煤礦水害事故救援能力發展過程及主要影響因素分析

丁發超

摘 要：為提升煤礦水害事故救援能力，快速集結救援力量，控制受災范圍，搶救被困人員，有效處置煤礦水害事故。通過分析貴州省煤礦生產條件、水害類型及事故特點、救援能力發展過程，探索出影響煤礦水害事故救援能力提升的主要因素，提出了今后改進方向，為進一步提升水害事故救援能力提供參考與借鑒。

關鍵詞：煤礦水害；救援能力；發展過程；影響因素

中圖分類號：TD745 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）16-0205-03

貴州是我國南方最大的產煤省份，有“西南煤海”之稱，煤炭資源儲量居全國第5位[1]，探明煤炭資源2588億噸，保有儲量589.16億噸，近年生產能力1.5億噸左右。煤層賦存條件復雜，斷層多，屬典型的卡斯特地貌，黔北煤田和黔東煤田等受巖溶水威脅較大的地區[2]，無證煤礦和有證小型煤礦的關閉退出，廢棄的井巷及采空區積存大量老空水，水害類型主要有地表水、老空水、巖溶水、斷層水、勘探鉆孔水等。復雜和極復雜煤礦是全國最多的省份，在全國905處水文地質類型復雜和極復雜煤礦中，貴州省有112處，占全國12.04%[3]。05-16年發生水害事故103起，死亡325人，占總起數和死亡人數的4.6%和9.7%，其中：老空水事故起數和死亡人數分別占水害事故的98%、90%；巖溶水和地表水灌入井下導致的事故時有發生；水害事故基本發生在30萬t以下小井；較大水害事故居瓦斯事故之后排二位；隨著開采深度的增加，水害威脅將更加嚴重。水害事故發生后，大量積水淹沒井下巷道，系統遭到破壞，井巷垮塌、人員被困，救援要求緊，救援難度大，救援時間長。

1 煤礦水害事故救援能力分析

煤礦水害事故救援能力是煤礦發生透水事故后，煤礦企業和各級政府救援機制運行，應急響應速度，救援物資和救援力量集結，實施救援行為的有效性體現。

根據貴州省煤礦開采水平及水害事故救援狀況，大致可將水害事故救援能力發展分為三個階段。

1.1 救援能力弱階段

05年前，救援體制機制尚未形成，救援只是發生事故后采取的臨時性緊急措施，救援能力弱。主要體現：煤礦規模小，無供電系統或供電系統容量小，排水系統能力弱；十多支礦山救護隊沒有水害救援能力；無應急排水準備；受供電、井口斷面等條件限制，調集的水泵多數無法投入使用；沒有專業的排水救援隊伍，設備安設速度慢，運行經常出問題；多數突水量或補給水稍大的水害事故最終只能無奈的放棄救援。

在04年思南縣天池煤礦“12.12”巖溶水害事故36人被困救援中，礦井涌水量約110m3/h，煤礦安設6臺小型潛水泵、指揮部從都勻水泵廠調運6臺水泵安設三趟排水系統，形成90m3/h排水能力，水位仍在上漲，從四川省煤礦搶險排水站調運2臺150m3/h大流量的窩殼泵后，經32天全力救援，救出21名遇難礦工遺體，15名礦工仍未救出。本次事故救援，充分暴露貴州省煤礦水害事故救援裝備和物資保障能力極為薄弱的狀況，省委省政府高度重視，決定啟動應急排水裝備的儲備工作。

1.2 救援能力提高階段

06-10年，經各級政府及有關部門共同努力，煤礦水害事故救援能力得到提高。主要體現：以人為本，安全施救理念逐步形成；出臺《突發事件應對法》等法律法規，省、市、重點產煤縣安全監管部門設立應急救援機構；建立橫向到邊縱向到底應急預案體系；按照“統一領導、分級負責、條塊結合、屬地為主”的原則，形成響應快速，組織有力，各方聯動的應急救援機制；礦山救護隊達36支，救護隊能力大幅提高；05年、07年、08年省財政投入400萬元、1030萬元、1000萬元購置了QXN100-66-30、BQS100-100-55KWY、Q550-225/6-560/W-GS、BQS-200-120-140潛水泵、DN200X6000玻璃鋼排水管、DN100消防水龍帶等裝備，儲備在11處物資儲備點；投入1900萬元依托林東救護大隊建設省級應急救援基地，并成立“林東救護大隊搶險排水特勤中隊”，配備專職指戰員14人；煤礦企業排水、供電能力明顯增強，每處煤礦至少安設一趟DN150排水管，相當一部分煤礦儲備流量50-100m3/h、揚程50-100m潛水泵，部分水文類型復雜以上煤礦配備流量200-300m3/h，揚程150-300m的應急排水系統。形成了以省級應急救援基地為中心，10處儲備點為重點，煤礦企業為補充的煤礦水害救援力量快速投入體系，在煤礦水害事故多發時期，水害事故基本得到成功處置。

在09年晴隆縣新橋煤礦“6.17”透水事故16人被困救援中，政府及有關部門響應及時，在救援時間遠遠超過“生命極限指標”情況下，仍然不拋棄、不放棄，想盡千方百計、調動一切資源、克服一切困難，爭分奪秒，全力以赴組織搶救，先后調集BQ（W）100-108/3-45、QXN100-66-30等水泵30余臺，DN200X6000礦用輕型玻璃鋼排水管、DN100型消防水龍帶等排水管2000多米，MYP3×50+1×16電纜2000多米，開關若干投入救援。克服巷道斷面小，電網停電16次、下暴雨22次等重重困難，經過25天奮力施救，被困604小時的3名礦工成功獲救生還，創造了中國煤礦救援史上的又一奇跡。

1.3 救援能力增強階段

2011年后，應急處置能力是國家治理能力的重要組成部分的論斷，把應急救援工作提到新的高度，水害事故救援能力全面增強，主要體現：生命至上，科學施救理念深入人心；《安全生產法》等法律法規修改大幅增加應急救援內容；應急預案進一步優化，針對性、適用性、可操作性得到增強；領導趕赴現場、指揮部成立、指揮長及相應的職責、現場處置措施等更明確、更具體，事故救援機制更加完善，響應更迅速，組織更得力；部分私營煤炭公司組建了救護隊，救護隊最多時達56支，救護指戰員2500余名，黔西南州救護隊等10余支救護隊根據服務的煤礦水害情況配備了相應排水裝備；11年、12年省財政投入500萬元、1000萬元購置BQW100-136-75、BQS200-200/2-200/N潛水泵、PE100排水管、DN100-150×6000高壓鋼絲編織軟管（帶K型）等排水物資；連續多年組織救護大隊進行排水演練，提高對潛水泵和排水管的熟練操作程度；企業安全生產責任體系進一步落實，煤炭公司、煤礦建立應急救援機構，配備專兼職應急管理人員，應急培訓、應急演練得到加強，從業人員應急知識大幅提高，隨著煤礦機械化、自動化、智能化的推進，煤礦供電、排水保障能力增強，水文地質條件復雜和極復雜的30余處新投產煤礦配備了流量200-400m3/h，管徑200-300m的潛水泵應急排水系統。

此期發生的13起水害事故得到快速、有效的處置，并在13年甕安運達煤礦“4.5”水害事故9人被困救援中，經58小時奮戰，成功救出3人生還，在16年水城縣弘財煤礦”7.3“水害事故6人被困救援中，經38小時奮戰，成功救出3人生還。

2 煤礦水害事故救援能力的主要影響因素

通過分析，影響煤礦水害事故救援能力的因素有應急救援理念、應急機構及人員配備、應急響應及救援機制、排水裝備、礦山救護隊伍救援能力、煤礦企業供電排水系統等方方面面，但主要影響是排水裝備、救援隊伍能力和科學救援等技術性因素。

2.1 排水裝備是基礎

2.1.1 配備潛水泵和排水管等排水裝備

05-12年，省財政共投入3930萬元，購置各類型潛水泵204臺、排水管35385m、電纜24500m、開關啟動器185臺、排水裝備車10臺等。應急排水裝備的配備，為水害事故救援能力的形成、提高、增強打下了堅實基礎。

2.1.2 改進潛水泵和排水管

水害事故救援中，排水裝備暴露的主要問題：一是巷道條件差，大型排水裝備入井、安裝、移泵困難；二是開采深度加大，超過小型潛水泵單臺揚程；三是部分礦井水質酸性大；四是排水管用法蘭盤聯結，安設困難；五是潛水泵一次入水垂深小，移泵頻繁，嚴重影響排水進度；六是排水巷道存在雜物或垮塌，需邊清理邊移泵。根據貴州實際，提出改進潛水泵和排水管的具體技術要求，經與潛水泵生產企業合作，12年生產了改進后的潛水泵、高壓鋼絲編織軟管（帶K型），其主要特點：一是潛水泵可以水平、傾斜和豎直安裝使用；二是具備排沙、耐磨、泵體強度高等安全技術性能；三是潛水泵與電動機采用同軸傳動方式，泵體及主要零部件（葉輪、導葉、導流殼等）材質能適應PH=3～10的酸性礦井水；四是潛水泵配套電動機為干式防爆電機，串聯使用時不用先注水；五是潛水泵為頂部軸向出水，底部吸水，吸水端可拆卸，有可連接水管的吸水底蓋，吸水底蓋與排水管相連后，進而連接到另一臺潛水泵的出水端；六是潛水泵電動機的引出電纜滿足380V/660V或者660V/1140V兩種電壓等級，自帶電纜加長至30m，可減少移泵次數；七是高壓鋼絲編織軟管兩端帶高效密封快速接頭，裝拆方便，適應起伏轉彎巷道，轉彎時有效斷面變化小；八是潛水泵和排水管同比體積小、重量輕、質量可靠，經久耐用。如圖1所示：

改進后的潛水泵和排水管，在云南下海子煤礦等多起省內外較大水害事故救援中發揮了重要作用，得到國家應急救援中心及省政府領導的充分肯定。

2.2 救護隊水害救援能力是保障

按照情景貼近實際、方案計算精準、操作快速有序、點評不留情面的總體要求，連續多年組織八支救護大隊到省級救援基地進行排水演練，救護隊水害事故救援能力增強。每支參演隊伍模擬實戰設置演練情景，抽簽后1號隊演練，采用2號隊的演練情景、事故礦井基本參數及人員存在條件等，設計最佳排水系統、需要的潛水泵、電纜及排水管型號、數量、排水裝備調運等演練方案，按照方案進行演練操作，3號隊對演練情景、演練方案設計、實際操作進行全面點評，其余依次類推。通過演練，各救護大隊熟練掌握排水設備的調運、安裝等操作方法；形成了單臺潛水泵排水、兩臺潛水泵串聯排水、兩臺潛水泵并聯排水、一臺或二臺喂水泵向主潛水泵供水排水、同一巷道安設二套潛水泵排水系統等多種組合排水方式。如圖2、3所示。

針對影響現場排水進度的架子車與煤礦絞車聯結、不同直徑兩通及三通水管變頭等影響安設速度問題，不斷改進并加工足夠數量的非標件，平時做好充分準備。

2.3 精準判斷、科學施救是關鍵

平時在應急平臺上存儲應急救援專家庫，煤礦開拓方式、開采垂深、正常涌水量、最大涌水量、水泵能力、排水管管徑及趟數、水質等水害救援參數。發生透水事故后，受召請救護隊通過詢問事故情況和存儲的救援參數，及時計算并調集相應的排水裝備趕赴現場。充分發揮煤礦管理人員、工程技術人員、工人及從事故現場逃出人員、應急救援專家的作用，迅速收集查閱相關圖紙資料，了解和分析水源、突水點、水質、涌水量、突水后水位標高、水泵房受威脅情況、影響范圍、事故前人員分布、礦井具有生存條件的地點及其進人的通道及所在地點的空間、氧氣、瓦斯濃度、救出被困人員所需的大致時間等確定救援方案。水害威脅水泵安全且水位不斷上升，首先要采取措施全力保護水泵安全；老空水若呈強酸性，要調集耐酸泵；地表水，首先切截斷流入礦井的水源，同時安裝水泵進行排水；底板巖溶水，應進行注骨料、注漿堵水，切斷突水通道或隔離突水水源，適時開展排水；有條件時，可在井下積水最深的地點對應地面位置打大孔徑鉆孔裝泵進行排水，或在相鄰溝通的礦井、廢棄井筒裝泵排水[4]。對井下有被困人員，可考慮施工地面救生孔和井下打鉆或掘小巷，給被困人員輸送食物和氧氣或直接將其救出。如果被困人員低于透水后水位時，則禁止打鉆，防止溝通上部積水和泄壓破壞礦工生存的空氣柱。如圖4所示：

16年7月3日4時，水城縣弘財煤礦1301掘進回風巷發生水害事故，6人被困，透水量約5412m3，弘財煤礦、當地政府及有關部門立即啟動預案，組織安設三趟BQW100/25排水泵與DN80鋼管排水，由于水泵故障頻發，鋼管采用法蘭盤聯結，平均排水能力僅100m3/h左右，排水進度緩慢，貴州煤監局領導到達事故現場后，認真查看圖紙，詳細詢問煤礦有關人員，發現1301回風巷內有一段起伏不平，兩端最低點頂板標高為+1866.914m、+1866.216m，中間最高點標高+1867.872m，最高點與右最低點相差0.958m，此處可能形成氣泡，被困人員有進入氣泡生存的可能。按O2、CO2消耗估算，6人進入氣泡生存的最短時間49h，同時，還應考慮有毒有害氣體涌出、食物斷絕等多方面因素確定救援時間。

判斷有人生存的可能后，救援緊迫性突顯出來，指揮部立即調整方案，迅速從省級救援基地調集流量200m3/h潛水泵和DN150快速接頭鋼絲編織帶軟管等前往支援，迅速形成200m3/h的排水能力。經過38小時全力搶救，成功救出拱背氣泡內3名被困人員生還，再次創造了救援史上的奇跡。

3 改進方向

（1）研發新排水裝備。研制新材料、新工藝，生產高揚程、大流量、體積小重量輕、入水深的潛水泵、電纜、接線盒和高壓大直徑快速接頭排水軟管等配套設備。（2）儲備新排水裝備。儲備300-500m3/h流量，揚程250-500m的潛水泵，直徑DN200-350排水軟管，用于靜態水救援，儲備流量500-1000m3/h，揚程300-500m深水潛水泵，用于救援和攔截下水平巖溶水，并配備救生鉆機、注漿堵水等裝備。水文地質條件復雜以上煤礦，井底車場或井下中央泵房附近應安裝配備能夠抵御災害水量的潛水泵排水系統[2]。（3）建立經費保障制度。把儲備排水裝備基地從事排水的救護人員工資、維護保養、演習演練費用納入財政預算，充分體現儲備排水裝備救援水害事故的公益性，克服重配備，輕保養思想，確保裝備處于完好狀態。（4）建立地下排水演練系統。定期組織受水害威脅的煤礦、救援隊，開展水害事故應急救援排水知識培訓、交流與演練，確保隊伍的戰斗力和裝備安全可靠[5]。（5）完善應急救援平臺、安全云功能，及時更新