1、寺河矿瓦斯爆炸直接原因分析报告总060301山西晋城煤业集团寺河矿“2.1”特大瓦斯爆炸事故直接原因的认 定 报 告（专家组）山西省“晋城煤业集团寺河矿2.1特大瓦斯爆炸事故”调查专家组，在调查组的领导和技术组的指导下，依据有关技术规程、规范对该事故进行了调查分析研究，对事故的直接原因进行了技术认定分析。通过事故现场实地勘察、调查相关设施和设备状态、查阅相关原始资料、询问有关人员等工作，在认真分析研究的基础上，提出本技术认定报告。一、矿井及东二盘区概况(一)矿井概况山西晋城煤业集团寺河矿，始建于1996年底，2002年投入生产，属国有重点煤矿，投产当年生产原煤201万t。后经改扩建，2004年
2、生产原煤801万t，2005年山西省煤炭工业局核定寺河矿年生产能力为1080万t，2005年实际生产原煤1019万t。矿井生产许可证、采矿许可证、安全生产许可证、工商执照、矿长资格证、矿长安全资格证等六证齐全，属合法矿井。2005年8月份矿井瓦斯等级鉴定结果：绝对瓦斯涌出量479.72m3/min，相对瓦斯涌出量22.30m3/t，瓦斯等级为高瓦斯矿井。矿井东区测定的3煤层原始瓦斯压力为0.29MPa，煤层瓦斯含量为9.03m3/t,煤层透气性系数为56.74195.392/MPa2.d，瓦斯放散初速度4045，煤的坚固性系数为1.41.5。根据2004年煤炭科学研究总院重庆分院对寺河矿煤尘爆
3、炸性和煤炭自燃倾向等级鉴定结果，矿井无煤尘爆炸危险，自燃倾向分类为三类即煤层不易自燃。矿井东二盘区巷道布置见附图1。矿井为斜、立井盘区开拓方式，综合机械化开采，共有9个井筒。矿井为近水平煤层，可采煤层有三层，分别为3#、9和15煤层，分煤层划分水平，主采煤层3煤层作为第一开采水平。目前矿井为单水平开采，仅开采3煤层。盘区布置为分区条带、多巷布置方式。矿井分为东、西、北三区。现开采的东区共三个盘区，分别为东一、东二、东三盘区，其中东二、东三盘区同时生产，东二盘区布置一个备用综采工作面、两个掘进工作面，东三盘区布置一个综采工作面、两个掘进工作面。采煤工作面采用“三进两回”的巷道布置方式，综合机械化
4、开采，采用走向长壁后退式综合机械化一次采全高采煤法，用全部垮落法管理顶板。寺河矿通风方法为机械抽出式，通风方式为混合式分区通风，有五个进风井，分别为主斜井、副斜井、西斜井、东进风立井、上庄进风立井，四个回风井，分别为西回风立井、胡家掌回风立井、东回风立井、上庄回风立井，其对应的主要通风机型号分别为GAF26.6-13.3-1、BDK-8-No3.1、GAF33.5-15-1、BDK-10-No4.0。矿井地面建有永久瓦斯抽放泵站，在井下东风井井底附近建有井下瓦斯抽放接力泵站；回采工作面采用本煤层钻孔预抽和采空区半封闭埋管抽放。矿井建有完整的防尘系统。矿井安装有KJ72煤矿安全生产监测监控系统。
5、（二）东二盘区概况东二盘区共有五条巷道，四条进风巷和一条回风巷。四条进风巷分别为东二进架运输巷、东二集中皮带巷、东二集中运输巷、23025巷；回风巷为东二集中回风巷。盘区主要巷道南北布置，其西翼已开采结束，东翼布置有2303、2304、2305、2306、2307五个工作面，东翼南部2303工作面已经回采结束，东翼北部2307备用工作面已形成全负压通风系统、下顺槽还有两条巷道没有贯通，东翼北部2306工作面下顺槽三条巷道于2006年1月28日停掘撤出。2303工作面处于盘区东翼的南端。该工作面布置有3进2回5条顺槽巷道，工作面于2005年3月17日开始回采，2005年12月15日回采结束，20
6、06年1月14日封闭。23063巷、23062巷和23064巷为2306工作面下顺槽，由矿连采一队施工，巷道断面为17.5m2，到2006年1月28日三条巷道均掘进1920m，构成23063巷、23062巷进风和23064巷回风的全负压通风系统，当时通风量为7305m3/min，瓦斯浓度0.42%，瓦斯涌出量为30.68m3/min。2006年1月28日三条巷道停止掘进，将连采设备等撤出，胶带输送机、局部通风机、电缆、水管等留在封闭巷道内。2307备用工作面下顺槽共四条巷道，其中23071巷与23075巷已完成，并与工作面切眼和上顺槽构成全负压通风系统，23061巷和23065巷中间约有630
7、m没有贯通。2006年1月30日，在23061巷和盘区进回风巷道交叉点南侧施工了6道密闭墙，将23061巷南侧巷道、23063巷、23062巷、23064巷及2303工作面采空区与盘区通风系统隔离。密闭墙施工工作于2006年1月31日8时结束。2006年2月1日下午，矿上安排：连掘二队掘进23061巷和23065巷，预备队从2307切眼向23071巷和23075巷搬家安装，准备对掘23061巷和23065巷，瓦斯抽放队在23061巷打钻，川煤九处在23071巷口起底施工地沟。（三）东二盘区密闭墙内供电概况1、高压系统23063巷、23062巷和23064巷掘进工作面采用移动变电站供电方式，共有
8、三台移动变电站，其中两台为KBSGZY-315-6/1.2，一台为KBSGZY-500-6/1.2。两台KBSGZY-315-6/1.2移动变电站是双风机双电源系统的两路独立动力电源，其6kV高压电源分别来自东区局部通风机专用变电所11、21高压开关柜，两趟高压电缆的敷设为电缆钩悬挂方式，电缆型号为MYPTJ3.6/6-335+316/3+32.5mm2，高压电缆的敷设路线为：东区局部通风机专用变电所东区辅助进风巷东二集中运输巷东二集中运输巷与23061巷交叉处的两个高压三通接线盒分两回双路分别进入23061巷和23065巷掘进工作面的两台局部通风机专用移动变电站与23062巷、23063巷和
9、23064巷掘进工作面的两台局部通风机专用移动变电站，其中23062巷、23063巷和23064巷掘进工作面的两台局部通风机专用移动变电站位于23063巷与23062巷之间的22横贯内。另一台KBSGZY-500-6/1.2型移动变电站的高压电源来自东二盘区变电所2高压开关柜，电缆的敷设为电缆钩悬挂方式，电缆型号为MYPTJ3.6/6-335+316/3+32.5mm2，高压电缆的敷设路线为：东二盘区变电所东区辅助进风巷东二集中运输巷23075巷与东二集中运输巷交叉处高压三通接线盒分两路：一路经23075巷东二进架运输巷23061巷进入掘进工作面；一路继续前行至23062巷高压三通接线盒分两路
10、一路进入23062巷1横贯内的移动变电站，一路沿23062巷继续前行至负荷中心TS1243-1000kVA-6/ 3.45kV和TS1281-1000kVA-6/1.2kV,高压电缆随工作面负荷中心移动而移动。2、低压系统在23063巷内有两台H6T1-125/1140型局部通风机集控装置，用于控制位于23063巷、23062巷和23064巷中型号为FD-230/1140的六台对旋式局部通风机，其供电电源来自两台局部通风机专用移动变电站。在23062巷中有BKD5-200Z/1140F型真空馈电开关1台、BQD23-315/1140型磁力起动器3台、QBZ-80D/1140型磁力起动器6台、B
11、XZ-4/127照明综合保护装置2台，分别用于控制位于23062巷中的两部胶带输送机，其电源来自位于23062巷1横贯内的移动变电站。另外在该巷中还有ST3.5S铲车1台、BF-14B- 54-64C给料破碎机1台、CHDDR-AC双臂锚杆钻机1台、PM2110C梭车2台、12CM27-10E连续采煤机1台。其中给料破碎机、双臂锚干钻机和两台梭车工作电压为1140V，由TS1281负荷中心来控制；连续采煤机工作电压为3300V，由TS1243负荷中心来控制。二、事故概况2006年2月1日18时58分，东二盘区的23063巷道和23062巷道7横贯附近区域发生瓦斯爆炸，瓦斯爆炸冲击波沿23063
12、巷、23062巷和23064巷一路向巷道里侧（东）传播，另一路向巷道外侧（西）传播；爆炸冲击波到达东二盘区巷道后又分为两路，一路沿盘区巷道向2303工作面采空区方向传播、另一路向上庄风井方向传播。爆炸冲击波影响区域：北部到达上庄风井，南部到达2303工作面采空区，东部到达23063巷、23062巷和23064巷掘进头；瓦斯爆炸的冲击波及有毒有害气体还蔓延到23061巷、23065巷、23075巷和23071巷，导致在这些巷道内的作业人员多人中毒伤亡（据“2006年2月3日山西晋城煤业集团寺河矿2.1密闭区局部瓦斯爆炸事故情况汇报”，灾区内共有124人，76人中毒，其中23人经抢救无效死亡）。三
13、、现场勘查（一）现场勘察基本情况在技术组的指导和配合下，专家组先后12次进入井下瓦斯爆炸波及区域和相邻区域进行现场勘查和调查研究，专家组现场勘查情况汇总如表1所示。（二）详细勘察路线第一次勘查路线：上庄进风立井东二进架运输巷23071巷口23061巷口东二进架运输巷与23061巷交叉口南侧密闭2306辅助撤架通道风桥2306辅助撤架通道密闭东二集中运输巷与23061巷交叉口南侧密闭23025巷与23061巷交叉口南侧密闭。第二次勘查路线：上庄进风立井东二进架运输巷23071巷口23061巷口东二进架运输巷与23061巷交叉口南侧密闭2306辅助撤架通道密闭2306辅助撤架通道2306辅助撤架通
14、道风桥23063巷口23062巷口23064巷风桥23034巷风桥23032巷口23032巷通往集中回风巷的横贯东二集中回风巷与东二集中皮带巷间104横贯东二集中回风巷与23061巷交叉口以南20m左右的密闭4横贯东二集中皮带巷与23061巷交叉口以南20m左右的密闭。表1 专家组现场勘查情况汇总表勘察次数时 间勘 察 地 点勘 察 目 标参 加 专 家12月5日10时至13时东二盘区六道密闭墙附近区域调查爆炸冲击波是否来自东二盘区程远平、朱红青、邵仲明、赵青云、邬剑明、康立勋、杨双锁22月12日17时至24时东二进架运输巷、东二集中回风巷、东二集中皮带巷调查这三条巷道冲击波的主体传播方向朱红
15、青、邵仲明、赵青云、邬剑明、杨双锁32006年2月15日9时至13时2303工作面及附近区域调查爆源点是否来自2303工作面朱红青、赵青云、邬剑明、杨双锁42006年2月13日14时至18时23063、23062、23064巷口一带调查23063、23062、二条巷道机电线路联接及冲击波方向邵仲明、邬剑明52006年2月13日14时至18时调查王街小窑的情况调查王街小窑与事故的关系赵青云、杨双锁62月17日13时至19时23063、23062、23064巷道调查23063、23062、23064三条巷道的爆炸冲击波作用方向，确定瓦斯爆炸爆源点和火源情况程远平、朱红青、邵仲明、赵青云、杨双锁、宋
16、建成72月18日14时至17时23063、23062、23064巷道、23071巷放炮处补充调查23063、23062、23064三条巷道瓦斯爆炸爆源点、火源情况和供电系统情况程远平、赵青云、邵仲明、宋建成82月19日14时至17时东二盘区进架运输巷密闭外起底作业地点附近区域调查东二盘区密闭外川煤九队起底放炮情况邵仲明、杨双锁92月21日9时至14时东二盘区密闭调查东二盘区有关密闭完好情况及电缆等“三断”情况程远平、邵仲明102月25日11时至16时东二进架运输巷、东二集中回风巷、东二集中皮带巷及23063、23062、23064巷道全面调查锚杆、锚索的支护及断裂情况赵青云、杨双锁112月25
17、日17时至20时东二集中皮带巷与东二集中进架巷间的3301出煤通道及23071巷以北的东二进架运输巷、东二集中运输巷、23025巷寻找川煤九处的放爆器赵青云、杨双锁122月27日15时至17时东二集中进架巷、23063巷测定锚网电阻赵青云第三次勘查路线：上庄进风立井东二进架运输巷23034巷风桥23034巷与23032巷间的1、2横贯23032巷内的采空区密闭23034巷内的采空区密闭23032巷与23033巷间的1横贯2303工作面辅助撤架通道与主撤架通道之间的4道密闭及2303工作面辅助撤架通道23031巷与23035巷间的2横贯23035巷通王街煤矿的密闭23035巷23035巷与230
18、31巷间的1横贯23031巷23033巷。第四次勘查路线：上庄进风立井东二进架运输巷23063、23062二条巷道1横贯以外的区域。第五次勘查路线：王街小窑监测监控机房。第六次勘察路线：上庄进风立井东二进架运输巷23062巷、23063巷、23064巷三条巷道及联络横贯。第七次勘察路线：上庄进风立井东二进架运输巷23062巷、23063巷、23064巷三条巷道及联络横贯，重点为23064巷78横贯冒顶区域。第八次勘察路线：上庄进风立井东二进架运输巷23071巷口及附近区域，重点勘查川煤九队起底放炮情况。第九次勘察路线：上庄进风立井东二集中胶带巷东二集中回风巷23062巷23063巷东二集中运输
19、巷23075巷，重点勘查东二集中回风巷密闭墙和电缆断开情况。第十次勘查路线：上庄进风立井东二进架运输巷23071巷口2306辅助撤架通道风桥23063巷口23062巷口23062巷与东二集中回风巷的风桥23062巷与东二集中皮带巷的风桥23064巷风桥23062巷、23063巷、23064巷三条巷道及联络横贯。专家组与新加入事故调查技术组的山西省安全生产监督管理局总工程师刘德政重点勘察了23062巷、23063巷、23064巷九横贯以外的三条巷道及联络横贯。第十一次勘查路线：上庄进风立井东二进架运输巷23071巷口23071巷口至东二集中皮带巷间的横贯23071巷以北的东二集中皮带巷23071
20、巷以北的东二集中运输巷东二集中皮带巷与东二集中进架巷间的3301出煤通道东二进架运输巷与23061巷交叉口南侧密闭2306辅助撤架通道密闭东二集中运输巷与23061巷交叉口以南20m左右的密闭东二集中皮带巷与23061巷交叉口以南20m左右的密闭。重点寻找煤九处的发爆器；新加入事故调查技术组的山西省安全生产监督管理局总工程师刘德政重点勘察了四道密闭墙。第十一次勘查路线：上庄进风立井东二进架运输巷23063巷67横贯之间。东二盘区巷道布置及瓦斯爆炸冲击波作用方向如附图1所示，瓦斯爆炸伤亡人员分布如附图2所示，东二盘区23061巷南侧密闭墙位置如附图3所示。（三）现场勘查情况描述1、东二进架运输巷
21、爆炸冲击波来自23063巷、23062巷、23064巷内，并以此为分界，向2303工作面采空区和上庄风井方向传播。1）东二进架运输巷爆炸冲击波方向，以2306三条巷为分界线，向上庄风井方向传播，依据如下。（1）东二进架运输巷口（距上庄进风井约为20m）东帮悬挂一块文明生产标语牌板，牌板正面粘结满了瓦斯爆炸后被冲击波带起来的煤尘，表明瓦斯爆炸冲击波已到达上庄进风井口（见图1）。图1 东二进架运输巷口文明生产标语牌板（2）东二进架运输巷内距23071巷口以北23.5m处，发现一受冲击波破坏的电缆断头和一密闭立柱，电缆断头上面有明显的过火痕迹（图2），密闭立柱上有钉木板的钉子（图3）；东二进架运输巷
22、23071巷口至23061巷口段，有多处巷道顶部和两帮锚网向上庄风井方向卷起（图4）。表明冲击波由里向上庄风井方向传播。图2 电缆断头过火痕迹（3）在23075巷内与东二进架运输巷交叉点西侧，有压风管和水管因冲击波作用由里帮倒向外帮（上庄风井方向）（图5）。表明冲击波由里向上庄风井方向传播。（4）东二进架运输巷中，距23061巷口以南约1m处，巷道周围锚网已剪开约0.9m，该处巷高3.73m；东二进架运输巷有多处金属锚网向上庄风井方向卷起（图6），23061巷口处裸露锚杆朝向上庄风井方向（图7）。表明冲击波由里向上庄风井方向传播。图3 东二进架运输巷内发现的密闭立柱图4 巷道顶部和两帮锚网卷起
23、状态图5 23075巷压风管和水管由里帮倒向外帮（5）与东二进架运输巷平行的2306辅助撤架道中，残留的密闭墙厚约0.15m，该处巷高4.19m，密闭墙外有三根长分别为3.8m、3.6m、3.37m的方形木柱，上有钉子；密闭墙外及23061巷北侧有喷浆混凝土块。说明爆炸冲击波自南向北由2306辅助撤架通道巷里向外传播。图6 东二进架运输巷金属锚网朝上庄风井方向卷起图7 东二进架运输巷裸露锚杆朝向上庄风井方向（6）2306辅助撤架通道与东二进架运输巷相交的1风桥工字钢由风桥处向外弯曲，弯曲半径约1.5m（图8）；1风桥上北帮有6根工字钢，风桥下以北约10m处有1根变形的工字钢，构筑风桥的钢筋混凝
24、土块被冲向风桥的东西两侧，一块大约110.5m3的混凝土块被冲到2306辅助撤架通道东帮。说明爆炸冲击波由南向北自下而上从风桥下向风桥上冲击，总体向上庄风井方向传播。图8 1风桥工字钢由风桥处向外（北）弯曲（7）东二进架运输巷自23063巷以北，巷顶及两帮金属锚网主要呈向北撕裂状。表明爆炸冲击波向上庄风井方向传播。2）东二进架运输巷爆炸冲击波来自2306三条巷内。依据如下。（1）23063巷口西帮的东二进架运输巷内有大量文明生产牌板的残留铁皮堆积，有1块1.472.30.003m3的铁板凹向西侧（图9）。说明瓦斯爆炸冲击波来自23063巷内。图9 23063巷口西帮的铁板（2）23062巷口电
25、气开关向西位移1.5m（图10）；皮带架上的皮带被炸断向巷口方向抛出，巷口附近金属网向巷口撕裂。说明瓦斯爆炸冲击波来自23062巷内。（3）23064巷与东二进架运输巷相交处的2风桥上3根工字钢已向西位移2.9m，2根工字钢在东二进架巷西帮呈头南脚北状态，工字钢长为7.0m，风桥上的混凝土块掉落在东二进架运输巷南北两侧。表明冲击波来自23064巷内且由风桥上向桥下冲击。3）东二进架运输巷爆炸冲击波方向，以2306三条巷为分界线向2303工作面采空区方向传播。依据如下。（1）东二进架运输自23064巷口向南至23034巷与东二进架运输巷相交的3风桥，巷顶及两帮金属锚网主要呈向南撕裂状。表明冲击波
26、方向由外向里传播。图10 23062巷口电气开关（2）23034巷与东二进架运输巷相交的3风桥上有5根工字钢和一直径2寸的水管，因受冲击波作用向风桥南侧位移，其中2寸水管被压扁，1根埋线管向南弯曲，另有8根构筑风桥的工字钢被吹落，向2303工作面采空区方向位移6.7m，构筑风桥的混凝土块被吹落到23032巷口。说明冲击波由外向里传播。2、东二集中回风巷、东二集中皮带巷和东二集中运输巷爆炸冲击波方向，以2306三条巷为分界线，向里和向外传播。依据如下。1）23061巷以南的2306辅助撤架通道、东二集中皮带巷、东二集中运输巷和23025巷内的密闭被爆炸冲击波摧垮，方向由南向北，表明爆炸冲击波向上
27、庄风井方向传播。2）东二集中运输巷密闭板墙被爆炸冲击波破坏的断茬（图11）；东二集中运输巷中的胶带输送机整体向外移动1.5m（图12）。表明爆炸冲击波向上庄风井方向传播。图11 东二集中运输巷密闭板墙破坏断茬图12 东二集中运输巷胶带输送机整体向外位移、倾倒3）东二集中回风巷、东二集中皮带巷从23064巷至23034巷，巷顶及两帮金属锚网主要呈向南撕裂状；自23062巷往北，巷顶及两帮金属锚网主要呈向北撕裂状，表明爆炸冲击波自2306三条巷处分别向2303工作面采空区和上庄风井方向传播。4）东二集中回风巷与东二集中皮带巷间所有联络横贯的木板喷浆密闭（除5密闭外，5密闭基本完好，喷浆混凝土面有明
28、显裂缝和爆炸粉尘粘结）全部被摧毁，四周有明显轮廓，方向由东向西。5）东二集中回风巷与23062巷相交的风桥桥面上南北两侧堆积有钢筋混凝土块，桥面上10余根工字钢向西和北位移，风桥以北约40m处的电缆钩明显向北位移，金属网向北撕裂。表明爆炸冲击波从此处分别向2303工作面采空区和上庄风井方向传播，同时冲击波由桥下向桥上传播。6）瓦斯爆炸后，23061巷以南的东二集中回风巷密闭状况基本完好，喷浆混凝土面（北面）无明显裂缝，木板面（南面、迎向爆炸冲击波方向）无爆炸粉尘粘结（图13a）。在密闭外侧距密闭3m处，顶部及两帮金属网被剪开约0.5m宽（图13b）。3、2303工作面采空区的爆炸冲击波来自东二
29、盘区巷道。依据如下。1）从23034巷口以东20m范围内，自西向东遍布石块（以300mm300mm200mm大小为主）；自巷口往23034巷里7m处，巷帮金属锚网受来自巷外冲击波向东撕裂；由西向东明显涌动的煤块长度为4.1m，1横贯的密闭墙倒向南侧且金属锚网向工作面方向卷起；23034巷隔绝采空区的永久密闭墙被来自巷外方向的冲击波摧垮，密闭墙坍塌向采空区方向约15m；23032巷口平衡风门门框上的槽钢向东弯曲，隔绝采空区的密闭墙墙体被冲向采空区方向约810m；23033巷的密闭墙倒向采空区方向。说明爆炸冲击波来自2303工作面采空区外部。2）主撤架通道与辅撤架通道间的两道密闭墙都倒向采空区方向
30、。说明爆炸冲击波来自2303工作面采空区外部。3）23031巷的密闭墙倒向采空区方向。说明爆炸冲击波来自2303工作面采空区外部。4）23035与王街小窑的隔绝密闭墙倒向东侧。说明爆炸冲击波来自2303工作面采空区外部。图13a 东二集中回风巷密闭墙(上为全貌、下为局部放大)图13b 东二集中回风巷密闭墙外金属网剪开图片4、23063巷、23062巷的爆炸冲击波方向以7横贯为分界线，向巷道内外两侧传播。依据如下。1）23063巷1横贯以西巷道两帮锚网明显向西撕裂。2）在23062巷口，发现一BKD5-20馈电开关，电缆线从正对23062巷道的喇叭嘴拔出，线头与喇叭嘴距离约1.5m；从巷口到巷里
31、1横贯约有50m胶带被抛向23062巷口。3）23062巷与23064巷之间的120横贯密闭墙全部倒向23064巷。4）23062巷与23063巷之间的3横贯发现一堆铁皮，无过火痕迹，主要冲击波作用方向向23062巷（图14）；23062巷道中56横贯间电缆头有明显过火痕迹（图15）；23062巷道中7横贯口处顶部金属网有明显火烧痕迹（图16）。图14 3横贯被炸碎的铁皮图15 23062巷道中56横贯间发现的皮带架托辊、电缆头有明显过火现象图16 23062巷道中7横贯口处顶部金属网有明显火烧痕迹5）23063与23062间的6横贯冲击波方向不明显，有双向冲击痕迹；在23062巷道中6横贯处，皮带架完全冲毁、散落在地，被冲向南帮（23064方向）。6）23063与23062间15横贯金属锚网向23062方向卷起；在23062巷道中，正对5横贯对面帮上的金属锚网约1.5m1.5m范围内有明显过火痕迹，该处的皮带架完全冲毁、散落在地，被冲向南帮（23064方向）。7）23063巷56横贯之间金属锚网撕裂严重
