井筒潰沙事故處理與救援措施分析①

馬占龍

(開灤集團(tuán)林南倉礦業(yè)分公司救護(hù)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(tuán)林南倉礦業(yè)分公司救護(hù)中隊，河北 唐山 064106)

論述了2010年10月11日開灤林南倉礦新風(fēng)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(jìn)行了迅速準(zhǔn)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(fēng)井;潰沙;救援;風(fēng)硐

1 工程概況

新風(fēng)井工程是開灤林南倉礦業(yè)分公司礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造的單項工程，于2009年11月19日開挖。該工程建設(shè)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(biāo)方式，中煤63工程處中標(biāo)，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(fēng)井位于林南倉礦工業(yè)廣場內(nèi)，井筒設(shè)計深度676 m，上口標(biāo)高+6.6 m，下口標(biāo)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(hù)。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(yù)留風(fēng)硐出口，風(fēng)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(jié)法施工，目前正進(jìn)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(fēng)井工程施工至475.6 m，鎖口部位風(fēng)硐預(yù)留口突然涌沙。事故當(dāng)班為出渣班，井筒內(nèi)有7人，預(yù)計初期涌沙量在180m3左右，參見圖3。

圖1 風(fēng)井上口俯視圖

圖2 潰沙位置圖

14∶17，救護(hù)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(fēng)硐口向外涌出。事故發(fā)生后，中煤公司63處、礦黨政領(lǐng)導(dǎo)及各級相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、救護(hù)隊、機(jī)電科、醫(yī)院等部門組成了搶險指揮部，進(jìn)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(dāng)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(guān)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(jié)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(shè)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(rèn)為封堵泥沙有兩個方法:方法一，人通過安全出口進(jìn)入，繞行至風(fēng)硐口坍塌處，進(jìn)行人工下木料、鐵料進(jìn)行插背風(fēng)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(jìn)行插背風(fēng)硐口。

結(jié)論:經(jīng)過現(xiàn)場分析研究，搶險指揮部認(rèn)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(cè)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(kuò)大;方法二，中煤公司領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為:人懸空后，各種操作都困難，危險性較大。

結(jié)論:此措施認(rèn)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(jī)運(yùn)隊取來對講機(jī)，將對講機(jī)和一盞礦燈一同通過細(xì)鋼絲系到井筒。

14∶55，通過對講機(jī)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(jī)和礦燈已經(jīng)全部落到井筒底部。

結(jié)論:由于備用的對講機(jī)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(zhǔn)備中。

15∶15，切割所用的設(shè)備到位，切割工開始按照罐籠口的大小切割鐵板。

結(jié)論:救援實踐證明，此措施在營救的過程中起到了至關(guān)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(jìn)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(shè)置了警戒線。

在坍塌受影響的地面鋪設(shè)6 m長的鐵管，在鐵管上鋪設(shè)木料，并捆綁結(jié)實，截至到15∶30，已經(jīng)鋪設(shè)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(jié)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(zhǔn)備夜戰(zhàn)

16∶00，機(jī)運(yùn)隊取來照明設(shè)施，并開始安裝。結(jié)論:對于長時間救災(zāi)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(yán)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(jié)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(chǔ)。

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(shè)備，對罐籠底部和中部切割兩個流水孔。16∶55，氣割設(shè)備到達(dá)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(jié)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(shè)備已到罐籠中，且罐籠已經(jīng)加好蓋，開始下行。到達(dá)一道盤后，4名人員合力將鐵料搬走，6名被困人員被轉(zhuǎn)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(hù)車移送到醫(yī)院進(jìn)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(yán)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(fēng)硐口擋墻強(qiáng)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(biāo)高為-3.7m，在風(fēng)硐口以下;今年入夏以來，唐山地區(qū)降水較多，靜水位標(biāo)高為±0m，超過風(fēng)硐口上水平)，忽視了水位上升對施工產(chǎn)生的影響。

2)風(fēng)硐口擋墻設(shè)計時雖然考慮到凍結(jié)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(fēng)硐口擋墻處觀察不細(xì)，沒有及時發(fā)現(xiàn)涌水量變化等異常情況。

4 事故應(yīng)該吸取的技術(shù)方面的經(jīng)驗教訓(xùn)

1)在施工組織設(shè)計編制過程中，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)、氣候等情況，提高支護(hù)強(qiáng)度。

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

3)加強(qiáng)日常施工培訓(xùn)教育，提高施工人員對施工風(fēng)險的判斷分析能力。

4)加強(qiáng)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(yù)留孔洞的動態(tài)檢查，建立孔洞檢查觀測記錄，及時進(jìn)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(fù)方案，確保井筒恢復(fù)期間不再發(fā)生次生災(zāi)害;

6)立即開展全方位的安全大檢查，從施工設(shè)備、井口環(huán)境、安全設(shè)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(jié)

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(yán)格論證，防止災(zāi)害擴(kuò)大。

2)后勤保障要充足。例如照明、救護(hù)車、各種搶險的器材裝備等。

3)建議救護(hù)中隊需要配備至少3套對講機(jī)。

4)注意地面塌陷的變化，隨時進(jìn)行加固。

5)提升裝置要加蓋，最好能夠側(cè)面進(jìn)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(cè)面進(jìn)人的小型罐籠;高揚(yáng)程排泥沙泵;潛水設(shè)備;配備水底焊接、切割裝備及相關(guān)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(zāi).徐州:中國礦業(yè)大學(xué)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(xué)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(lǐng)導(dǎo)違章指揮造成救護(hù)隊自身傷亡的案例分析及其防范措施的研究［J］.礦山救護(hù)，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(xué)畢業(yè)，工程師，開灤林南倉礦業(yè)分公司救護(hù)中隊長。