

2.2.4 措施四、為罐籠加蓋

為罐籠加裝一個上蓋，防止救援人員乘罐下去的時候直接受到泥沙的沖擊，確保救援人員的安全。在措施二和措施三執(zhí)行的過程中，措施四就在積極準備中。

15∶15，切割所用的設備到位，切割工開始按照罐籠口的大小切割鐵板。

結論:救援實踐證明，此措施在營救的過程中起到了至關重要的作用。

2.2.5 措施五、加固地表

15∶15，救援人員通過安全出口進入，發(fā)現(xiàn)坍塌越來越大，在安全出口里面已經(jīng)可以看到外面的光線，因此，立即組織救援人員撤離安全出口，在安全出口處設置了警戒線。

在坍塌受影響的地面鋪設6 m長的鐵管，在鐵管上鋪設木料，并捆綁結實，截至到15∶30，已經(jīng)鋪設完成，形成了一條安全行人的通道。同時，停止了井筒附近50 m范圍內(nèi)所有車輛的動作。

結論:此措施實用有效，有效的防止了坍塌造成的人員墜落問題。

2.2.6 措施六、照明準備夜戰(zhàn)

16∶00，機運隊取來照明設施，并開始安裝。結論:對于長時間救災來說，此措施必不可少。

2.2.7 措施七、空罐救人

16∶10，井下傳來信號，由于罐籠蓋尚未做好，因此指揮部決定采取空罐下行救人的措施。

16∶12，罐籠下行救人。由于井下長時間沒有信號傳來，指揮部決定提升罐籠。

16∶23，罐籠升到井口，發(fā)現(xiàn)里面全是泥沙，沒有人。

16∶25，井下又傳來信號，于是罐籠再次下行。同樣，由于長時間沒有信號傳上來，指揮部決定提升罐籠。16∶40，罐籠升到井口，1名被困人員升井被救。

經(jīng)過詢問得知，所有人員全部在二道盤，無人員受傷。罐籠口被鐵料擋住，其他人員上不來，且泥沙水位距離人員還有1.5 m。升井人員能上來的原因是他本人身體瘦小、年輕、動作敏捷。

搶險指揮部立即找來專業(yè)人員測定最大營救剩余時間。專業(yè)人員目測潰沙量最大不超過0.01 m3/s，經(jīng)過計算，最大營救剩余時間為82分鐘，最好截止到18點將人員全部營救上來。超過這個時間，剩余的6人的生命將受到嚴重的威脅。到此時，人們稍微放下的心又被提了上來。

有效營救時間開始倒計時，見表2。

結論:采取空罐救人的措施能夠有效的增加被困人員的獲救可能性。這個措施的實施，使搶險指揮部了解了井下的情況，為正確采取下一步的措施奠定了基礎。

2.2.8 措施八、切割流水孔

16∶45，搶險指揮部要求取來氣割設備，對罐籠底部和中部切割兩個流水孔。16∶55，氣割設備到達指定地點(罐籠附近)。17∶20，兩個流水孔切割完成。此時的有效營救時間只剩下最后40分鐘。

結論:切割流水孔也是必不可少的措施之一，防止了泥沙灌滿罐籠，提高人員的安全性。

2.2.9 措施九、救人

17∶30，4名人員攜帶切割設備已到罐籠中，且罐籠已經(jīng)加好蓋，開始下行。到達一道盤后，4名人員合力將鐵料搬走，6名被困人員被轉移到罐籠中。

17∶50，井下傳來信號，要求提升。

17∶55，6名人員全部升井獲救。被救護車移送到醫(yī)院進行觀察治療。

此時距離18點已經(jīng)不足5分鐘，人們的心徹底放了下來。經(jīng)過詢問，泥沙水面距離二道盤已經(jīng)不足100 mm，也就是說再過幾分鐘，泥沙水面將漫過二道盤，被困人員的生命就會受到嚴重威脅。

3 事故原因分析

3.1 直接原因

表2 有效營救時間倒計時

風硐口擋墻強度不夠，致使含水沙層突然潰入井筒，是造成這起事故的直接原因。

3.2 間接原因

1)對地下水位變化情況掌握不及時(根據(jù)地質(zhì)報告提供的靜水位標高為-3.7m，在風硐口以下;今年入夏以來，唐山地區(qū)降水較多，靜水位標高為±0m，超過風硐口上水平)，忽視了水位上升對施工產(chǎn)生的影響。

2)風硐口擋墻設計時雖然考慮到凍結段解凍后壓力的變化，但是沒有考慮到水位變化因素，只是按照常規(guī)方法施工。致使靜水位上升后，受各種壓力疊加作用，將擋墻沖垮。

3)施工過程中，對風硐口擋墻處觀察不細，沒有及時發(fā)現(xiàn)涌水量變化等異常情況。

4 事故應該吸取的技術方面的經(jīng)驗教訓

1)在施工組織設計編制過程中，應充分考慮當?shù)厮牡刭|(zhì)、氣候等情況，提高支護強度。

2)施工過程中，要密切觀測水文地質(zhì)及當?shù)靥鞖庾兓闆r，并及時修訂施工方案。

3)加強日常施工培訓教育，提高施工人員對施工風險的判斷分析能力。

4)加強施工過程中的動態(tài)檢查，特別是對井筒施工過程中各種預留孔洞的動態(tài)檢查，建立孔洞檢查觀測記錄，及時進行分析，防患于未然。

5)甲方、乙方、監(jiān)理三方共同研究制定井筒恢復方案，確保井筒恢復期間不再發(fā)生次生災害;

6)立即開展全方位的安全大檢查，從施工設備、井口環(huán)境、安全設施到現(xiàn)場落實等，不留死角。發(fā)現(xiàn)問題，積極整改，確保井筒后期施工安全。

5 事故營救過程中的經(jīng)驗總結

1)井筒潰沙事故的救援工作要沉著冷靜，采取的措施要經(jīng)過嚴格論證，防止災害擴大。

2)后勤保障要充足。例如照明、救護車、各種搶險的器材裝備等。

3)建議救護中隊需要配備至少3套對講機。

4)注意地面塌陷的變化，隨時進行加固。

5)提升裝置要加蓋，最好能夠側面進人。

6)建議救援基地配備如下裝備:大型吊裝車輛，并懸掛可以側面進人的小型罐籠;高揚程排泥沙泵;潛水設備;配備水底焊接、切割裝備及相關專業(yè)人員。

［1］ 國家煤礦安全監(jiān)察局.全國煤礦特大事故案例選編.北京:煤炭工業(yè)出版社，2000

［2］ 國家煤礦安全監(jiān)察局.搶險救災.徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2002

［3］ 張武.中國煤炭工業(yè)百科全書(安全卷).北京:煤炭工業(yè)出版社，2001

［4］ 李學誠.中國煤礦安全大全［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，1998

［5］ 王道清.礦井領導違章指揮造成救護隊自身傷亡的案例分析及其防范措施的研究［J］.礦山救護，2000，(12):15

Discussion on the handling and rescuing measures of sand-inrush accident of wellhole

MA Zhanlong

(The Rescuing Squadron of Linnancang Mining Company of Kailuan Group，Tangshan Hebei064106)

The rescuing process of sand-inrush accident，which happened in the new air shaft of Kailuan Linnancang Mine on October 11，2010，is discussed.With the prompt and acurate analysis and demostration of the 9 measures taken successively during the rescuing process，the effectiveness and safty of the rescuing measures are guaranteed.The successful rescuing of this sand-inrush accident of wellhole accumulates great experience of similar accidents.

air shaft;sand-inrush;rescuing;fan drift

TD77+1

A

1672-7169(2012)03-0039-04

2012-05-23

馬占龍(1977-)，男，河北廊坊人，大學畢業(yè)，工程師，開灤林南倉礦業(yè)分公司救護中隊長。