2018年5月14日11时53分，河南焦煤能源有限公司中马村矿（以下简称“中马村矿”）39061切眼（下段）掘进工作面发生一起煤与瓦斯突出（以下简称“突出”）事故，突出煤量77.28t，涌出瓦斯量5961m3，吨煤瓦斯涌出量77.13m3/t。事故共造成4人遇难。
受事故调查组委托，专家组对本次事故原因进行技术分析。专家组通过查阅矿井相关图纸、资料、记录、台账，询问相关人员，并进行现场勘查，参考事故抢险救援资料，形成以下事故原因分析。
一、矿井概况
中马村矿由前苏联列宁格勒设计院设计，1955年9月开工建设，1970年7月投产。设计生产能力60万吨/a，核定生产能力115万吨/a，矿井走向长10km，倾向宽1.69km，井田面积约17.12km²。
矿井开拓方式为立井单水平上下山开拓。由于西翼水文地质条件极其复杂，矿井从投产至今开采活动全部集中在东翼，为单翼开采矿井。矿井主采煤层为山西组二l煤，煤厚0.10～13.53m，平均4.90m。
矿井为煤与瓦斯突出矿井，原始瓦斯压力0.29～1.3MPa，原始瓦斯含量2.94～36.65m3/t，煤层透气性系数为1.08m2/MPa2.d。绝对瓦斯涌出量48.62m3/min，相对瓦斯涌出量为29.71m3/t。煤层为三类不易自燃煤层，煤尘无爆炸危险。
矿井通风系统。中马村矿井通风方式为混合抽出式通风，四个进风井，即主井、副井、罗庄西风井和23潜排孔；两个回风井，即北风井和罗庄东风井。
采区为分区式通风，采区上（下）山均布置三条，即：轨道巷、皮带巷、回风巷。其中轨道、皮带上（下）山进风，回风上（下）山回风。各采区均采用分区通风，采掘工作面均为独立通风。
北风井安装两台沈阳鼓风机厂生产的2K56-1H№2.4型轴流式主要通风机，一台工作，一台备用，目前2#风机运转，风叶角度20゜，工作风量3276m3/min,排风量3126m3/min,电机功率为500kW，输入功率178kW，输出功率169kW，静压1764Pa。罗庄东风井安装两台上海鼓风机厂生产的GAF25-12.5-1GZ型轴流式主要通风机，一台工作，一台备用，目前2#风机运转，风叶角度-10゜，工作风量8340m3/min, 排风量7974m3/min, 电机功率为750kW，输入功率410kW，输出功率390kW，静压2235Pa。矿井总进风量10783m3/min，总回风量11100m3/min，矿井有效风量率93.91%。
瓦斯抽采系统。1981年在罗庄工业广场建一座地面瓦斯抽采泵站，2011年对罗庄抽采泵站进行改造。目前瓦斯泵站安装4台瓦斯抽采泵,2台2BEC42型，最大气量128m3/min，转速390r/min，极限压力160HPa，功率160kW，2台2BEC60泵，最大气量300m3/min，转速350r/min，极限压力160HPa，功率400kW。2台工作，2台备用；井下27采区干管为Φ500mm，29采区干管为Φ700mm。
监测监控系统。矿井装备KJ101N安全监测监控系统，安设KJ101N-F2型监控分站45台、KJ101N-F1型监控分站2台、高低浓度甲烷传感器97个、温度传感器21个、风速传感器23个、风向传感器12个、一氧化碳传感器25个。
人员位置监测系统。矿井装备KJ251A型矿用人员位置监测系统，全矿井上、下共安装17个读卡分站，并在人员各个出入井口、重点区域出入口、限制区域、紧急避险设施入口和出口等地点安装读卡器88台，下井人员按规定佩戴识别卡。
二、事故地点概况
（一）事故区域概况
中马村矿39061切眼掘进工作面，位于39采区西翼中部，北为39061回风巷，南为39061运输巷，西临张天河新村保护煤柱，东到39061工作面，面长127.8m。该39061切眼工作面所在区域总体呈单斜构造，产状为N55~65°E/SE∠8~12°，地质构造简单，煤层厚度3.9~4.4m，平均4.2m。39061切眼沿煤层顶板掘进。39061切眼原始瓦斯含量15.35m3/t，原始瓦斯压力0.9MPa。
39061切眼地质综合柱状图见图1，煤层特征情况及瓦斯地质特征参数见表1，煤层顶底板情况见表2。
图1 39061切眼地质综合柱状图
表1 煤层特征情况及瓦斯地质特征参数表
指 标 | 单 位 | 参 数 | 备 注 |
煤层厚度（最大～最小／平均） | m | （4.4—3.9）/4.2 | |
煤层倾角（最大～最小／平均） | （°） | （12°—8°/10°） | |
煤层硬度 | f | 0.5—1.5 | |
煤层层理（发育程度） | 不发育 | ||
煤层节理（发育程度） | 不发育 | ||
煤层原始瓦斯含量 | m³/t | 15.35 | |
煤层残余瓦斯含量 | m³/t | 2.82-5.85 | |
煤层埋深 | M | 451—471 | |
煤层残余瓦斯压力 | MPa | 0.1 | |
自然发火期 | d | 煤层不自然 | |
煤尘爆炸指数 | （%） | 煤尘无爆炸性 |
表2 煤层顶底板情况表
名称 | 岩石名称 | 厚度（m） | 岩性特征 | |
顶板 | 老顶 | 砂岩 | 7.23～11.59 | 灰黑色、细粒、厚层状 |
直接顶 | 粉砂岩 | 0～4.06 | 灰黑色、层状、较致密 | |
伪顶 | 泥岩 | 0～0.5 | 灰黑色、含云母片及植物化石 | |
煤层 | 二1煤 | 3.9～4.4 | 黑色，上部为块状、下部为粉末状。 | |
底板 | 直接底 | 泥岩 | 5.43－6.94 | 灰黑色，黑色，质软，疏松片状，含云母植物化石。 |
39061切眼工作面位于39采区西翼中部，标高-330.8～-353.2m，切眼长度127.8m，设计采用锚索网支护。采用放炮掘进，炸药为三级煤矿许用，规格为φ32×200mm，重200g；规格为毫秒延期电，延期时间不超过130毫秒，发爆器选用FD-200型隔爆电容式发爆器起爆。正向装药结构，全断面一次起爆。联线方式为串联。炮眼深0.9m，每茬炮眼数28个，装药量6.8kg。实际共施工炮眼10个，炮眼深0.9m，共装药1.0kg。
截止事故发生时，切眼从上向下已施工44m，从下向上已施工29.3m，剩余54.5m，施工采用压入式通风，各安装两台2×30kw局部通风机，一台工作，一台备用，切眼（上段）掘进回风量312m3/min，回风流瓦斯浓度0.43%，掘进期间风排瓦斯量1.34m3/min。切眼（下段）掘进回风量423m3/min，回风流瓦斯浓度0.31%，掘进期间风排瓦斯量1.31m3/min。
（二）防突措施情况
矿井按照规范制定了区域综合防突措施，采用底板巷穿层钻孔、顺层钻孔区域预抽，直接测定残余瓦斯压力、残余瓦斯含量进行区域措施效果检验，采用三指标法（瓦斯涌出初速度q、钻屑量S、解析量△h2，临界值分别为5L/min、6kg/m、200Pa）循环预测防突措施。
（1）区域综合防突措施设计及施工情况
根据《河南能源焦煤公司中马村矿39061工作面区域防突措施设计方案》、《39061切眼区域防突措施效果检验及瓦斯抽采达标评判报告》，事故地点位于39061切眼评判区域（评价单元长127.8m，已施工73.3m）。39061运输底抽巷距二1煤层底板最小法距9m，内错39061运输巷4m。39061切眼段未施工底板巷。
区域预抽钻孔设计。在39061运输底抽巷端头设计施工穿层钻孔预抽39061切眼（下段）（60m）煤层瓦斯，设计30组，共234个孔，工程量7297m；在39061风巷下帮设计施工顺层钻孔预抽切眼（上段）（80m）煤层瓦斯，设计每1.2m施工1组，1组2个，上下排布置，上下排间距0.6m,共83个钻孔，工程量5384m。预抽钻孔孔径94mm，钻孔控制巷道轮廓线外不小于20m。
区域预抽钻孔施工抽采。39061切眼（下段）（60m）区域预抽穿层钻孔于2016年11月7日~2017年1月14日施工，共施工穿层钻孔234个，最大孔底间距4.3m,工程量7344m。实际施工钻孔孔径94mm，钻孔实际控制巷道西帮29m，东帮22m。抽采时间为2016年11月8日~ 2018年1月25日，共抽出瓦斯量为40.6万m³，预抽率63%，差异系数20%。实测煤层残余瓦斯含量最大值4.47m3/t，间接计算残余瓦斯含量5.26m3/t，均小于6m3/t；实测煤层残余瓦斯压力为0.1MPa，计算煤层最大残余瓦斯压力为0.23MPa，均小于0.6MPa。
39061切眼（上段）（80m）区域预抽顺层钻孔于2017年6月5日~2017年6月25日施工，共施工顺层钻孔83个，最大孔底间距1.2m,工程量5395m。实际施工钻孔孔径94mm，钻孔实际控制巷道西帮21m，东帮25m。抽采时间为2017年6月5日~ 2018年1月25日，共抽出瓦斯量为28万m³，预抽率65.7%，差异系数9%。实测煤层残余瓦斯含量最大值为5.85m3/t，间接计算残余瓦斯含量5.66m3/t，均小于6m3/t；实测煤层残余瓦斯压力为0.1MPa，计算煤层最大残余瓦斯压力为0.38MPa，均小于0.6MPa。39061切眼区域预抽钻孔竣工图见图2。
区域综合防突措施存在的问题：
中马村矿2001年5月16日12时25分，27011回风发生一次突出事故，突出煤量900t，突出瓦斯量92797m3，39061切眼（上段）采用顺层钻孔预抽消突，不符合《煤矿安全规程》第210条规定。
图2 39061切眼区域预抽钻孔竣工图
（2）工作面瓦斯治理专项措施
根据《39061工作面切眼施工抽采钻孔安全技术措施》，为降低39061工作面切眼掘进期间的瓦斯涌出量，防止瓦斯超限，在39061切眼（下段）（距运输巷26m）已施工一轮抽采钻孔，共施工钻孔11个，控制两帮各15m。39061切眼（下段）措施孔竣工图见图3。39061切眼（下段）预测指标统计见表3。
图3 39061切眼下段措施孔竣工图见
39061切眼（上段）迎头实见煤厚达8m，煤厚变化异常，切眼（下段）实见煤厚4.5m，切眼（下段）向前煤层赋存有变厚趋势，具体见图4。
图4 39061切眼地质素描图
表3 39061切眼（下段）预测指标统计（2018年4月15日～5月13日）
时间 | 效果检验结果 |
效检结论 | 允许进尺 （m） | ||||
通尺（m） | 检验孔 数（个） | Smax （kg/m） | q(L/min) | Δh2（Pa） | |||
2018.4.15 | 4.6 | 4 | 3.5 | 3.22 | 117.6 | 无突出危险性 | 5 |
2018.4.17 | 8.2 | 4 | 3.4 | 3.7 | 117.6 | 无突出危险性 | 6 |
2018.4.20 | 13.4 | 4 | 3.5 | 3.95 | 137.2 | 无突出危险性 | 4 |
2018.4.22 | 17 | 4 | 3.5 | 4.37 | 137.2 | 无突出危险性 | 4.5 |
2018.5.5 | 21 | 4 | 3.5 | 3.85 | 117.6 | 无突出危险性 | 5.6 |
2018.5.13 | 25.7 | 4 | 3.5 | 3.95 | 156.8 | 无突出危险性 | 5.6 |
注：中马村矿预测指标临界值：钻孔瓦斯渗出初速度q临界值为5L/min，钻屑量S临界值为6kg/m，Δh2临界值200Pa；通尺起点为39061运输巷。 |
三、事故抢险救援情况
2018年5月14日八点班,39061切眼（下段）掘进工作面掘一队当班出勤14人,区队安排本班掘进,共施工炮眼10个,孔深0.9m,总装药量1kg,装药完毕后该巷人员全部撤至风门外并于10时29分进行爆破,爆破后瓦检员观察监控站T1传感器瓦斯最大0.29%,人员在风门外爆破后等待34min，观察T1传感器无异常后，于11时03分开始进入切眼掘进工作面,瓦检员、班长、放炮员在检查过工作面确认无问题后，通知作业人员进入。 11时53分，事故发生前，迎头正在出煤、找顶、刷帮,突然涌出大量的煤、瓦斯，将迎头正在作业的戎泽金、杜少林、王庆林、屈陈生4名人员埋住。
12时09分救护大队接到焦煤公司调度室通知，12时10分出动，由大队长贾龙旺、助理调研员范进军带领2个小队（共18人），12时28分到达事故矿井，于13时48分到达39061运输巷风门外，在此处设立基地。经检查了解，风机运转正常，巷道内瓦斯浓度1.6%。
贾龙旺于13时55分带领一中队三小队共8人进入灾区。14时09分到达事故地点，经测定瓦斯浓度为2.7%，风筒出风口内堆积少量浮煤。用水浇洒突出煤体，将风筒内的浮煤清除后开始清煤，搜救遇难人员。15时28分发现1名（第一名）遇难人员（在巷道左帮，距迎头4米左右，头朝外，脸朝下伏地），16时26分,发现其余3名人员（距迎头5.4米巷道右侧，二人头朝外面朝下，另一人侧身头朝巷道右侧），4名遇难人员全部找到，随后将他们抬运升井，救援工作结束。事故遇难人员位置分布图见图5。事故详细救援过程见《焦煤集团中马村矿“5.14”煤与瓦斯压出事故救援报告》。
图5 事故遇难人员位置分布图
四、现场勘察情况
（一）勘察时间及路线
根据地面调查情况和井下实际条件，技术组和专家组制定了勘察方案和安全防范措施，于2018年5月17日9：00～12:00分两组对事故区域进行了现场勘察。勘察人员由事故调查组技术组、专家组、河南焦煤能源有限公司管理人员、中马村矿管理人员及救护队人员等组成。
第一组：39061切眼（下段）（事故现场）
勘察路线：地面→副井口→-160m井底车场→-160m水平运输大巷→29采区上车场→29采区轨道巷→39采区上车场→39轨道巷→39轨道第五车场→39061切眼（下段）→39轨道第五车场→39轨道巷→39采区上车场→29采区轨道巷→29采区上车场→-160m井底车场→副井→地面
第二组:39061运输底抽巷
勘察路线：地面→副井口→-160m井底车场→-160m水平运输大巷→29采区上车场→29采区轨道巷→39采区上车场→39轨道巷→39轨道第五车场→39061运输底抽巷→39轨道第五车场→39轨道巷→39采区上车场→29采区轨道巷→29采区上车场→-160m井底车场→副井→地面
（二）勘察情况
（1）第一组勘察：39061切眼（下段）
①巷道断面10.4m2，风速0.68m/s，风量423m3/min，回风瓦斯浓度0.31%。
②切眼（下段）、运输巷支护及安全设施完好。
③突出煤量覆盖巷道总长度9.4m，迎头向后8.7m范围堆积的煤量厚2.4～1.7m，距离迎头8.7~9.4m范围呈自然堆积状态，突出煤量77.28t。见图6、7。
④在运输巷内距离切眼11.8m处，711#（方位垂直巷帮，倾角+8度）顺层钻孔已施工1m。
（2）第二组勘察：39061运输底抽巷
①底抽巷断面8.8m2，风速0.62m/s，风量326m3/min，回风瓦斯浓度0.3%。
②底抽巷内布置一路管径300mm抽采管，在外口50m处安装在线监测自动计量装置，勘察时显示浓度19.06%,负压6.7kPa，混合流量7.11m3/min；现场采用瓦斯抽采综合参数测定仪实测浓度仅4.5%,负压1.4KPa，混合流量8.6m3/min，见图8；机械真空表显示负压仅为0.002MPa，见图9。
③距迎头向外约12m左右巷道内淤煤（打钻钻屑及冲孔煤粉）堆积，距顶板0.5m。
④距迎头12m处，巷道顶部实见一走向近似垂直巷道断层，落差0.4~0.6m，倾角约90度，见图10。
五、事故类型确定
（一）事故地点认定
根据现场勘察结果，39061切眼（下段）掘进工作面迎头右前方为突出点，没有明显突出孔洞，认定本次事故地点为39061切眼（下段）掘进工作面，突出煤层为二1煤层。
（二）事故时间认定
根据中马村矿KJ101N安全监测监控系统39061切眼（下段）掘进工作面T1甲烷传感器曲线，2018年5月14日11时53分，瓦斯浓度由正常值0.42%突然上升到57.18%，11时56分达到最大值85.98%，如图13所示，认定本次事故发生时间为2018年5月14日11时53分。
（三）事故类别确定
根据救护报告及事故现场勘察，此次事故具有如下特征：
（1）突出煤量覆盖巷道总长度9.4m，迎头向后8.7m范围堆积的煤量厚2.4～1.7m，距离迎头8.7~9.4m范围煤呈自然堆积状态，突出煤量77.28t，无分选现象。
（2）涌出瓦斯量5961m3，吨煤瓦斯涌出量77.13m3/t。
（3）巷道支护及巷道内设施未破坏。
（4）突出地点无明显孔洞。
综上所述，上述事故特征符合煤与瓦斯突出类型压出（煤的压出伴随瓦斯涌出）特征，该起事故为煤与瓦斯突出事故。
六、事故直接原因分析
经现场勘察、调查取证和查阅资料，本次事故的直接原因分析为：39061切眼剩余54.5m，应力集中，掘进方向煤层赋存有变厚趋势，受迎头找顶、刷帮扰动引起的炮后延期突出。
七、问题及建议
（一）问题
1.切眼上、下段打钻掘进交替作业，切眼剩余54.5m，应力集中，不符合《防治煤与瓦斯突出规定》第十九条第（四）款“在掘进工作面与被贯通巷道距离小于60m的作业期间，被贯通巷道内不得安排作业”的规定。
2.掩护切眼（下段）底板穿层钻孔，掘进期间未连续抽采，切眼掘进期间，周边煤体运移、解吸瓦斯不能及时抽采。
3.中马村矿2001年5月16日12时25分，27011回风发生一次突出事故，突出煤量900t，突出瓦斯量92797m3，39061切眼（上段）采用顺层钻孔预抽消突，不符合《煤矿安全规程》第210条规定。
（二）建议
1.39061切眼剩余段施工，必须重新评价合格，从切眼（上段）施工不少8个贯通钻孔，自上向下掘进贯通。
2.加强抽采计量管理，人工计量与自动计量定期比对、调校。
3.巷道恢复掘进期间，掩护切眼掘进抽采钻孔保持连续抽采。
4.在过突出地点时必须编制专项安全技术措施，加强支护。
5.加强对防突预测预报监督检查。
备注：中马村矿对提供的相关图纸、资料真实性负责。
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总监：魏成国 监制：赵武蔚 责编：贾红雨
编辑：郭 武 郜艳青
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